CN117811233A - 一种全周转向式非接触电能传输连接器装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种全周转向式非接触电能传输连接器装置，包括供电组件、全桥逆变模块、原边谐振补偿模块、全周转向式球形连接器模块、副边谐振补偿模块和全桥整流模块。供电组件为装置提供所需的供电电压。全周转向式球形连接器模块实现球头装置和球座装置之间的径向旋转，接收线圈和发射线圈分别位于球头装置和球座装置中。原副边谐振补偿模块包括原、副LCC无功功率补偿网络模块和原、副边线圈电感。本发明利用全周可转向式电能传输连接器，可以在连接器发生径向偏移时，装置的互感和耦合系数会自动进行调节，确保装置在更大的径向角度偏移量下以较高的功率因数下安全运行，完成兼具高效性与鲁棒性的更高连接灵活度下的可靠传输。
Description
技术领域
本申请涉及无线电能传输或无线输电技术的领域，尤其是指一种全周转向式非接触电能传输连接器装置。
背景技术
近年来，随着全球海洋资源的开发，水下作业开始多元化，如海域自然环境的生态检测与维护，海洋资源的勘探检测等，这产生了对水下机电设备运用与发展的更高需求。水下探测与作业平台的能量传输能力是决定其续航时间、作业范围及功能多样化的关键，关于水下机电设备的续航能力也被提上发展议程，如何实现安全高效的水下无线电能传输成为海洋领域未来核心技术之一。在需要满足不同地形环境及工作要求的海洋环境下，对于水下电能传输装置产生了多种综合多元需求和更高的连接灵活度需求。因此，该类电能传输装置在水下搜救、海底勘探、军事侦察等领域有着广阔的应用前景。
目前，系泊式平台、潜标、浮标、缆式水下作业平台主要通过水密连接器进行线缆连接式电能传输，需要使用高精度水下湿式插入式连接器进行对接电源。同时，水下无线电能传输(UWPT)正在成为一种新型的水下电力传输方式。它具有传统供电方式无法比拟的技术优势，有效提高了AUV(水下自主式航行器)充电的安全性、可靠性、便利性和隐蔽性。
综合上述两方面，搭载无线电能传输功能装置的水下连接器具有重要的实际意义。当前。用于水下有线电能传输的连接器主要有以下几种局限性：(1)传统的水密连接器以线缆连接式实现电能传输，需要使用高精度水下湿式插入式连接器进行对接电源，连接线缆的水密接插件极易受损，成本较高；(2)由于连接线缆的弯折曲率有限，缆式水下作业平台的运动性能也受到影响，与水下作业平台的连接灵活自由度受限；(3)现有的耦合器形状存在占用面积较大，对于水下平台经常发生姿态及方位角的变化，水密连接器易受干扰影响连接速度，装置抗径向偏移能力差。
根据上述的几点局限性，一种兼具成本低、抗径向偏移、高连接灵活度和可靠无线电能传输功能的新型水下连接装置亟待被设计应用。
发明内容
为解决现有技术中的问题，本发明提供了一种全周转向式非接触电能传输连接器装置，包括：
供电组件，为所述全周转向式非接触电能传输连接器装置提供直流电；
全桥逆变模块，接收供电组件提供的直流电，将所述直流电逆变为高频的交流电并输出；
原边谐振补偿模块，接收所述全桥逆变模块输出的交流电，经无功补偿后输出谐振频率的交流电；
全周转向式球形连接器模块，包括球头装置、球座装置、接收线圈和发射线圈，所述球头装置与球座装置相匹配，以实现球头装置与球座装置之间的全向旋转，接收线圈绕制于球头装置中，发射线圈绕制于球座装置中，发射线圈接收所述原边谐振补偿模块输出的谐振频率的交流电，并产生谐振磁场，进而使接收线圈中产生交变电流，接收线圈输出交变电流，且所述原边谐振补偿模块作为所述发射线圈的补偿模块；
副边谐振补偿模块，作为所述接收线圈的补偿模块；接收所述接收线圈输出的交变电流，经无功补偿后输出谐振频率的交流电；
全桥整流模块，接收副边谐振补偿模块发出的交流电，将所述交流电整流为直流电并输出。
进一步地，所述原边谐振补偿模块包括原边LCC无功功率补偿网络模块，所述原边LCC无功功率补偿网络模块包括接入发射线圈输入端的发射端补偿电感、与发射线圈串联连接的发射线圈补偿电容、与发射线圈并联连接的补偿电容；为使发射线圈达到谐振频率，原边谐振补偿模块总体上呈现阻态；
所述副边谐振补偿模块包括副边LCC无功功率补偿网络模块，所述副边LCC无功功率补偿网络模块包括接入接收线圈输出端的接收端补偿电感、与接收线圈串联连接的接收线圈补偿电容、与接收线圈并联连接的补偿电容；为使接收线圈达到谐振频率，副边谐振补偿模块总体上呈现阻态。
本发明还提供了一种基于所述的全周转向式非接触电能传输连接器装置的电能传输方法，供电组件为所述全周转向式非接触电能传输连接器装置提供直流电，所述直流电经全桥整流模块逆变为交流电，所述交流电作为原边谐振补偿模块的输入，所述原边谐振补偿模块经无功补偿后输出谐振频率的交流电，发射线圈接收所述原边谐振补偿模块输出的谐振频率的交流电，并产生谐振磁场，进而使接收线圈中产生交变电流，接收线圈输出交变电流给所述副边谐振补偿模块，所述副边谐振补偿模块经无功补偿后输出谐振频率的交流电给所述全桥整流模块，所述全桥整流模块将所述交流电整流为直流电；所述直流电输出给所述需要被供电的外部设备。
本发明相较于现有技术有如下有益效果：
(1)本发明针对水下工作环境下抗偏移性和电能传输稳定性的需求利用全周式可转向连接器结构特性，实现了球头与球座之间除轴向旋转外，还可完成径向旋转，同时发射线圈与接收线圈之间没有直接的电气连接，增加了运动灵活度与使用便捷性，具有良好的实际应用价值；
(2)本发明选择了合理的电压、电流、电平和谐振频率，减少了不必要的涡流损耗，并采用高强度绝缘外壳，减少了压磁效应和寄生电容，提高了传输效率。设计了具有较强的抗失调能力的磁耦合器和LCC-LCC拓扑结构提高了抗偏移稳定性。对系统进行了严格的电磁兼容性(EMC)设计，确保了一次侧和二次侧耦合产生的电磁场不会影响AUV内电子设备的正常工作，确保了系统的电磁兼容性；
(3)本发明在磁耦合器方面，通过可以装配于水下无人机的机械结构，对平行与非平行的载流导线间的互感计算，可以设定某一分界角度，通过将线圈的终止角度均小于分界角度的近似为平面螺旋线圈，起始角度大于分界角度时可近似为轴向螺旋线圈，设计选取了合适的线圈结构组合方式，分析了适用于此类机械结构的不同类型磁耦合器的自感、互感与损耗等，提高了电能传输的效率；
(4)本发明设计了一套适用于传输功率1kW的水下无线电能传输(UWPT)的耦合器，具有较强的抗失调能力。并且构建了一个采用具有恒流特性的LCC-LCC补偿拓扑UWPT原型来验证分析，在磁耦合器偏移情形互感变化工况下，保证了电流原副边线圈电流呈收敛变化趋势，防止了过大的电流应力对系统造成影响，可实现较大偏移情形下的高效率水下无线电能传输。相比传统方法中的线缆式传输方式，本发明能够更加灵活地应对不同的任务需求。
(5)本发明采用无线电能传输的方式，在保证可靠电能传输的同时，省去了传统的水密连接器需要使用的易受损常更换的高精度水下湿式插入式连接器，和对于高精度控制有关的传感设备，有效降低了电能传输连接装置的成本。
附图说明
图1为共轴平行线圈位置与非共轴平行线圈位置的示意图；
图2为简化模型正常工况及径向偏移下的工况的示意图；
图3为全周转向式非接触电能传输连接器机械结构模型的示意图；
图4为全周转向式非接触电能传输连接器线圈结构模型的示意图；
图5为四种模型在不同工况下互感比值的关系图；
图6为一种全周转向式非接触电能传输连接器实验装置的示意图；
图7为一种全周转向式非接触电能传输连接器实验探测的波形图；
图8为耦合器不同径向角度偏移工况下实测耦合系数的关系图。
具体实施方式
以下结合说明书附图对本发明作进一步说明。本发明中各个实施方式的技术特征在没有相互冲突的前提下，均可进行相应组合。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行详细说明。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参考图1，图1展示了水下无线电能传输时，发射线圈和接受线圈的位置情况。如图1所示，该位置情况包括线圈为共轴平行的图1中的(a)和线圈为非共轴不平行的图1中的(b)两种情况。
参考图2，图2展示了接收线圈和发射线圈可能的四种组合情况。设定一个分界角度，线圈的终止角度小于分界角度的为平面螺旋线圈，线圈的起始角度大于分界角度时为轴向螺旋线圈。如图2所示，图2中的(a)为模型I，模型I为等效为平面螺旋线圈的发射线圈和接受线圈组合；图2中的(b)为模型II，模型II为等效为平面螺旋线圈的发射线圈和管状螺旋线圈的接受线圈组合；图2中的(c)为模型III，模型III为等效为管状螺旋线圈的发射线圈和平面螺旋线圈的接受线圈组合；图2中的(d)为模型IV，模型IV为等效为管状螺旋线圈的发射线圈和接受线圈组合。
参考图3，图3展示了本发明一具体实施例中的全周转向式非接触电能传输连接器装置的结构设计。如图3所示，该结构设计包括了亚力克材料的全周可转向的圆球形球头和有球形凹陷的球座两部分。
所述球头装置为圆球体状装置，实现全周转向；球座装置为有球体形状凹陷的底座装置，以实现球头装置与球座装置之间的全周转向；接收线圈以圆形螺旋线圈形式绕制于球头装置中，发射线圈以圆形螺旋线圈形式绕制于球座装置中。
参考图4，图4展示了本发明一具体实施例中的全周转向式非接触电能传输连接器装置的线圈结构。如图4所示，线圈于球面上的绕制角度在不同情况下存在以下四个角度参数，分别为发射线圈起始角度α1和终止角度β1，接收线圈起始角度α2和终止角度β2。
参考图5，图5给出了不同线圈结构组合的互感与偏移角度比值曲线。如图5所示，横轴为接收线圈的偏移角度，纵轴为接收线圈偏移时的互感与接收线圈不偏移时的互感的比值；其中，模型III等效为管状螺旋线圈的发射线圈和平面螺旋线圈的接收线圈组合互感比值随偏移角度变化最小，为最优曲线。
参考图6，图6展示了本发明一具体实施例中的全周转向式非接触电能传输连接器的实验装置。如图6所示，该结构装置包括了供电组件、全桥逆变模块、原边谐振补偿模块、全周转向式球形连接器模块、副边谐振补偿模块、全桥整流模块。所述全周转向式球形连接器模块在水下工作运行时，装载于一个铝制外壳内，以减小因耦合磁场导致的海水涡流损耗，来提升所述全周转向式球形连接器模块的功率因数。
所述的原、副边LCC无功功率补偿网络模块为双边LCC补偿网络结构，具有较强的抗失调能力和恒流特性；所述抗失调能力具体为在发射线圈与接收线圈组成的松耦合器在互感变化工况下发生互感急剧变化的情况，如耦合完全断开，互感为0的极限情况下，电流变化为收敛趋势，不会有过大的电流应力，较其他补偿结构更能保证装置安全运行；所述恒流特性为LCC补偿网络使发射线圈电流为只受装置参数影响与负载无关的恒流电流，以便于装置功率的设计。
所述全桥整流模块与所述全桥逆变模块均由STM32单片机提供控制驱动；所述原边谐振补偿模块与所述副边谐振补偿模块的工作频率均为所述全周转向式非接触电能传输连接器装置的本征频率，由所述全周转向式非接触电能传输连接器装置参数决定。
所述发射线圈与所述接收线圈的连接为具有电气隔离的无线连接，通过谐振磁场从发射线圈将电能传输到接收线圈，位于球头装置中的发射线圈与位于球座装置中的接收线圈构成松耦合器。
参考图7，图7展示了本发明一具体实施例中的全周转向式非接触电能传输连接器装置的实验探测波形。通过波形图观察输入功率、输出功率，其次通过观察波形是否正常，确保电路正常运作。从上至下依次为发射线圈电流，逆变器输出的直流母线电压，接收线圈电流，发射线圈电压。
参考图8，图8展示了本发明一具体实施例中的全周转向式非接触电能传输连接器装置的实验耦合系数与偏移角度的关系。当无径向角度偏移时，测量到的耦合系数为0.24，设计的UWPT系统效率可达88％左右。在不对准过程中，耦合系数为0.18，效率也均可以达到85％以上。
本发明的理论计算如下：
对于共轴平行线圈，即发射线圈和接收线圈并未出现轴心偏移和角度偏移，将每一匝发射线圈与接收线圈均视为环形载流导线，在充电过程中，通过分析耦合系数的变化来评估系统的输出特性，表达式为：
其中，c1、c2分别表示两个环形载流导线；l1、l2分别表示c1、c2两个环形载流导线的长度；
其中，μ0是真空磁导率，为两个单匝环形载流导线之间的互感，R为两个环形载流导线的中心距离，a、b分别为两个环形载流导线的半径，d为两个环形载流导线的垂直距离；分别为c1、c2两个环形载流导线的对应微元水平偏移角度，引入式
上式表示为
由于单匝载流线圈以圆心对称，因此上式可简化为
其中，K(x)为第一类完全椭圆积分函数，E(x)为第二类完全椭圆积分函数；
对于非共轴平行线圈，即发射线圈和接收线圈出现角度偏移，
其中，μ0是真空磁导率，R为两个环形载流导线的中心距离且R＞0，a、b分别为两个环形载流导线的半径，d为两个环形载流导线间的垂直距离；分别为c1、c2两个环形载流导线对应微元水平偏移角度，θ是其中一个线圈的径向偏移角度，d’表示径向偏移角度为θ的线圈沿x轴方向的偏移距离；引入式：
则Mij表示为
其中
接收线圈与发射线圈分别为载流导线，假定每一匝线圈的走线为恒定电流载流导线，两条恒定电流载流导线间的互感值主要取决于电感的几何参数及二者之间的相对位置，最后，将所有这些组合Mij相加即可确定总电感M，其方程可表示为：
其中，Mij表示两条恒定电流载流导线间的互感，nS表示接收线圈的匝数；nP表示发射线圈的匝数；ρ表示磁导率；M表示接收线圈与发射线圈间的互感。
据机械结构的限制，发射线圈和接收线圈均为绕制在球面上的螺旋线圈，结构相对复杂而不便于直接计算，在相关参数确定的情况下，线圈于球面上的绕制角度在不同情况下存在以下四个角度参数，分别为发射线圈起始角度和终止角度，接收线圈起始角度和终止角度，不同起始角度和终止角度的接收线圈与发射线圈组合具有多种组合形式，可以通过设定一个分界角度，线圈的终止角度小于分界角度的为平面螺旋线圈，线圈的起始角度大于分界角度时为轴向螺旋线圈。
本发明的工作方式如下：
在本实验例中，选取匝数为20匝的10cm半径发射线圈，匝数为10匝的20cm半径接收线圈，接收发射线圈间距为10cm，线圈线径为6mm。
选择发射线圈和接收线圈采用800股0.1mm2的Litz线，单匝半径3mm。发射线圈的起始角度和终止角度分别为0°和45°，共21匝，接收线圈的起始和终止角度为45°到135°，共18匝。线圈的终止角度均小于45°时候可将其近似为平面螺旋线圈，而当线圈的起始角度大于45°时可将其近似为轴向螺旋线圈。两线圈所对应球心间距为从0cm变为6cm，但不出现线圈在同一高度的重合情况。由于UWPT系统的磁力耦合器需要在水下长时间连续工作，因此电力电子电路的集成设计至关重要。将电连接器主要铝板厚度均设计为5mm。
AUV在对接时，在水下环境中总会存在磁耦合器的不对中问题，洋流、海洋生物等潜在因素对其的影响导致传输功率的效率产生波动，机械捕获夹紧机构配合下的磁力耦合器，无法使得AUV充电过程中同时开展水下探测工作。为提供AUV水下作业的灵活度，要考虑较大偏移下的传输稳定性，仍然需要设计具有较强的抗失调能力的磁耦合器和具有恒流特性的LCC-LCC拓扑结构。
实验设计的UWPT系统的输出功率预计为1kW，直流输入电压设计为300V。由于UWPT系统始终工作在海底不稳定的环境中，因此期望该系统在旋转偏差为45°也能实现1kW的功率输出。基于所提出的弧形磁力耦合器搭建了一个1kW的原型实验平台。系统采用LCC-LCC电路拓扑，并选择50kHz工作频率。采用意法半导体微控制器STM32F407产生4路PWM信号驱动H桥逆变器中的SiC MOSFET，为减小海水涡流损耗的影响，将开关频率设置为50kHz。其实验装置与探测波形分别如图6和图7所示。
全周转向式非接触电能传输连接器的实测耦合系数k在不同径向角度偏移工况下的变化如图8所示。当无径向角度偏移时，测量到的耦合系数为0.24，设计的UWPT系统效率可达88％左右。在不对准过程中，耦合系数为0.18，效率也均可以达到85％以上。实验结果表明，所设计的磁力耦合器具有良好的径向抗偏移能力，其耦合能力满足要求。提出的系统有较好的输出特性，海水带来的附加损耗在一定程度上可以忽略，符合设计预期。
根据相关仿真实验验证，本发明的方法在多个测试场景下取得了以上的有益效果。本发明方法能够实现电气隔离保障了操作安全，且具有较好的抗偏移特性和连接灵活性，全周转向式非接触电能传输连接器在径向偏移工况下，能实现较高效率的可靠水下无线电能传输。
本发明所述全周转向式非接触电能传输连接器装置的工作方法：
本装置采用谐振式无线电能传输。谐振的实质是电容中的电场能与电感中的磁场能相互转换，此增彼减，完全补偿。电场能和磁场能的总和时刻保持不变，电源不必与电容或电感往返转换能量，只需供给电路中电阻所消耗的电能。供电组件为所述全周转向式非接触电能传输连接器装置提供直流电，经全桥整流模块逆变为交流电，以产生后续的交变谐振磁场。经过全桥整流模块的原边谐振补偿模块与发射线圈相连，在测得线圈的自感参数后，选取原边LCC补偿网络中合适的电感电容，通过电路的无功补偿，来输出同相位的电流与电压，使整体电路呈阻态。所述相同相位的电流与电压，作为高频功率源，与发射线圈和接收线圈的固有频率相同时，发射线圈发生谐振，发射线圈电流最大，产生的交变谐振磁场最大。经过接收线圈的副边谐振模块与全桥整流模块相连，由于原副边线圈的对称性，副边LCC补偿网络参数选取与原边具有一致性。经原边电路产生的磁场，耦合到接收线圈，同理，也使接收线圈发射谐振，再经全桥整流模块整流后传递给外部负载，以获得具有较小纹波，稳定可靠的功率。
以上所述本发明的实施方案已公开，但其保护范围并不仅限于此，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可轻易的实现修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和上述示出与描述的图例。
Claims (9)
1.一种全周转向式非接触电能传输连接器装置，其特征在于，包括：
供电组件，为所述全周转向式非接触电能传输连接器装置提供直流电；
全桥逆变模块，接收供电组件提供的直流电，将所述直流电逆变为高频的交流电并输出；
原边谐振补偿模块，接收所述全桥逆变模块输出的交流电，经无功补偿后输出谐振频率的交流电；
全周转向式球形连接器模块，包括球头装置、球座装置、接收线圈和发射线圈，所述球头装置与球座装置相匹配，以实现球头装置与球座装置之间的全向旋转，接收线圈绕制于球头装置中，发射线圈绕制于球座装置中，发射线圈接收所述原边谐振补偿模块输出的谐振频率的交流电，并产生谐振磁场，进而使接收线圈中产生交变电流，接收线圈输出交变电流，且所述原边谐振补偿模块作为所述发射线圈的补偿模块；
副边谐振补偿模块，作为所述接收线圈的补偿模块；接收所述接收线圈输出的交变电流，经无功补偿后输出谐振频率的交流电；
全桥整流模块，接收副边谐振补偿模块发出的交流电，将所述交流电整流为直流电并输出。
2.根据权利要求1所述的全周转向式非接触电能传输连接器装置，其特征在于，所述球头装置为圆球体状装置，实现全周转向；球座装置为有球体形状凹陷的底座装置，以实现球头装置与球座装置之间的全周转向；接收线圈以圆形螺旋线圈形式绕制于球头装置中，发射线圈以圆形螺旋线圈形式绕制于球座装置中。
3.根据权利要求1所述的全周转向式非接触电能传输连接器装置，其特征在于，所述原边谐振补偿模块包括原边LCC无功功率补偿网络模块，所述原边LCC无功功率补偿网络模块包括接入发射线圈输入端的发射端补偿电感、与发射线圈串联连接的发射线圈补偿电容、与发射线圈并联连接的补偿电容；为使发射线圈达到谐振频率，原边谐振补偿模块总体上呈现阻态；
所述副边谐振补偿模块包括副边LCC无功功率补偿网络模块，所述副边LCC无功功率补偿网络模块包括接入接收线圈输出端的接收端补偿电感、与接收线圈串联连接的接收线圈补偿电容、与接收线圈并联连接的补偿电容；为使接收线圈达到谐振频率，副边谐振补偿模块总体上呈现阻态。
4.根据权利要求1所述的全周转向式非接触电能传输连接器装置，其特征在于，所述全桥整流模块与所述全桥逆变模块均由STM32单片机提供控制驱动；所述原边谐振补偿模块与所述副边谐振补偿模块的工作频率均为所述全周转向式非接触电能传输连接器装置的本征频率，由所述全周转向式非接触电能传输连接器装置参数决定。
5.根据权利要求1所述的全周转向式非接触电能传输连接器装置，其特征在于，所述发射线圈与所述接收线圈的连接为具有电气隔离的无线连接，通过谐振磁场从发射线圈将电能传输到接收线圈，位于球头装置中的发射线圈与位于球座装置中的接收线圈构成松耦合器。
6.根据权利要求2所述全周转向式非接触电能传输连接器装置，其特征在于，所述发射线圈与接收线圈采用如下步骤设计：
步骤1：根据需要被供电的外部设备设计相适应的全周转向式球形连接器的尺寸参数及材料，以保证需要被供电的外部设备有空间与全周转向式球形连接器相连，且全周转向式球形连接器能容纳发射线圈与接收线圈；在全周转向式球形连接器的尺寸参数为空间限制条件下，通过平衡线间距和匝数的相互限制，以获得最大互感为优化目标，设计发射线圈和接收线圈；
步骤2：根据步骤1设计的发射线圈和接收线圈，测量接收线圈在不同径向偏移角度下的互感与接收线圈无径向角度偏移时的互感；
步骤3：选取不同起始角度和不同终止角度的接收线圈以及不同起始角度和不同终止角度的发射线圈，并分别将接收线圈与发射线圈进行组合，重复步骤2，直到得到最优抗偏移工况下的互感偏移角度比值曲线，所述最优抗偏移工况下的互感偏移角度比值曲线为互感偏移角度比值曲线随接收线圈的偏移角度变化最小的曲线；其中，所述互感偏移角度比值曲线，横轴为接收线圈的偏移角度，纵轴为接收线圈偏移时的互感与接收线圈不偏移时的互感的比值；
步骤4：选取互感偏移角度比值曲线随接收线圈的偏移角度变化最小的曲线对应的线圈组合结构中的发射线圈与接收线圈的起始角度和终止角度进行应用。
7.根据权利要求6所述的全周转向式非接触电能传输连接器装置，其特征在于，所述步骤3中，所述接收线圈的起始角度和终止角度为接收线圈于球头装置的球面上的绕制角度；所述发射线圈的起始角度和终止角度为发射线圈绕制于球座装置中的绕制角度。
8.根据权利要求6所述的全周转向式非接触电能传输连接器装置，其特征在于，步骤3中，所述互感偏移角度比值曲线由分别在接收线圈径向偏移角度为1°到45°情况下的互感与无径向角度偏移时的互感进行比值得到的。
9.一种基于权利要求6所述的全周转向式非接触电能传输连接器装置的电能传输方法，其特征在于，供电组件为所述全周转向式非接触电能传输连接器装置提供直流电，所述直流电经全桥整流模块逆变为交流电，所述交流电作为原边谐振补偿模块的输入，所述原边谐振补偿模块经无功补偿后输出谐振频率的交流电，发射线圈接收所述原边谐振补偿模块输出的谐振频率的交流电，并产生谐振磁场，进而使接收线圈中产生交变电流，接收线圈输出交变电流给所述副边谐振补偿模块，所述副边谐振补偿模块经无功补偿后输出谐振频率的交流电给所述全桥整流模块，所述全桥整流模块将所述交流电整流为直流电；所述直流电输出给所述需要被供电的外部设备。
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