一种可拼接式无线电能传输系统技术方案

本发明专利技术提供了一种可拼接式无线电能传输系统,包括两个模块化发射端和若干个模块化接收端，两个所述模块化发射端位于整个系统的两端，所述模块化接收端位于两个模块化发射端中间，且模块化发射端和模块化接收端之间、两个模块化接收端之间均通过内部磁芯耦合连接,所述模块化发射端通过LC谐振电路结构将电能转化为磁场能量，所述模块化接收端接收磁耦合将模块化发射端转化的磁场能量转化为电能；本发明专利技术的电能发射端和电能接收端均采用模块化设计，接收端的数量可以根据实际需求进行灵活地增减，类似于积木堆叠结构，大大提高了无线电能传输技术应用的灵活性。

【技术实现步骤摘要】
一种可拼接式无线电能传输系统
本专利技术涉及电能传输领域，尤其涉及一种可拼接式无线电能传输系统。
技术介绍
无线电能传输通过电磁感应和能量转换来实现。无线电能传输主要通过电磁感应、电磁其振、射频、微波、激光等方式实现非接触式的电力传输。根据在空间实现无线电力传输供电距离的不同，可以把无线电力传输形式分为短程、中程和远程传输三大类。利用电磁感应实现的无线电能传输通过电与磁之间的相互转换来进行电能的传输，发射端将电能转化为磁场能，随后接收端通过特定的接收装置将磁场能转换为电能，实现了电能的无线输送。随着移动设备、无线数据传输、无线网络技术的曰益普及，人们希望能摆脱传统电力传输方式的束缚，解除纷乱电源线带来的困扰。由此，无线电能传输技术成为人们关注的新焦点。目前，全球许多国家都在研究开发无线电力传输技术，探索无线电力传输系统在不同领域的应用，致力于将其实用化。但是目前的无线电能传输系统几乎都是固定结构，在设计时发射端和接收端的数量已经确定，不能随意增添或减少。这种无线电能传输系统的固定设计，限制了无线电能传输技术应用的灵活性。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提出一种可拼接式无线电能传输系统，本专利技术的电能发射端和电能接收端均采用模块化设计，接收端的数量可以根据实际需求进行灵活地增减，提高无线电能传输技术应用的灵活性，能有效地解决
技术介绍
提出的问题。为了解决上述的问题，本专利技术提出一种可拼接式无线电能传输系统，包括两个模块化发射端和若干个模块化接收端，两个所述模块化发射端位于整个系统的两端，所述模块化接收端位于两个模块化发射端中间，且模块化发射端和模块化接收端之间、两个模块化接收端之间均通过内部磁芯耦合连接；所述模块化发射端通过LC谐振电路结构将电能转化为磁场能量，所述模块化接收端接收磁耦合将模块化发射端转化的磁场能量转化为电能。进一步改进在于：所述模块化发射端包括供电电源、发射开关、发射磁芯、发射线圈以及发射补偿电容，所述供电电源、发射开关、发射线圈以及发射补偿电容之间串联连接，所述发射线圈绕制在发射磁芯上。进一步改进在于：所述发射磁芯为U型磁芯，所述U型磁芯包括两个U型磁芯端子和一个U型磁芯中梁，两个所述U型磁芯端子对称设置在U型磁芯中梁上，且两个U型磁芯端子与U型磁芯中梁的连接方式相同。进一步改进在于：所述发射线圈的绕制形式为单层松散绕制。进一步改进在于：两个所述供电电源具有相同的工作频率。进一步改进在于：所述模块化接收端包括负载、接收开关、接收磁芯、接收线圈以及接收补偿电容，所述负载、接收开关、接收线圈以及接收补偿电容之间串联连接，所述接收线圈绕制在接收磁芯上。进一步改进在于：所述接收磁芯为工型磁芯，所述工型磁芯包括两个工型磁芯端子和一个工型磁芯中梁，两个所述工型磁芯端子对称设置在工型磁芯中梁上，且两个工型磁芯端子与工型磁芯中梁的连接方式相同。进一步改进在于：所述接收线圈绕制形式为单层松散绕制。进一步改进在于：所述U型磁芯端子、U型磁芯中梁截面的形状尺寸与工型磁芯端子截面的形状尺寸相同。本专利技术的有益效果为：（1）本专利技术通过模块化发射端将电能转换为磁场能，经模块化接收端接收后，将磁场能转化为电能，接收端通过模块化的设计，便于进行接收端数量的调整，用户可以根据实际需求进行灵活地增减模块化接收端，提高了无线电能传输技术应用的灵活性；（2）本专利技术对发射线圈以及接收线圈采用单层松散绕制的方法进行绕制，单层松散绕制的线圈在谐振电路中，减小了电感线圈的固有电容，提升了谐振电路的品质因数和稳定性。附图说明图1是本专利技术整体结构示意图。图2是本专利技术工型磁芯结构示意图。图3是本专利技术U型磁芯结构示意图。图4是本专利技术发射线圈或接收线圈结构示意图。图5为发射磁芯或接收磁芯的矩形截面结构示意图。图6为发射磁芯或接收磁芯的圆角矩形截面结构示意图。图7为发射磁芯或接收磁芯的圆形截面结构示意图。图8为发射磁芯或接收磁芯的椭圆形截面结构示意图。图9为发射线圈或接收线圈导电材料的圆角矩形截面结构示意图。图10为发射线圈或接收线圈导电材料的圆形截面结构示意图。图11为发射线圈或接收线圈导电材料的椭圆形截面结构示意图。图12为发射线圈或接收线圈导电材料的多股圆形截面结构示意图。其中：1-供电电源；2-发射开关；3-发射磁芯；4-发射线圈；5-发射补偿电容；6-负载；7-接收开关；8-接收磁芯；9-接收线圈；10-接收补偿电容；11-U型磁芯端子；12-U型磁芯中梁；13-工型磁芯端子；14-工型磁芯中梁。具体实施方式为了加深对本专利技术的理解，下面将结合实施例对本专利技术做进一步详述，本实施例仅用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术保护范围的限定。根据图1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12所示，本实施例提出了一种可拼接式无线电能传输系统，包括两个模块化发射端和若干个模块化接收端，两个所述模块化发射端位于整个系统的两端，所述模块化接收端位于两个模块化发射端中间，且模块化发射端和模块化接收端之间、两个模块化接收端之间均通过内部磁芯耦合连接；所述模块化发射端通过LC谐振电路结构将电能转化为磁场能量，所述模块化接收端接收磁耦合将模块化发射端转化的磁场能量转化为电能。本系统利用电磁感应原理来实现电能的无线传输，通过模块化发射端将电能转换为磁场能，经模块化接收端接收后，将磁场能转化为电能，接收端通过模块化的设计，便于进行接收端数量的调整，用户可以根据实际需求进行灵活地增减模块化接收端，提高了无线电能传输技术应用的灵活性。在本实施例中，所述模块化发射端包括供电电源1、发射开关2、发射磁芯3、发射线圈4以及发射补偿电容5，所述供电电源1、发射开关2、发射线圈4以及发射补偿电容5之间串联连接，两个所述供电电源1具有相同的工作频率，所述发射线圈4绕制在发射磁芯3上，所述模块化接收端包括负载6、接收开关7、接收磁芯8、接收线圈9以及接收补偿电容10，所述负载6、接收开关7、接收线圈9以及接收补偿电容10之间串联连接，所述接收线圈9绕制在接收磁芯8上。模块化发射端的供电电源1为交流电源，电源频率、波形、电压等级根据实际需求设计，本例中选取是50kHz，峰峰值200V的交流正弦电压，发射开关2和接收开关7为能够快速切断和接通电源电路开关，满足电路耐压、耐流、开断时间要求，例如空气开关、继电器等。两个模块化发射端电源具有相同频率，根据两个模块化发射端线圈的绕制方向，调整两个模块化发射端电源的相位差，确保两个模块化发射端线圈产生的磁场在磁芯回路中最外侧磁回路中的方向在任意时刻都相同。假设模块化发射端的发射补偿电容5的电容值为，发射线圈4的电感值为，供电电源1的角频率为QUOTE，则满足假设模块化接收端的接收补偿电容的电容值为，接收线圈9的电感值为，接收端磁能转化的电源角频率为QUO本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可拼接式无线电能传输系统，其特征在于：包括两个模块化发射端和若干个模块化接收端，两个所述模块化发射端位于整个系统的两端，所述模块化接收端位于两个模块化发射端中间，且模块化发射端和模块化接收端之间、两个模块化接收端之间均通过内部磁芯耦合连接；/n所述模块化发射端通过LC谐振电路结构将电能转化为磁场能量，所述模块化接收端接收磁耦合将模块化发射端转化的磁场能量转化为电能。/n

【技术特征摘要】
1.一种可拼接式无线电能传输系统，其特征在于：包括两个模块化发射端和若干个模块化接收端，两个所述模块化发射端位于整个系统的两端，所述模块化接收端位于两个模块化发射端中间，且模块化发射端和模块化接收端之间、两个模块化接收端之间均通过内部磁芯耦合连接；
所述模块化发射端通过LC谐振电路结构将电能转化为磁场能量，所述模块化接收端接收磁耦合将模块化发射端转化的磁场能量转化为电能。


2.根据权利要求1所述的一种可拼接式无线电能传输系统，其特征在于：所述模块化发射端包括供电电源（1）、发射开关（2）、发射磁芯（3）、发射线圈（4）以及发射补偿电容（5），所述供电电源（1）、发射开关（2）、发射线圈（4）以及发射补偿电容（5）之间串联连接，所述发射线圈（4）绕制在发射磁芯（3）上。


3.根据权利要求2所述的一种可拼接式无线电能传输系统，其特征在于：所述发射磁芯（3）为U型磁芯，所述U型磁芯包括两个U型磁芯端子（11）和一个U型磁芯中梁（12），两个所述U型磁芯端子（11）对称设置在所述U型磁芯中梁（12）上，且两个所述U型磁芯端子（11）与所述U型磁芯中梁（12）的连接方式相同。


4.根据权利要求2所述的一种可拼接式无线电能传输系统，其特征在于：所述发射线圈（...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘晓伟，崔俊，
申请(专利权)人：武汉傲睿尔科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42