一种基于耦合系数主动调节的无线电能传输系统技术方案

本发明专利技术提供了一种基于耦合系数主动调节的无线电能传输系统，包括：两个对应设置的电磁变化模块，其中一个电磁变化模块与输入端电源电连接，另外一个电磁变化模块与负载设备电连接；所述电磁变化模块对应设有反馈调节模块，所述反馈调节模块用于调节两个电磁变化模块的等效电气参数及两个电磁变化模块之间的耦合程度。本发明专利技术有益效果：基于高磁导率材料对线圈等效电气参数的影响，通过电磁变换线圈与电磁屏蔽板的相对位置，实现电磁耦合机构耦合程度的主动调节，克服外界因素对电磁耦合机构耦合程度的影响或满足负载对电能传输的要求。求。求。

【技术实现步骤摘要】
一种基于耦合系数主动调节的无线电能传输系统


[0001]本专利技术属于无线电能传输
，尤其是涉及一种基于耦合系数主动调节的无线电能传输系统。

技术介绍

[0002]无线电能传输系统在实际应用中会存在多种因素导致磁耦合机构的耦合程度变化，如发射端与接收端相对偏移、外物入侵磁耦合机构等，进而导致无线电能传输输出功率波动、系统不稳定等。
[0003]当前通常采用的方法是在负载端增加变换电路的方式抑制耦合系数变化导致的系统波动，维持稳定输出。这种方法存在以下问题：当耦合系数变化较大时，负载端变换电路需要很宽的电能变换范围才能满足要求，提升对电路器件和拓扑的要求，且正常工作时负载端变换电路难以发挥其全部性能，进而造成性能和资源浪费。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术旨在提出一种基于耦合系数主动调节的无线电能传输系统，以期解决上述部分技术问题中的至少之一。
[0005]为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：
[0006]一种基于耦合系数主动调节的无线电能传输系统，包括：两个对应设置的电磁变化模块，其中一个电磁变化模块与输入端电源电连接，另外一个电磁变化模块与负载设备电连接；
[0007]所述电磁变化模块对应设有反馈调节模块，所述反馈调节模块用于调节两个电磁变化模块的等效电气参数及两个电磁变化模块之间的耦合程度。
[0008]进一步的，所述电磁变化模块包括电磁变换线圈、电磁屏蔽板，所述电磁变换线圈与电磁屏蔽板对应设置，其中一个电磁变化模块与输入端电源电连接，另外一个电磁变化模块与负载设备电连接；
[0009]两个电磁变化模块中其至少有一个电磁变化模块还包括调节组件，所述反馈调节模块控制所述调节组件调节电磁屏蔽板与电磁变换线圈之间的相对位置。
[0010]进一步的，两个所述电磁变化模块分别为发射端电磁变化模块、接收端电磁变化模块；
[0011]所述发射端电磁变化模块通过电源侧变换电路与输入端电源电连接，电源侧变换电路将输入端电源的电能转换成发射端电磁变化模块和电源侧动态补偿电容模块所需的高频交流电。
[0012]进一步的，所述接收端电磁变化模块通过负载侧变换电路与负载设备电连接，负载侧变换电路将接收端电磁变化模块输出高频交流电转换为适于负载设备的电能。
[0013]进一步的，所述电磁变化模块对应设有补偿电容模块，电磁变化模块与补偿电容模块之间采用但不限于串联、并联、混联的连接形式。
[0014]进一步的，所述发射端电磁变化模块连接有补偿电容模块，所述补偿电容模块包括多个并联设置的电容，每一个电容均串联有切换开关；
[0015]进一步的，所述接收端电磁变化模块连接有补偿电容模块，所述补偿电容模块包括多个并联设置的电容，每一个电容均串联有切换开关。
[0016]进一步的，所述反馈调节模块通过调节补偿电容模块中各个切换开关的开断状态，改变动态补偿电容模块输出电容值，满足发射端电磁变化模块或接收端电磁变化模块等效电气参数变化，使系统谐振频率不变。
[0017]进一步的，所述调节组件采用但不限于电缸、气缸、滑台模组中的一种。
[0018]进一步的，所述调节组件为电缸，所述电缸的输出轴与电磁屏蔽板固定连接，所述电缸的壳体与电磁变换线圈固定连接，所述反馈调节模块用于控制电缸输出轴的伸长或收缩，调节电磁屏蔽板与电磁变换线圈之间的相对位置。
[0019]相对于现有技术，本专利技术所述的一种基于耦合系数主动调节的无线电能传输系统具有以下有益效果：
[0020]本专利技术所述的一种基于耦合系数主动调节的无线电能传输系统，基于高磁导率材料对线圈等效电气参数的影响，通过电磁变换线圈与电磁屏蔽板之间的相对位置，实现电磁耦合机构耦合程度的主动调节，克服外界因素对电磁耦合机构耦合程度的影响或满足负载对电能传输的要求。
附图说明
[0021]构成本专利技术的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：
[0022]图1为本专利技术实施例所述的电能传输系统接收端与发射端均设有调节组件的结构示意图；
[0023]图2为本专利技术实施例所述的电能传输系统发射端设有调节组件的结构示意图；
[0024]图3为本专利技术实施例所述的电能传输系统接收端设有调节组件的结构示意图；
[0025]图4为本专利技术实施例所述的电磁变化模块结构示意图；
[0026]图5为本专利技术实施例所述的只改变发射端电磁变化模块或接收端电磁变化模块电磁屏蔽板之间相对距离情况下，电磁变化线圈与电磁屏蔽板间相对距离对电磁变化模块等效电气参数的影响变化规律示意图；
[0027]图6为本专利技术实施例所述的同时改变发射端电磁变化模块和接收端电磁变化模块电磁屏蔽板之间相对距离情况下，电磁变化线圈与电磁屏蔽板间相对距离对电磁变化模块等效电气参数的影响变化规律示意图；
[0028]图7为本专利技术实施例所述的动态补偿电容模块结构示意图。
[0029]附图标记说明：
[0030]1、输入端电源；21、电源侧变换电路；22、负载侧变换电路；3、补偿电容模块；4、主动调节电磁耦合机构；41、发射端电磁变化模块；42、接收端电磁变化模块；5、反馈调节模块；6、负载设备；411、电磁变换线圈；412、电磁屏蔽板；413、调节组件。
具体实施方式
[0031]需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0032]下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。
[0033]如图1至图7所示，一种基于耦合系数主动调节的无线电能传输系统，包括：两个对应设置的电磁变化模块，其中一个电磁变化模块与输入端电源1电连接，另外一个电磁变化模块与负载设备6电连接；
[0034]电磁变化模块对应设有反馈调节模块5，反馈调节模块5用于调节两个电磁变化模块的等效电气参数及两个电磁变化模块之间的耦合程度。
[0035]电磁变化模块包括电磁变换线圈411、电磁屏蔽板412，电磁变换线圈411与电磁屏蔽板412对应设置，其中一个电磁变化模块的电磁变换线圈411两端与输入端电源1电连接，另外一个电磁变化模块的电磁变换线圈411两端与负载设备6电连接；
[0036]两个电磁变化模块中其至少有一个电磁变化模块还包括调节组件413，反馈调节模块5控制调节组件413调节电磁屏蔽板412与电磁变换线圈411之间的相对位置。
[0037]两个电磁变化模块分别为发射端电磁变化模块41、接收端电磁变化模块42；
[0038]发射端电磁变化模块41通过电源侧变换电路21与输入端电源1电连接，电源侧变换电路21将输入端电源1的电能转换成发射端电磁变化模块41和电源侧动态补偿电容模块3所需的高频交流电。
[0039]接收端电磁变化模块42通过负载侧变换电路22与负载设备6电连接，负载侧变换电路22将接收本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于耦合系数主动调节的无线电能传输系统，其特征在于，包括：两个对应设置的电磁变化模块，其中一个电磁变化模块与输入端电源(1)电连接，另外一个电磁变化模块与负载设备(6)电连接；所述电磁变化模块对应设有反馈调节模块(5)，所述反馈调节模块(5)用于调节两个电磁变化模块的等效电气参数及两个电磁变化模块之间的耦合程度。2.根据权利要求1所述的一种基于耦合系数主动调节的无线电能传输系统，其特征在于：所述电磁变化模块包括电磁变换线圈(411)、电磁屏蔽板(412)，所述电磁变换线圈(411)与电磁屏蔽板(412)对应设置，其中一个电磁变化模块与输入端电源(1)电连接，另外一个电磁变化模块与负载设备(6)电连接；两个电磁变化模块中其至少有一个电磁变化模块还包括调节组件(413)，所述反馈调节模块(5)控制所述调节组件(413)调节电磁屏蔽板(412)与电磁变换线圈(411)之间的相对位置。3.根据权利要求1所述的一种基于耦合系数主动调节的无线电能传输系统，其特征在于：两个所述电磁变化模块分别为发射端电磁变化模块(41)、接收端电磁变化模块(42)；所述发射端电磁变化模块(41)通过电源侧变换电路(21)与输入端电源(1)电连接，电源侧变换电路(21)将输入端电源(1)的电能转换成发射端电磁变化模块(41)和电源侧动态补偿电容模块(3)所需的高频交流电。4.根据权利要求3所述的一种基于耦合系数主动调节的无线电能传输系统，其特征在于：所述接收端电磁变化模块(42)通过负载侧变换电路(22)与负载设备(6)电连接，负载侧变换电路(22)将接收端电磁变化模块(42)输出高频交流电转换为适于负载设备(6...

【专利技术属性】
技术研发人员：张献，代中余，李小宁，壮航，黄珺，郭彦杰，胡旭彪，刘宇航，李玉锟，
申请(专利权)人：河北工业大学，
类型：发明
国别省市：