本实用新型专利技术公开了一种用于地下隧道的轨道分布式电磁感应充电装置，包括保护电路、初级电感、次级电感、整流滤波电路和充电管理电路，保护电路的输入端为交流电源输入端，初级电感与次级电感之间通过电磁感应连接，充电管理电路的输出端为充电输出端；保护电路和初级电感均为多个，多个初级电感分别与地下隧道内的轨道固定连接并依次排列；次级电感、整流滤波电路和充电管理电路安装于被充电车上。本实用新型专利技术实现了非接触式高效充电，避免了隧道中接触充电火花导致爆炸的安全事故。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及ー种用于地下隧道的充电装置，尤其涉及一种用于地下隧道的轨道分布式电磁感应充电装置。
技术介绍
在煤矿矿井、下水道和电カ隧道等很多地下 隧道场合，迫切需要一些轨道式大移动范围视频监控设备。但是移动视频监控设备的电源供给成了制约了该类产品进入实用阶段的障碍。在目前已有的这类轨道式视频监控设备中，电源供给主要有如下几种方案(I)尾拖供电电缆方式供电；(2)采用滑触线和集电器供电；(3)采用电流互感器感应供电。上述三种供电方式在用于地下隧道时，均存在各自无法正常、安全运行的缺陷(I)对于尾拖供电电缆方式供电，其主要缺点是移动范围有限，原因是轨道车负载随轨道度増加而增カロ，随着负载增加，对轨道、供电电缆、轨道车的驱动能力、轨道车重量以及功耗都会有较大的増加，最终导致长距离下实用性大幅度降低；(2)对于滑触线和集电器供电方式，其主要缺点是不能做到防爆，在矿井、下水道和电カ隧道等场合使用存在巨大风险，原因是这些场合随时可能出现CO、CH4、H2S等可燃气体，而滑触线和集电器这种非可靠连接的供电方式可能会由于接触不良产生火花、导致爆炸；(3)对于电流互感器感应供电方式，其主要缺点是输出功率小、性价比低，原因是当前这种供电方式在一次侧电流高达50A以上的时候，互感器输出功率仅仅只有8W，一方面，8W的功率不足以驱动轨道视频监控车，另一方面，如此大的电流，配件和施工成本也是非常不菲，另外，电流互感器感应供电方式，一旦出现一次侧开路或二次侧会出现超高电压，有人身和设备安全的风险。综上，现有轨道式视频监控设备还无法在地下隧道中正常、安全使用，这与迫切需要一些轨道式大移动范围视频监控设备的实际需求形成矛盾。但目前还没有解决上述问题的技术方案在专利和非专利文献中报道，更没有解决上述问题的技术方案被应用的先例。
技术实现思路
本技术的目的就在于为了解决上述问题而提供一种用于地下隧道的轨道分布式电磁感应充电装置。为了达到上述目的，本技术采用了以下技术方案本技术包括保护电路、初级电感、次级电感、整流滤波电路和充电管理电路，所述保护电路的输入端为交流电源输入端，所述保护电路的输出端与所述初级电感的输入端连接，所述初级电感与所述次级电感之间通过电磁感应连接，所述次级电感的输出端与所述整流滤波电路的输入端连接，所述整流滤波电路的输出端与所述充电管理电路的输入端连接，所述充电管理电路的输出端为充电输出端；所述保护电路和所述初级电感均为多个，多个所述初级电感分别与所述地下隧道内的轨道固定连接，多个所述初级电感在所述轨道的轴向方向上依次排列；所述次级电感、所述整流滤波电路和所述充电管理电路安装于被充电车上。在被充电车需要充电时，被充电车移动到轨道上靠近初级电感的位置，此时初级电感与次级电感之间的距离越近越好；轨道上的初级电感将交流电转换为磁，被充电车上的次级电感将磁转换为交流电。初级电感和次级电感组成ー个220V50HZ线性变压器，实现非接触式的短距离的电能传输。次级电感将感应得到的交流电通过整流滤波电路变成直流电，再在充电管理电路的控制下给被充电车的电池充电。保护电路用于进行线路短路保护，具体为串联连接于火线的可恢复保险丝。采用多个保护电路和初级电感，能够在其中ー个保护电路和/或初级电感出问题时，采用其它的保护电路和初级电感进行充电，确保系统正常工作。进ー步，所述轨道分布式电磁感应充电装置还包括用于遮挡红外线的定位挡片、红外线发射管和红外线接收管，所述定位挡片为多个，多个所述定位挡片分别与所述轨道固定连接，多个所述定位挡片在所述轨道的轴向方向上依次排列；所述红外线发射管和所述红外线接收管安装于所述被充电车上。具体地，所述充电管理电路包括微控制器、电压采样调理电路、电流采样调理电路、驱动电路和降压电路，所述电压采样调理电路的输入端和所述电流采样调理电路的输入端分别与被充电池的电源输出端连接，所述电压采样调理电路的输出端和所述电流采样调理电路的输出端分别与所述微控制器的电池信号输入端连接，所述微控制器的控制输出端与所述驱动电路的输入端连接，所述驱动电路的输出端与所述降压电路的控制输入端连接，所述降压电路的电源输入端与所述整流滤波电路的输出端连接，所述降压电路的电源输出端与所述被充电池的电源输入端连接。降压电路受微控制器的控制并起到开关和提供低压稳压电源的作用。更具体地，所述降压电路包括开关电路和续流滤波电路，所述开关电路的控制输入端与所述驱动电路的输出端连接，所述开关电路的电源输入端与所述整流滤波电路的输出端连接，所述开关电路的电源输出端与所述续流滤波电路的输入端连接，所述续流滤波电路的输出端与所述被充电池的电源输入端连接。工作时，整流滤波电路输出的直流电源经过由开关电路、续流滤波电路组成的降压电路进行降压，输出到被充电池两侧给电池充电；然后电压采样调理电路将电池电压进行采集、滤波、放大后反馈到微控制器，同理，电流采样调理电路将电池电流采样、放大、滤波后反馈到微控制器，微控制器通过内置的10位ADC模数转换器将模拟电压转换成数字值，再经过运算处理，调节输出的PWM即脉宽调制信号的占空比，实现调节降压电路输出电压值，以满足电池充电过程中的电压、电流控制需要。在这个电路中，驱动电路用于加速MOS管开关速度，保证PWM波形上升、下降边沿时间尽量短，使MOS管尽量不要工作在线性区，减少MOS管发热和提高电路的效率。本技术的有益效果在于本技术实现了非接触式高效充电，避免了隧道中接触充电火花导致爆炸的安全事故，能够实现轨道式视频监控设备在地下隧道中的正常、安全使用，具体体现为(I)本技术可以用于长距离轨道小车充电，解决了拖线供电方式范围有限的问题；(2)本技术采用感应供电方式，不会因接触问题产生火星，完全满足防爆的要求，能够在可燃气体环境下工作；(3)本技术的电源转换效率高，一次侧不需要通过大电流，对电源设备和电源电缆要求降低，成本低廉；(4)本技术使用分布式初级电感即感应充电点的方式，且能够随时就近充电，能够降低电池容量，减小被充电车即轨道车及轨道的重量；(5)本技术采用多个初级电感，实现了初级电感的冗余备份，个别初级电感的损坏不影响系统正常工作；(6)本技术成本低廉，实现简単采用分布式充电点，无需大电流发生器、大电流电缆等昂贵设备、材料；(7)本技术通过采用短路保护和初级分体式变压器，不会因为短路、断路等出现超高压，带来设备、人身安全隐患。 附图说明图I是本技术所述轨道分布式电磁感应充电装置的机械结构示意图；图2是本技术所述轨道分布式电磁感应充电装置的电路框图；图3是本技术所述轨道分布式电磁感应充电装置的供电结构示意图；图4是本技术所述充电管理电路的电路结构框图；图5是本技术所述充电管理电路的电路图；图6是本技术的具体实施方式中所述充电方法的流程图。具体实施方式以下结合附图对本技术作进ー步具体描述如图I和图2所示，本技术包括保护电路、初级电感2、次级电感、整流滤波电路、充电管理电路、定位挡片3、红外线发射管(图中未示出)和红外线接收管(图中未示出)，保护电路的输入端为交流电源输入端，与交流电线I连接，保护电路的输出端与初级电感2的输入端连接，初级电本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于地下隧道的轨道分布式电磁感应充电装置，其特征在于：包括保护电路、初级电感、次级电感、整流滤波电路和充电管理电路，所述保护电路的输入端为交流电源输入端，所述保护电路的输出端与所述初级电感的输入端连接，所述初级电感与所述次级电感之间通过电磁感应连接，所述次级电感的输出端与所述整流滤波电路的输入端连接，所述整流滤波电路的输出端与所述充电管理电路的输入端连接，所述充电管理电路的输出端为充电输出端；所述保护电路和所述初级电感均为多个，多个所述初级电感分别与所述地下隧道内的轨道固定连接，多个所述初级电感在所述轨道的轴向方向上依次排列；所述次级电感、所述整流滤波电路和所述充电管理电路安装于被充电车上。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：宋晖，鲜开义，贾澄科，杨莉君，李金波，
申请(专利权)人：成都慧拓自动控制技术有限公司，
类型：实用新型
国别省市：
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