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原文传递一种应用于轨道交通的五相无线充电磁耦合机构

专利名称：	一种应用于轨道交通的五相无线充电磁耦合机构
摘要：	本发明提出一种应用于轨道交通的五相无线充电磁耦合机构，所述机构由两部分组成，一部分是用于电能发射的原边供电装置，另一部分是用于电能接收的副边电能接收装置；所述的原边供电装置为五相无线充电发射端，由五相供电线缆组成，安装在轨道内侧的地面上，通电后会产生磁场向副边电能接收装置传输能量；所述的副边电能接收装置由2N个接收端组成，安装在列车底部，通过电磁感应获得电压后向负载供电，其中N为正整数；本发明所述的五相无线充电磁耦合机构具有输出功率恒定的优点，同时所述五相供电线缆在轨道两侧位置产生的磁场相互抵消，从而削弱了系统漏磁场的大小，具有良好的电磁兼容特性。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	黑龙江;23
申请人：	哈尔滨工业大学
发明人：	董帅;宋贝贝;高鑫;朱春波;崔淑梅
专利状态：	有效
申请日期：	2019-02-27T00:00:00+0800
发布日期：	2019-06-07T00:00:00+0800
申请号：	CN201910145979.4
公开号：	CN109849698A
代理机构：	哈尔滨市阳光惠远知识产权代理有限公司
代理人：	孙莉莉
分类号：	B60L53/12(2019.01);B;B60;B60L;B60L53
申请人地址：	150001 黑龙江省哈尔滨市南岗区西大直街92号
主权项：	1.一种应用于轨道交通的五相无线充电磁耦合机构，其特征在于：所述机构由两部分组成，一部分是用于电能发射的原边供电装置，另一部分是用于电能接收的副边电能接收装置；所述的原边供电装置为五相无线充电发射端，由五相供电线缆(1)组成，安装在轨道(2)内侧的地面上，通电后会产生磁场向副边电能接收装置传输能量；所述的副边电能接收装置由2N个接收端组成，安装在列车底部，通过电磁感应获得电压后向负载供电，其中N为正整数；所述的五相供电线缆(1)分别记为A相供电电缆、B相供电电缆、C相供电电缆、D相供电电缆和E相供电电缆；五相供电线缆(1)接五相电源的A、B、C、D、E相，线缆中流过的电流分别相差72°。 2.根据权利要求1所述的机构，其特征在于：所述的2N个接收端中每个接收端均由接收线圈(3)和平板磁芯(4)组成；相邻的每两个接收端经整流后串联在一起，构成一个接收端组；所述副边电能接收装置共有N个接收端组，所述N个接收端组并联在一起后向负载供电。 3.根据权利要求2所述的机构，其特征在于：所述接收线圈(3)为多匝矩形线圈；2N个接收线圈(3)的形状、尺寸和材料完全相同，均使用利兹线，尺寸大小与五相供电线缆(1)的尺寸相配合，且所有接收线圈(3)距离地面的高度相同。 4.根据权利要求2所述的机构，其特征在于：所述平板磁芯(4)放置在每个接收线圈(3)的正上方，与接收线圈(3)紧挨在一起，尺寸大小与接收线圈(3)相配合。 5.根据权利要求4所述的机构，其特征在于：所述平板磁芯(4)为铁氧体磁芯。 6.根据权利要求2所述的机构，其特征在于：所述的N个接收端组中，每个接收端组中的两个接收端沿平行轨道的方向放置在五相供电线缆(1)的正上方，两个接收端的中心位置沿平行轨道的方向相距(2m+1)L/10，其中m为正整数，L为长度；以保证当一个接收线圈(3)处于与五相供电线缆(1)间互感最大的位置时，同组中另一个接收线圈(3)处于与五相供电线缆(1)间互感最小的位置，两个接收端经整流后串联在一起，可以保证动态充电过程中输出功率恒定，避免副边接收线圈(3)拾取电压的零点。 7.根据权利要求1或2所述的机构，其特征在于：所述五相供电线缆(1)的结构形状如下：A相供电线缆从电源端引出，从起点出发，沿平行轨道的方向布线一定长度L后，顺时针方向或逆时针方向转折90°后沿垂直轨道的方向布线一定长度W,然后逆时针方向或顺时针方向转折90°，再沿平行轨道的方向布线长度L，之后逆时针方向或顺时针方向转折90°，再沿垂直轨道的方向布线长度W，之后顺时针方向或逆时针方向转折90°，沿平行轨道的方向布线一定长度L...以此类推，直到终点位置；B相供电线缆形状结构与A相供电线缆完全相同，在空间位置较A相供电线缆沿平行轨道的方向向前平移了2L/5长度；C相供电线缆形状结构与A相供电线缆完全相同，在空间位置较A相供电线缆沿平行轨道的方向向前平移了4L/5长度；同理，D相、E相线缆的形状结构也与A相供电线缆完全相同，空间位置上较A相线缆沿平行轨道的方向向后平移了4L/5、2L/5长度；在终点处，五相供电线缆(1)连接在一起；其中L、W均为表示长度大小，且W应小于轨道(2)的宽度。 8.根据权利要求1所述的机构，其特征在于：所述的五相供电线缆(1)均为利兹线，五相供电线缆(1)的材料、粗细和内阻全部相同。 9.根据权利要求7所述的机构，其特征在于：所述五相供电线缆(1)在空间中产生感应磁场是沿平行轨道方向平移的周期性磁场，在该磁场对应的等效磁极(5)中，每对等效磁极(5)的中心距离dp满足：dp＝L，且感应磁场沿平行轨道方向平移的速度ν满足：ν＝2fL，其中f为五相供电线缆(1)中电流的频率。
所属类别：	发明专利