專利名稱：用于短距離無線電力傳輸裝置及其傳輸方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種短距離無線電力傳輸?shù)难b置及其無線電力傳輸?shù)姆椒?，?別是涉及一種用于對(duì)高速旋轉(zhuǎn)金屬運(yùn)動(dòng)體上的搭載負(fù)載進(jìn)行無線供電的短距離 無線電力傳輸?shù)难b置及其無線電力傳輸?shù)姆椒ā?
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)方法的介紹對(duì)于高速旋轉(zhuǎn)金屬運(yùn)動(dòng)體上的搭載負(fù)載進(jìn)行電力供電傳 統(tǒng)方法是將蓄電池安裝在高速旋轉(zhuǎn)金屬運(yùn)動(dòng)體上的搭載負(fù)載的上面，金屬運(yùn)動(dòng) 體上的搭載負(fù)載上的搭載電池與旋轉(zhuǎn)的金屬運(yùn)動(dòng)體上的搭載負(fù)載作同步旋轉(zhuǎn)運(yùn) 動(dòng)，被搭載的電池對(duì)高速旋轉(zhuǎn)金屬運(yùn)動(dòng)體CH的搭載負(fù)載面的電氣回路裝置進(jìn)行 供放電，使之被搭載的電氣回路裝置能夠在無法進(jìn)行有線供電的高速旋轉(zhuǎn)金屬
運(yùn)動(dòng)體CH的搭載負(fù)載面正常工作。
在分析搭載電池弱點(diǎn)之前，先介紹一下本發(fā)明的應(yīng)用場(chǎng)所，即高速旋轉(zhuǎn)金
屬運(yùn)動(dòng)體上的搭載負(fù)載的特殊工作環(huán)境條件就一般而言，高速旋轉(zhuǎn)金屬運(yùn)動(dòng) 體上搭載負(fù)載的工作環(huán)境條件是相當(dāng)惡劣的，如下所述1、溫度環(huán)境要求客 觀環(huán)境的溫度變化條件大于等于(_20'C~+80°C)的范圍；2、濕度環(huán)境要求 客觀環(huán)境的濕度變化條件大于等于(20%~100%)的范圍；3、鹽霧環(huán)境要求 客觀環(huán)境的鹽霧濃度變化條件大于等于(20%~90%)的范圍；4、振動(dòng)環(huán)境要求 客觀環(huán)境的連續(xù)振動(dòng)變化條件大于等于(2g 7g)的范圍；5、沖擊環(huán)境要求 客觀環(huán)境的瞬間沖擊變化條件大于等于(5g 20g%)的范圍；6、時(shí)間環(huán)境要求 長期連續(xù)工作在不間斷時(shí)間條件大于等于(720h 13000h)的范圍。
針對(duì)高速旋轉(zhuǎn)金屬運(yùn)動(dòng)體上搭載負(fù)載的客觀工作環(huán)境，以及搭載電池的基 本物理屬性，在某些特殊場(chǎng)合條件下，有其致命的弱點(diǎn)，不能適應(yīng)在該特殊場(chǎng) 合下的工作，其弱點(diǎn)如下1、當(dāng)搭載電池的工作環(huán)境溫度低于一5'C以下，搭
載電池的輸出電壓與環(huán)境溫度將呈非線性的下降趨勢(shì)，其電池的輸出內(nèi)阻將有
所提高，導(dǎo)致溫度下降，使得搭載電池的負(fù)載能力有所下降；2、當(dāng)搭載電池的 工作環(huán)境溫度繼續(xù)下降到低于一1(TC以下時(shí)，搭載電池的輸出電壓不但下降， 而且電池的外表金屬將容易發(fā)生變形和裂縫，導(dǎo)致搭載電池的輸出電壓和負(fù)載 能力嚴(yán)重下降；3、當(dāng)搭載電池的工作環(huán)境溫度在較大范圍的高低溫變化時(shí)，電 池表面極易解露凝水，使得電池漏電嚴(yán)重，影響使用壽命；4、當(dāng)搭載電池的工 作環(huán)境溫度環(huán)境大于+4(TC以上時(shí)，搭載電池的輸出電壓降有所上升，造成輸出 電壓不穩(wěn)定；5、當(dāng)搭載電池的工作環(huán)境溫度環(huán)境大于+5(TC以上時(shí)，將導(dǎo)致搭 載電池的內(nèi)溫上升較快，使得搭載電池的原化學(xué)反應(yīng)加劇，極易加劇電池液體 流出，嚴(yán)重影響使用壽命，當(dāng)溫度進(jìn)一步升高時(shí)，搭載電池易發(fā)生爆炸；6、在 高溫環(huán)境下，當(dāng)溫度變化很快時(shí)，極易使搭載電池的電池液體流出，電池流出 的液體為酸性物質(zhì)，對(duì)在高速旋轉(zhuǎn)金屬運(yùn)動(dòng)體上搭載負(fù)載的環(huán)境和搭載的負(fù)載極易造成污染腐蝕和破壞；7、當(dāng)搭載電池的工作環(huán)境在振動(dòng)和沖擊加速度比較
高時(shí)，極易使搭載電池發(fā)生斷裂損壞而失效。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服搭載電池在惡劣環(huán)境條件時(shí)適應(yīng)能力差的缺點(diǎn)，適 應(yīng)高速旋轉(zhuǎn)金屬運(yùn)動(dòng)體上的搭載負(fù)載的長期連續(xù)工作要求。提供種壽命長、 穩(wěn)定性好、可靠性高的用于對(duì)高速旋轉(zhuǎn)金屬運(yùn)動(dòng)體上的搭載設(shè)備進(jìn)行無線供電 的短距離無線電力傳輸?shù)难b置及其傳輸方法。
發(fā)明目的是這樣實(shí)現(xiàn)的電氣回路的組成分為無線電力發(fā)射回路部分和無 線電力接收部分兩個(gè)部分，在二者之間涉及一個(gè)無線磁氣耦合回路部分。
所述用于完成短距離無線電力傳輸?shù)难b置，包括無線電力發(fā)射回路部分、 無線電力接收部分和無線磁氣耦合回路部分，其特征是在無線電力發(fā)射回路 部分中， 一次線圈纏繞安放在門形電感上，無線電力第一發(fā)射端口與無線電力 第二發(fā)射端口設(shè)置于門形電感的兩個(gè)頂端，在一次線圈上有兩個(gè)電力輸入端， 所述電力輸入端與交流電源相連接；
在無線電力接收部分中，二次線圈纏繞安放在高速旋轉(zhuǎn)金屬運(yùn)動(dòng)體上，在 二次線圈上有兩個(gè)電力輸出端；所述電力輸出端與整流回路相連接；整流回路 的輸出端與穩(wěn)壓回路相連，整流回路的輸出端與穩(wěn)壓回路的輸入端相連接；穩(wěn) 壓回路的輸出端與搭載負(fù)載連接；無線電力第一接收端口與無線電力第二接收 端口設(shè)置于與門形電感的兩個(gè)頂端水平相對(duì)的位置；
在無線磁氣耦合回路部分中，所述無線電力第一發(fā)射端口與無線電力第二 發(fā)射端口安放在無線電力接收部分中的無線電力第一接收端口與無線電力第二 接收端口的附近，無線電力發(fā)射回路部分中的門形電感與無線電力接收部分中 的高速旋轉(zhuǎn)金屬運(yùn)動(dòng)體上形成完整的無線磁通。
一種用于完成短距離無線電力傳輸裝置的傳輸方法，其特征在于在無線 電力發(fā)射回路部分完成一次電能向磁能形式的轉(zhuǎn)換，無線電力第一發(fā)射端口與 無線電力第一接收端口以及無線電力第二發(fā)射端口與無線電力第二接收端口之 間完成對(duì)磁能量的無線輻射傳輸，在無線電力接收部分完成磁能向二次電能形 式的轉(zhuǎn)換，在高速旋轉(zhuǎn)金屬運(yùn)動(dòng)體的搭載負(fù)載上提供高質(zhì)量的直流供電的功能;
無線電力發(fā)射回路部分處于相對(duì)固定的位置，而無線電力接收部分處于相 對(duì)變速旋轉(zhuǎn)而變化的狀態(tài)；前者靜止、后者旋轉(zhuǎn)的電力連接傳輸方式，在兩者 之間，無有線供電形式的聯(lián)接，只有無線供電形式的聯(lián)系；將無線電力發(fā)射回 路部分與無線電力接收部分連接完成后，將無線電力發(fā)射回路部分中的無線電 力第一發(fā)射端口靠攏無線電力接收部分中的無線電力第一接收端口 ，無線電力 第二發(fā)射端口靠攏無線電力第二接收端口，在無線電力發(fā)射回路中所產(chǎn)生的電 磁場(chǎng)通過無線電力第一發(fā)射端口與無線電力第一接收端口以及無線電力第二發(fā) 射端口與無線電力第二接收端口傳遞到髙速旋轉(zhuǎn)金屬運(yùn)動(dòng)體上的二次線圈上 面，從而在無線電力發(fā)射回路部分的門形電感上對(duì)無線電力接收部分的高速旋 轉(zhuǎn)金屬運(yùn)動(dòng)體上形成完整的無線磁通，完成無線電力發(fā)射回路部分對(duì)無線電力 接收部分的無線磁氣耦合輻射，以及對(duì)高速旋轉(zhuǎn)金屬運(yùn)動(dòng)體的搭載負(fù)載進(jìn)行無線供電的目的。
具體都工作過程如下當(dāng)把無線電力發(fā)射回路部分中的門形電感上的一次 線圈與交流電源接通時(shí)，交流電源與門形電感上的一次線圈構(gòu)成交流電通路， 交流電源中的交流電流通過連接電線向門形電感上的一次線圈輸送交流電流， 交流電流在通過一次線圈時(shí)，在門形電感上同時(shí)產(chǎn)生無線磁通，因而在無線電 力第一發(fā)射端口與無線電力第二發(fā)射端口上輸出電磁場(chǎng)，從而完成交流電源中 的交流電流對(duì)門形電感的供電和完成所述交流電流對(duì)交流電磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)換，無線 電力發(fā)射回路部分的無線電力第一發(fā)射端口與無線電力第一接收端口相對(duì)應(yīng)進(jìn) 行無線電磁耦合，無線電力第二發(fā)射端口與無線電力第二接收端口相對(duì)應(yīng)進(jìn)行 無線電磁耦合，在交流電源中的交流電流對(duì)門形電感的供電期間，將在無線電 力第一發(fā)射端口與無線電力第二發(fā)射端口對(duì)外有連續(xù)不斷輸出的交流電磁場(chǎng)；
在此同時(shí)，無線電力第一接收端口與無線電力第二接收端口將感應(yīng)到無線 電力第一發(fā)射端口與無線電力第二發(fā)射端口所發(fā)射的電磁場(chǎng)，并通過高速旋轉(zhuǎn) 金屬運(yùn)動(dòng)體構(gòu)成閉合的無線磁通，二次線圈也感應(yīng)到由無線電力發(fā)射回路部分 的門形電感所發(fā)射的電磁場(chǎng)和對(duì)無線磁通的閉合，從而完成一次線圈上電磁能 量對(duì)二次線圈上電磁能量的轉(zhuǎn)移；
當(dāng)高速旋轉(zhuǎn)金屬運(yùn)動(dòng)體上的二次線圈感應(yīng)到由無線電力發(fā)射回路部分的門 形電感所發(fā)射的無線磁通時(shí)，二次線圈切割無線磁通，同時(shí)在二次線圈的兩個(gè) 電力輸出端輸出交流電壓，輸出交流電壓輸入到整流器后轉(zhuǎn)換為直流電壓，再 輸入到穩(wěn)壓器后變?yōu)榉€(wěn)定的直流輸出電壓供搭載負(fù)載使用；從而完成地面固定 電源對(duì)高速旋轉(zhuǎn)金屬運(yùn)動(dòng)體上的搭載負(fù)載進(jìn)行無線供電的短距離無線電力傳輸 的物理過程。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于1、有對(duì)抗環(huán)境強(qiáng)沖擊力和旋轉(zhuǎn)時(shí)強(qiáng)向心力及變化的干 擾；2、有對(duì)抗環(huán)境高低溫及變化的能力；3、有對(duì)抗環(huán)境高濕度及變化的能力； 4、有對(duì)抗環(huán)境高鹽霧及變化的能力；5、能量轉(zhuǎn)移相應(yīng)速度快；6、工作壽命長， 連續(xù)工作壽命不小于十年；7、自功耗低，自身發(fā)熱影響極?。?、結(jié)構(gòu)簡單， 便于安裝調(diào)試和維修。


圖1是對(duì)短距離無線電力傳輸過程關(guān)系圖2-a是采用變壓器原理等效無線供電的短距離無線電力傳輸過程示意圖； 圖2-b是變壓器磁通路介質(zhì)變化等效無線供電的短距離無線電力傳輸過程 示意圖2-c是變壓器磁通路介質(zhì)變化及接受端動(dòng)態(tài)運(yùn)作等效無線供電的短距離 無線電力傳輸過程示意圖3是短距離無線電力傳輸原理框圖。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例圖3是一種對(duì)高速旋轉(zhuǎn)金屬運(yùn)動(dòng)體上的搭載負(fù)載DR進(jìn)行無線供電 的短距離無線電力傳輸原理框圖。
實(shí)施結(jié)構(gòu):用于對(duì)高速旋轉(zhuǎn)金屬運(yùn)動(dòng)體上的搭載負(fù)載DR進(jìn)行無線供電的短距離無線電力傳輸過程的基本設(shè)計(jì)思想如圖1所示
其一為無線電力發(fā)射回路部分無線電力發(fā)射回路部分包括門形電感Tl、
一次線圈N1、交流電源Uab三個(gè)部分所組成。連接方式是將一次線圈N1纏繞 安放在門形電感T1上面，H1和H2是無線電力發(fā)射端口， ab為門形電感Tl的 一次線圈N1的電力輸入的兩端，并于交流電源Uab相連接。
其二為無線電力接收部分無線電力接收部分包括高速旋轉(zhuǎn)金屬運(yùn)動(dòng)體 CH、無線電力第一接收端口 01與無線電力第二接收端口 02、 二次線圈N2、 整流回路A;穩(wěn)壓回路W;在高速旋轉(zhuǎn)金屬運(yùn)動(dòng)體上的搭載負(fù)載DR等六個(gè)部 分。其連接方式是將二次線圈N2纏繞安放在高速旋轉(zhuǎn)金屬運(yùn)動(dòng)體CH的上面， cd作為線圈N2線圈的電力輸出的兩端，又作為整流回路A的輸入端口，與整 流回路A相連接。整流回路A的輸出端與穩(wěn)壓回路W相連，整流回路A的輸 出端與穩(wěn)壓回路W的輸入端相連接。穩(wěn)壓回路W的輸出端作為搭載負(fù)載DR的 輸入端口與搭載負(fù)載DR連接。
其三為無線磁氣耦合回路部分0)為電磁通；m為電磁場(chǎng)。無線磁氣耦合 回路部分是由無線電力發(fā)射回路部分與無線電力接收部分所成，如圖所示，無 線電力第一發(fā)射端口 Hl與無線電力第二發(fā)射端口 H2安放在無線電力接收部分 的無線電力第一接收端口 Ol與無線電力第二接收端口 02的附近，無線電力發(fā) 射回路部分的門形電感Tl與無線電力接收部分的高速旋轉(zhuǎn)金屬運(yùn)動(dòng)體CH的搭 載負(fù)載DR上形成完整無線磁通0>。
本發(fā)明提供的高速旋轉(zhuǎn)金屬運(yùn)動(dòng)體上的搭載負(fù)載DR進(jìn)行無線供電的短距 離無線電力傳輸?shù)脑O(shè)計(jì)思想，是利用變壓器原理和電磁場(chǎng)輻射的理論和原理來 實(shí)現(xiàn)電磁能量的無線轉(zhuǎn)移，其中在無線電力發(fā)射回路部分完成一次電能向磁能 形式的轉(zhuǎn)換，無線電力發(fā)射端口和無線電力接收端口之間完成對(duì)磁能量的無線 輻射的傳輸，在無線電力接收部分完成磁能向二次電能形式的轉(zhuǎn)換，以及在高 速旋轉(zhuǎn)金屬運(yùn)動(dòng)體CH的搭載負(fù)載DR，提供高質(zhì)量的直流供電的功能。
無線電力發(fā)射回路部分是由門形電感T1、 一次線圈N1、交流電源Uab三 個(gè)部分所組成。將一次線圈Nl纏繞安放在門形電感Tl上面，Hl和H2是作為 無線電力發(fā)射端口， ab為門形電感N1線圈的電力輸入的兩端，并于交流電源 Uab相連接；
無線電力接收部分是由高速旋轉(zhuǎn)金屬運(yùn)動(dòng)體CH的搭載負(fù)載DR、無線電力 第一接收端口01與無線電力第二接收端口02、 二次線圈N2、整流回路A;穩(wěn) 壓回路W;在高速旋轉(zhuǎn)金屬運(yùn)動(dòng)體CH的搭載負(fù)載DR等六個(gè)部分所組成。將 二次線圈N2纏繞安放在高速旋轉(zhuǎn)金屬運(yùn)動(dòng)體CH的搭載負(fù)載DR的上面，cd作 為線圈N2線圈的電力輸出的兩端，又作為整流回路A的輸入端口，與整流回 路A相連接。整流回路A的輸出端與穩(wěn)壓回路W相連，整流回路A的輸出端 與穩(wěn)壓回路W的輸入端相連接。穩(wěn)壓回路W的輸出端作為搭載負(fù)載DR的輸入 端口與搭載負(fù)載DR連接；
無線磁氣耦合回路部分是由無線電力發(fā)射回路的部分介質(zhì)和無線電力接收 部分的部分介質(zhì)組成的磁耦合回路，使得無線電力發(fā)射回路部分處于相對(duì)固定的位置，而無線電力接收部分處于相對(duì)變速旋轉(zhuǎn)而變化的狀態(tài)。在前者靜止， 后者旋轉(zhuǎn)的電力連接傳輸方式在兩者之間，無有線供電形式的聯(lián)接，只有無線 供電形式的聯(lián)系。
將無線電力發(fā)射回路部分與無線電力接收部分正確無誤的連接完成后，將 無線電力發(fā)射回路部分的無線電力第一發(fā)射端口 HI與無線電力第二發(fā)射端口
H2靠攏無線電力接收部分的無線電力第一接收端口 Ol與無線電力第二接收端 口 02，在無線電力發(fā)射回路中所產(chǎn)生的電磁場(chǎng)m通過無線電力第一發(fā)射端口 HI與無線電力第二發(fā)射端口 H2與無線電力第一接收端口 Ol與無線電力第二接 收端口 02傳遞到高速旋轉(zhuǎn)金屬運(yùn)動(dòng)體CH上的二次線圈N2上面，從而在無線 電力發(fā)射回路部分的門形電感T1上對(duì)無線電力接收部分的高速旋轉(zhuǎn)金屬運(yùn)動(dòng)體 CH形成完整的無線磁通O，完成無線電力發(fā)射回路部分對(duì)無線電力接收部分的 無線磁氣耦合輻射的功能，以及對(duì)高速旋轉(zhuǎn)金屬運(yùn)動(dòng)體CH上的搭載負(fù)載DR進(jìn) 行高質(zhì)量無線供電。
一種用于對(duì)高速旋轉(zhuǎn)金屬運(yùn)動(dòng)體上的搭載負(fù)載DR進(jìn)行無線供電的短距離 無線電力傳輸?shù)墓ぷ髟懋?dāng)把無線電力發(fā)射回路部分中的門形電感T1上的一 次線圈N1與交流電源Uab接通時(shí)，交流電源Uab與門形電感Tl上的一次線圈 Nl構(gòu)成交流電通路，交流電源Uab中的交流電流通過連接電線向門形電感Tl 上的一次線圈N1輸送交流電流，交流電流在通過一次線圈N1時(shí)，在門形電感 Tl上同時(shí)產(chǎn)生無線磁通O，因而在無線電力第一發(fā)射端口 HI與無線電力第二 發(fā)射端口 H2輸出電磁場(chǎng)m，從而完成交流電源Uab中的交流電流對(duì)門形電感 Tl的供電和完成交流電流對(duì)交流電磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)換，無線電力第一發(fā)射端口 HI與 無線電力第一接收端口 01相對(duì)應(yīng)無線電磁耦合，無線電力第二發(fā)射端口 H2與 無線電力第二接收端口 02相對(duì)應(yīng)無線電磁耦合，在交流電源Uab中的交流電流 對(duì)門形電感T1的供電期間，將在無線電力第一發(fā)射端口 HI與無線電力第二發(fā) 射端口H2對(duì)外有連續(xù)不斷輸出的交流電磁場(chǎng)m。在此同時(shí)，無線電力第一接收 端口 Ol與無線電力第二接收端口 02將感應(yīng)到無線電力發(fā)射回路部分的無線電 力第一發(fā)射端口 HI與無線電力第二發(fā)射端口 H2所發(fā)射的電磁場(chǎng)m，并通過高 速旋轉(zhuǎn)金屬運(yùn)動(dòng)體CH構(gòu)成閉合的無線磁通O的回路，二次線圈N2纏繞安放在 高速旋轉(zhuǎn)金屬運(yùn)動(dòng)體CH上，此時(shí)二次線圈N2也感應(yīng)到由無線電力發(fā)射回路部 分的門形電感Tl所發(fā)射電磁場(chǎng)m和對(duì)無線磁通<D回路的閉合，從而完成一次 線圈Nl上電磁能量向二次線圈N2上電磁能量的轉(zhuǎn)移。當(dāng)高速旋轉(zhuǎn)金屬運(yùn)動(dòng)體 CH上的二次線圈N2感應(yīng)到由無線電力發(fā)射回路部分的門形電感Tl所發(fā)射的 無線磁通O時(shí)，二次線圈N2在切割無線磁通①時(shí)，同時(shí)在二次線圈N2的cd 端口出輸出交流電壓Ucd，輸出交流電壓Ucd輸入到整流器A后轉(zhuǎn)換位直流電 壓Ul ，再輸入到穩(wěn)壓器W后變?yōu)榉€(wěn)定的直流輸出電壓U2供搭載負(fù)載DR使用。 從而完成地面固定電源Uab對(duì)高速旋轉(zhuǎn)金屬運(yùn)動(dòng)體CH上的搭載負(fù)載DR進(jìn)行 無線供電的短距離無線電力傳輸?shù)奈锢磉^程。
本發(fā)明包括無線電力發(fā)射回路部分、無線電力接收部分和無線磁氣耦合回 路部分三部分。其中，無線電力發(fā)射回路部分是由門形電感T1、 一次線圈Nl、
8交流電源Uab三個(gè)部分所組成。連接方式是將一次線圈Nl纏繞安放在門形電感 Tl上面，H1和H2是無線電力第一發(fā)射端口與無線電力第二發(fā)射端口， ab為門 形電感T1的一次線圈N1的電力輸入的兩端，并與交流電源Uab相連接。無線 電力接收部分包括高速旋轉(zhuǎn)金屬運(yùn)動(dòng)體CH、無線電力第一接收端口 01與無線 電力第二接收端口02、 二次線圈N2、整流回路A;穩(wěn)壓回路W和在高速旋轉(zhuǎn) 金屬運(yùn)動(dòng)體CH上的搭載負(fù)載DR等六個(gè)部分所組成。其連接方式是將二次線圈 N2纏繞安放在高速旋轉(zhuǎn)金屬運(yùn)動(dòng)體CH的上面，cd作為二次線圈N2的電力輸 出的兩端，又作為整流回路A的輸入端口與整流回路A相連接。整流回路A的 輸出端Ul與穩(wěn)壓回路W相連，整流回路A的輸出端Ul與穩(wěn)壓回路W的輸入 端相連接。穩(wěn)壓回路W的輸出端U2作為搭載負(fù)載DR的輸入端口與搭載負(fù)載 DR連接。在無線磁氣耦合回路部分中，無線電力發(fā)射回路部分中的無線電力第 一發(fā)射端口 Hl與無線電力第二發(fā)射端口 H2安放在無線電力第一接收端口 Ol 與無線電力第二接收端口 02的附近，無線電力發(fā)射回路部分的門形電感T1與 無線電力接收部分的高速旋轉(zhuǎn)金屬運(yùn)動(dòng)體CH的搭載負(fù)載DR上形成完整的無線 磁通O。
權(quán)利要求
1、一種用于完成短距離無線電力傳輸?shù)难b置，包括無線電力發(fā)射回路部分、無線電力接收部分和無線磁氣耦合回路部分，其特征是在無線電力發(fā)射回路部分中，一次線圈(N1)纏繞安放在門形電感(T1)上，無線電力第一發(fā)射端口(H1)與無線電力第二發(fā)射端口(H2)設(shè)置于門形電感(T1)的兩個(gè)頂端，在一次線圈(N1)上有兩個(gè)電力輸入端(a、b)，所述電力輸入端(a、b)與交流電源(Uab)相連接；在無線電力接收部分中，二次線圈(N2)纏繞安放在高速旋轉(zhuǎn)金屬運(yùn)動(dòng)體(CH)上，在二次線圈(N2)上有兩個(gè)電力輸出端(c、d)；所述電力輸出端(c、d)與整流回路(A)相連接；整流回路(A)的輸出端(U1)與穩(wěn)壓回路(W)相連，整流回路(A)的輸出端(U1)與穩(wěn)壓回路(W)的輸入端相連接；穩(wěn)壓回路(W)的輸出端與搭載負(fù)載(DR)連接；無線電力第一接收端口(O1)與無線電力第二接收端口(O2)設(shè)置于與門形電感(T1)的兩個(gè)頂端水平相對(duì)的位置；在無線磁氣耦合回路部分中，所述無線電力第一發(fā)射端口(H1)與無線電力第二發(fā)射端口(H2)安放在無線電力接收部分中的無線電力第一接收端口(O1)與無線電力第二接收端口(O2)的附近，無線電力發(fā)射回路部分中的門形電感(T1)與無線電力接收部分中的高速旋轉(zhuǎn)金屬運(yùn)動(dòng)體(CH)上形成完整的無線磁通(Φ)。
2、 一種如權(quán)利要求1所述用于完成短距離無線電力傳輸裝置的傳輸方法， 其特征在于在無線電力發(fā)射回路部分完成一次電能向磁能形式的轉(zhuǎn)換，無線 電力第一發(fā)射端口 (Hl)與無線電力第一接收端口 (Ol)以及無線電力第二發(fā) 射端口 (H2)與無線電力第二接收端口 (02)之間完成對(duì)磁能量的無線輻射傳 輸，在無線電力接收部分完成磁能向二次電能形式的轉(zhuǎn)換，在高速旋轉(zhuǎn)金屬運(yùn) 動(dòng)體(CH)的搭載負(fù)載(DR)上提供高質(zhì)量的直流供電的功能；無線電力發(fā)射回路部分處于相對(duì)固定的位置，而無線電力接收部分處于相 對(duì)變速旋轉(zhuǎn)而變化的狀態(tài)；前者靜止、后者旋轉(zhuǎn)的電力連接傳輸方式，在兩者 之間，無有線供電形式的聯(lián)接，只有無線供電形式的聯(lián)系；將無線電力發(fā)射回 路部分與無線電力接收部分連接完成后，將無線電力發(fā)射回路部分中的無線電 力第一發(fā)射端口(Hl)靠攏無線電力接收部分中的無線電力第一接收端口(Ol)， 無線電力第二發(fā)射端口 (H2)靠攏無線電力第二接收端口 (02)，在無線電力 發(fā)射回路中所產(chǎn)生的電磁場(chǎng)(m)通過無線電力第一發(fā)射端口 (Hl)與無線電 力第一接收端口 (01)以及無線電力第二發(fā)射端口 (H2)與無線電力第二接收 端口 (02)傳遞到高速旋轉(zhuǎn)金屬運(yùn)動(dòng)體(CH)上的二次線圈(N2)上面，從而 在無線電力發(fā)射回路部分的門形電感(Tl)上對(duì)無線電力接收部分的高速旋轉(zhuǎn) 金屬運(yùn)動(dòng)體(CH)上形成完整的無線磁通(O)，完成無線電力發(fā)射回路部分對(duì) 無線電力接收部分的無線磁氣耦合輻射，以及對(duì)高速旋轉(zhuǎn)金屬運(yùn)動(dòng)體(CH)的搭載負(fù)載(DR)進(jìn)行無線供電的目的。
3、如權(quán)利要求2所述用于完成短距離無線電力傳輸裝置的傳輸方法，其特 征在于當(dāng)把無線電力發(fā)射回路部分中的門形電感(Tl)上的一次線圈(Nl) 與交流電源(Uab)接通時(shí)，交流電源(Uab)與門形電感(Tl)上的一次線圈 (Nl)構(gòu)成交流電通路，交流電源(Uab)中的交流電流通過連接電線向門形電 感(Tl)上的一次線圈(Nl)輸送交流電流，交流電流在通過一次線圈(Nl) 時(shí)，在門形電感(Tl)上同時(shí)產(chǎn)生無線磁通(O)，因而在無線電力第一發(fā)射端 口 (Hl)與無線電力第二發(fā)射端口 (H2)上輸出電磁場(chǎng)(m)，從而完成交流電 源(Uab)中的交流電流對(duì)門形電感(Tl)的供電和完成所述交流電流對(duì)交流電 磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)換，無線電力發(fā)射回路部分的無線電力第一發(fā)射端口 (Hl)與無線電 力第一接收端口 (Ol)相對(duì)應(yīng)進(jìn)行無線電磁耦合，無線電力第二發(fā)射端口 (H2) 與無線電力第二接收端口 (02)相對(duì)應(yīng)進(jìn)行無線電磁耦合，在交流電源(Uab) 中的交流電流對(duì)門形電感(Tl)的供電期間，將在無線電力第一發(fā)射端口 (Hl) 與無線電力第二發(fā)射端口 (H2)對(duì)外有連續(xù)不斷輸出的交流電磁場(chǎng)(m);在此同時(shí)，無線電力第一接收端口 (Ol)與無線電力第二接收端口 (02) 將感應(yīng)到無線電力第一發(fā)射端口 (Hl)與無線電力第二發(fā)射端口 (H2)所發(fā)射 的電磁場(chǎng)(m)，并通過高速旋轉(zhuǎn)金屬運(yùn)動(dòng)體(CH)構(gòu)成閉合的無線磁通(O)， 二次線圈(N2)也感應(yīng)到由無線電力發(fā)射回路部分的門形電感(Tl)所發(fā)射的 電磁場(chǎng)(m)和對(duì)無線磁通(O)的閉合，從而完成一次線圈(Nl)上電磁能量 對(duì)二次線圈(N2)上電磁能量的轉(zhuǎn)移；當(dāng)高速旋轉(zhuǎn)金屬運(yùn)動(dòng)體(CH)上的二次線圈(N2)感應(yīng)到由無線電力發(fā)射 回路部分的門形電感(Tl)所發(fā)射的無線磁通(①)時(shí)，二次線圈(N2)切割 無線磁通(O)，同時(shí)在二次線圈(N2)的兩個(gè)電力輸出端(c、 d)輸出交流電 壓(Ucd)，輸出交流電壓(Ucd)輸入到整流器(A)后轉(zhuǎn)換為直流電壓(Ul), 再輸入到穩(wěn)壓器(W)后變?yōu)榉€(wěn)定的直流輸出電壓(U2)供搭載負(fù)載(DR)使 用；從而完成地面固定電源對(duì)高速旋轉(zhuǎn)金屬運(yùn)動(dòng)體(CH)上的搭載負(fù)載(DR) 進(jìn)行無線供電的短距離無線電力傳輸?shù)奈锢磉^程。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于完成短距離無線電力傳輸裝置以及傳輸方法。在所述裝置中，無線電力發(fā)射回路部分包括門形電感、一次線圈、交流電源等部分；無線電力接收部分包括無線電力接收部分是由高速旋轉(zhuǎn)金屬運(yùn)動(dòng)體上的搭載負(fù)載、無線接受的兩個(gè)端口、二次線圈、整流回路、穩(wěn)壓回路和搭載負(fù)載；無線磁氣耦合回路部分包括無線電力發(fā)射回路部分與無線電力接收部分。從而在無線電力發(fā)射回路部分的門形電感上對(duì)無線電力接收部分的高速旋轉(zhuǎn)金屬運(yùn)動(dòng)體的搭載負(fù)載形成完整無線磁通回路，完成無線電力發(fā)射回路部分對(duì)無線電力接收部分的無線磁氣耦合輻射的功能，以及對(duì)高速旋轉(zhuǎn)金屬運(yùn)動(dòng)體的搭載負(fù)載進(jìn)行無線供電的最終目的。
文檔編號(hào)G08C17/00GK101505071SQ20091003010
公開日2009年8月12日 申請(qǐng)日期2009年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月19日
發(fā)明者亮 趙, 趙志忠 申請(qǐng)人:無錫康華鋼構(gòu)安全監(jiān)測(cè)科技有限公司