本實用新型涉及一種充電設(shè)備，具體涉及一種移動式充電設(shè)備。

背景技術(shù)：

目前市面上的大電流充電設(shè)備均為固定式充電設(shè)備，比如電動汽車的充電樁或電動汽車用的電池充電站，充電樁要求電動汽車固定在充電樁附近一定的時間，而電池充電站要求電動汽車更換電池。

另外，市面上存在的固定式充電設(shè)備在進行批量式充電時，需要一次性將一批待充電產(chǎn)品分別接到固定式充電設(shè)備上，由于流水線作業(yè)需要保證充電產(chǎn)品移動，若采用固定的方式充電則易導(dǎo)致一部分時間處于靜置狀態(tài)，不利于流水作業(yè)，導(dǎo)致效率變低。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型提出一種移動式充電設(shè)備，可讓被充電設(shè)備在移動過程中充電，并且使三相交變電流變?yōu)橹绷麟姡ㄟ^改變輸入的三相電的參數(shù)，可以使得輸出的直流電的參數(shù)跟隨改變，為移動的充電設(shè)備充電，讓批量帶充電的產(chǎn)品實現(xiàn)流水作業(yè)。

為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本實用新型采用了以下技術(shù)方案：

一種移動式充電設(shè)備，其特征在于，包括定子裝置、動子裝置、整流器和導(dǎo)軌，動子裝置滑動連接在導(dǎo)軌上，定子裝置和導(dǎo)軌均呈線型，所述定子裝置和導(dǎo)軌的路徑相應(yīng)，定子裝置包括定子鐵芯和通有三相交流電的定子激磁繞組，動子裝置包括動子鐵芯和三相動子感應(yīng)繞組，所述定子激磁繞組纏繞固定于定子鐵芯上，所述動子感應(yīng)繞組纏繞固定于動子鐵芯上，整流器的輸入端與動子感應(yīng)繞組電連接，整流器的輸出端設(shè)有充電裝置。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，采用了上述技術(shù)方案的移動式充電設(shè)備，具有如下有益效果：

一、本實用新型提供的移動式充電設(shè)備，動子裝置在移動過程中切割定子裝置產(chǎn)生的磁場，可以在動子裝置的動子感應(yīng)繞組內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電流，經(jīng)過整流器整流后的電流可以為充電產(chǎn)品提供電能，可以邊走邊充電，降低充電設(shè)備靜置所浪費的時間，有利于讓批量帶充電的產(chǎn)品實現(xiàn)流水作業(yè)，大大提高效率。

二、定子裝置內(nèi)的定子激磁繞組所使用的電流為交變的三相電流，該電流產(chǎn)生的感應(yīng)磁場是沿定子裝置方向單向高速移動的，即動子裝置的動子感應(yīng)繞組在相對定子裝置不動時，依舊在切割磁場，感應(yīng)電流依舊能夠產(chǎn)生，因此本實用新型中的動子裝置在低速移動或不動時依舊可以產(chǎn)生電流，不受移動速度制約。

三、由于定子激磁繞組所接的電源為三相電，通過改變電源的電壓或頻率，可以使得動子感應(yīng)繞組產(chǎn)生的感應(yīng)電流或電壓數(shù)值跟隨其改變，進而改變接電端的電流或電壓，可控性更高，操作性更強。

為了增強定子裝置產(chǎn)生的磁場，本實用新型優(yōu)選的，移動式充電設(shè)備還包括外定子鐵芯，所述動子感應(yīng)繞組位于外定子鐵芯和定子裝置之間，通過增設(shè)外定子鐵芯，可減小定子磁場磁路的磁阻，增強磁場，提高效率。

與上述原因相反，所述導(dǎo)軌優(yōu)選采用不可磁化的金屬材料，防止定子鐵芯產(chǎn)生的磁場被可磁化的導(dǎo)軌分流，降低效率。

優(yōu)選的，所述導(dǎo)軌包括有直線部分的曲線型導(dǎo)軌和直線型導(dǎo)軌，所述定子裝置的定子鐵芯的布置與導(dǎo)軌的直線部分相應(yīng)。通過增設(shè)曲線段的導(dǎo)軌使動子裝置在移動過程中可以生成多種路徑。而定子鐵心在轉(zhuǎn)彎處是沒有用的，而且成本太高，故彎曲部分不設(shè)施定子線圈。

優(yōu)選的，所述動子裝置由一套可設(shè)置速度的公知驅(qū)動系統(tǒng)驅(qū)動，以使動子在符合要求的速度下運行。

優(yōu)選的，所述的充電裝置為充電槍或插頭，以適應(yīng)不同的使用場合，比如，當給電動車充電時；優(yōu)選充電槍，當給充電電池充電時，優(yōu)選插頭。

優(yōu)選的，所述動子裝置上設(shè)有放置整流器和充電裝置的盒子，當動子在非工作狀態(tài)時，將整流器和充電裝置置于該盒子中，起到保護和運輸作用。

根據(jù)上述設(shè)備，本實用新型還提出一種移動式充電方法，其充電步驟為：

①.定子裝置內(nèi)的定子激磁繞組通三相交流電，電流在定子裝置的線型方向產(chǎn)生高速移動的磁場；

②.動子裝置在外力驅(qū)動下移動，動子感應(yīng)繞組切割定子裝置產(chǎn)生的磁場，進而產(chǎn)生感應(yīng)電動勢；

③.當充電裝置接入待充電設(shè)備后，動子感應(yīng)繞組產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流經(jīng)過整流器轉(zhuǎn)化為直流電，向待充電設(shè)備供電。

本實用新型還提出一種充電電池充電流水線，包括墜落區(qū)域、充電區(qū)域和推進區(qū)域，所述充電區(qū)域內(nèi)設(shè)有上述的移動式充電設(shè)備，動子裝置還包括有夾持機構(gòu)，所述夾持機構(gòu)包括用于同電池兩端夾持的夾持部、通電可驅(qū)動夾持部夾緊電池的夾持驅(qū)動器，所述夾持驅(qū)動器與充電裝置相連接，夾持部上設(shè)有接電觸頭，所述接電觸頭與充電裝置相連；所述導(dǎo)軌貫穿三個區(qū)域，推進區(qū)域上設(shè)有用于將電池托舉使其放置于夾持部之間的支撐底板，所述支撐底板位于動子裝置的下方，所述充電電池充電流水線還包括用于帶動動子裝置于導(dǎo)軌上移動的外驅(qū)動器。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，采用了上述技術(shù)方案的充電電池充電流水線，具有如下有益效果：

一、外驅(qū)動器帶動動子裝置切割定子裝置產(chǎn)生的感應(yīng)磁場，動子感應(yīng)繞組產(chǎn)生電流，通過充電裝置為夾持驅(qū)動器和接電觸頭供電，夾持驅(qū)動器使夾持部將電池夾緊，接電觸頭向電池輸送電能，完成充電。

二、當動子裝置帶動電池進入充電區(qū)域后，由于充電區(qū)域內(nèi)有定子裝置的感應(yīng)磁場，使得電池被自動夾持并充電，此期間可以對被夾緊的電池表面打標或其他附加工藝，有效的提高生產(chǎn)效率，使時間利用更為有效。

三、在動子裝置從推進區(qū)域進入充電區(qū)域時，由于動子裝置進入定子裝置的感應(yīng)磁場區(qū)域，動子感應(yīng)繞組內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電流使夾持部自動夾緊電池；在動子裝置從充電區(qū)域進入墜落區(qū)域時，由于定子裝置的感應(yīng)磁場消失，故動子感應(yīng)繞組內(nèi)不再產(chǎn)生電流，夾持驅(qū)動器斷電導(dǎo)致夾持部不再夾緊電池，使得電池自動從動子裝置上脫落，該過程均是自動的工作過程因此自動化程度更高，適于流水線操作，效率高。

四、在動子裝置帶著電池進入充電區(qū)域后，由于定子裝置內(nèi)通的是三相交變電流，其磁場是高速移動的，因此即使動子裝置不動依舊可以將電池夾緊并充電，因此動子裝置在該區(qū)域內(nèi)可以更靈活的活動，甚至不移動也不會造成電池脫落。

為保證夾持部在夾持驅(qū)動器斷電后能夠更穩(wěn)定的打開，優(yōu)選的，所述夾持機構(gòu)上設(shè)有用于夾持驅(qū)動器斷電時可使夾持部復(fù)位分離的復(fù)位件，通過復(fù)位件提供穩(wěn)定的彈力。

由于在推進過程中，夾持驅(qū)動器使夾持部夾緊電池時需要一定的時間，因此需要將支撐底板進行相應(yīng)一小段延長，優(yōu)選的，所述充電區(qū)域同推進區(qū)域的交界處設(shè)有延長底板，所述延長底板與支撐底板連接，通過延長底板為夾持部夾緊提供充足的時間。

上述充電電池充電流水線的充電工藝：

①預(yù)裝階段：推進區(qū)域內(nèi)，將待充電的電池放入動子裝置的夾持機構(gòu)內(nèi)，支撐底板將電池托舉并限位在夾持機構(gòu)的兩個夾持部之間；

②推進階段：外驅(qū)動器帶動動子裝置前移并進入充電區(qū)域，動子裝置由支撐底板進入延長底板；

③夾持階段：在定子裝置磁場的作用下，動子裝置內(nèi)的動子感應(yīng)繞組產(chǎn)生感應(yīng)電流，并經(jīng)過整流器在充電裝置產(chǎn)生直流電，向夾持驅(qū)動器和接電觸頭供電，夾持驅(qū)動器活動并使夾持部夾緊電池的兩端；

④充電階段：夾持部夾緊后，接電觸頭與電池兩端連通，構(gòu)成反電勢回路，將電能儲存在電池內(nèi)；

⑤墜落階段：動子裝置從充電區(qū)域過渡至墜落區(qū)域，定子裝置的電磁力消失，動子感應(yīng)繞組不再產(chǎn)生電流，夾持驅(qū)動器斷電，復(fù)位件作用使夾持部彈開，致使電池從夾持部內(nèi)脫離掉落，完成整個自動夾持-充電-脫離的過程。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例1的結(jié)構(gòu)簡圖；

圖2為本實用新型實施例1中動子鐵芯、定子鐵芯和外定子鐵芯的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3動子感應(yīng)繞組和整流器的電路圖；

圖4定子鐵芯的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5定子激磁繞組鋪設(shè)方式示意圖；

圖6為本實用新型實施例1中定子裝置及導(dǎo)軌彎曲段和直線段的示意圖；

圖7為本實用新型實施例2充電電池充電流水線中各個部件的連接示意圖；

圖8為本實用新型實施例2流水線中推進區(qū)域、充電區(qū)域和墜落區(qū)域的分布圖；

圖9為圖8中A處的局部放大圖。

圖中：1、定子裝置；10、定子鐵芯；11、定子激磁繞組；2、動子裝置；3、導(dǎo)軌；4、外定子鐵芯；5、整流器；50、充電裝置；60、夾持驅(qū)動器；61、夾持部；62、接電觸頭；63、復(fù)位件；70、支撐底板；71、延長底板；90、推進區(qū)域；91、充電區(qū)域；92、墜落區(qū)域。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本實用新型做進一步描述。

下面結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步詳細說明，本實用新型特征及優(yōu)點將更加明顯。

實施例1：

如圖1所示，本實用新型提供的移動式充電設(shè)備，包括定子裝置1、動子裝置2和導(dǎo)軌3，定子裝置1和導(dǎo)軌3相平行且均為曲線型或直線型；

定子裝置1包括定子鐵芯10和定子激磁繞組11，定子激磁繞組11內(nèi)接通對稱的三相交流電，使定子裝置1產(chǎn)生移動磁場，磁場移動方向如圖1所示；定子鐵心如圖4所示，用0.35-0.5mm厚的硅鋼片沖片，每片上涂有絕艷漆，然后多片疊壓而成。以6個槽為一個模數(shù)構(gòu)成一個模塊，多個模塊拼接而成。

定子激磁繞組11的鋪設(shè)如圖7所示，三相對稱繞組均勻分布放在定子的槽中，如A相繞組的兩個邊放在1’和4’號槽中，B相繞組的兩個邊放在3’和6’號槽中，C相繞組的兩個邊放在5’和2’號槽中，以1’-6’號槽為一個模數(shù)，其余類推。

動子裝置2可以為1個或者多個，動子裝置2包括動子鐵芯和動子感應(yīng)繞組，動子鐵芯的結(jié)構(gòu)與定子鐵芯結(jié)構(gòu)相近，可鋪設(shè)動子感應(yīng)繞組，動子感應(yīng)繞組為三相對稱繞組(與定子激磁繞組相對應(yīng))。動子感應(yīng)繞組在相對定子裝置1的感應(yīng)磁場運動時，動子感應(yīng)繞組切割磁場，在動子感應(yīng)繞組(接線端50兩端接通時)內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電流，產(chǎn)生的感應(yīng)電流經(jīng)過整流器5后,將產(chǎn)生的三相交流感應(yīng)電流整合為直流電，將直流電輸送至充電裝置50，整流器5的電路圖如圖3所示，整流器5與動子感應(yīng)繞組的連接方式也可參照圖3。

動子鐵芯的結(jié)構(gòu)與定子鐵芯結(jié)構(gòu)相似，由0.35mm-0.5mm厚的硅鋼片壓制而成，動子鐵心整體厚度在6mm-8mm之間。

為保證動子裝置2切割定子裝置1的磁場具有足夠的磁場強度，因此需要對動子和定子之間的間距進行控制，避免磁場過弱轉(zhuǎn)化效率過低，因此本實施例中動子2與定子裝置1之間的距離為0.1-3mm。

移動式充電設(shè)備還包括可被定子裝置1磁化增強磁場力的外定子鐵芯4，動子感應(yīng)繞組位于外定子鐵芯4和定子裝置1之間。導(dǎo)軌3和外定子鐵芯4均采用不可磁化的材料，如各種工程塑料、瓷材料等。

所述動子裝置由一套可設(shè)置速度的公知驅(qū)動系統(tǒng)驅(qū)動，以使動子在符合要求的速度下運行。

所述的充電裝置為充電槍或插頭，以適應(yīng)不同的使用場合，比如，當給電動車充電時；優(yōu)選充電槍，當給充電電池充電時，優(yōu)選插頭。

所述動子裝置上設(shè)有放置整流器和充電裝置的盒子，當動子在非工作狀態(tài)時，將整流器和充電裝置置于該盒子中，起到保護和運輸作用。

如圖6所示，定子裝置1包括曲線型定子裝置1和直線型定子裝置1，導(dǎo)軌3形狀與定子裝置1的形狀相對應(yīng)，通過增設(shè)曲線型的定子裝置1，可以使整個移動式充電設(shè)備的動子裝置移動行程變得多變可控，甚至可以形成閉合的移動路徑。

本實用新型的工作過程如下：在定子平面內(nèi)的三相對稱繞組中，接入對稱的三相交流電，則可建立移動的磁場；在磁場的設(shè)有異步移動的動子，動子上鋪設(shè)有三相對稱感應(yīng)繞組，那么就在感應(yīng)繞組中感應(yīng)出電動勢，將這個感應(yīng)電勢整流變成直流，即可向電池充電。

由于動子裝置接通過可控整流器接到電池上，相當于在動子感應(yīng)繞組上接有反電勢，如圖5所示，

整流器輸出電流Id的表達式為

s是轉(zhuǎn)差率，

其中，v_s是磁場的運動速度,v_s＝2τ_pf,τ_p運動磁場的極距，f是電流的頻率，v_r是動子的運動速度，E_r0是動子感應(yīng)繞組開路時的相感應(yīng)電動勢的有效值，X_r0是動子感應(yīng)繞組漏電抗，R_D是動子感應(yīng)繞組整流器管子的等效電阻，R_L是串聯(lián)電感的等效電阻，α_p是可控整流器控制角。E_d是電池的電動勢值。當動子的運動速度固定時，則轉(zhuǎn)差率s為常數(shù)。這樣就可以通過整流器的控制角α_p來控制充電電流的大小。動子整流器的輸出功率就是給電池充電的功率為

P_s＝E_dI_d根據(jù)上述實施例中提到的移動式充電設(shè)備，本實施例還提出一種移動式充電方法，其充電步驟為：

①.定子裝置1內(nèi)的定子激磁繞組通三相電流，電流在定子裝置1的線型方向產(chǎn)生單側(cè)高速移動的磁場；

②.動子裝置2在外力驅(qū)動下，動子感應(yīng)繞組切割定子裝置1產(chǎn)生的磁場，動子感應(yīng)繞組產(chǎn)生電動勢；

③.當充電裝置50接入接電設(shè)備后，動子感應(yīng)繞組產(chǎn)生電流，電流經(jīng)過整流器5變化為直流電，向接電設(shè)備供電。

上述的移動式充電設(shè)備可以應(yīng)用于多種場合，本實施例列舉一下若干應(yīng)用場合；

應(yīng)用例1：將上述移動式充電設(shè)備用于充電電池的充電，將電池放置在動子裝置2的充電裝置50兩端上，之后一邊在導(dǎo)軌3上移動，一遍用于對電池充電。

應(yīng)用例2：用于電動車的充電，在規(guī)定的路道上設(shè)置本實施例中提到的定子裝置1和軌道2，通過將電動車的蓄電池和動子裝置2的充電裝置50之間連接導(dǎo)線，電動車可以一邊移動一邊充電，可架設(shè)在高速公路等距離較長的路段上，一邊充電一邊前進，有效節(jié)省時間。

實施例2：

一種充電電池充電流水線，包括墜落區(qū)域92、充電區(qū)域91、推進區(qū)域90和實施例1中的移動式充電設(shè)備，充電區(qū)域91內(nèi)設(shè)有定子裝置1，導(dǎo)軌3貫穿三個區(qū)域。

動子裝置2還包括有夾持機構(gòu)，夾持機構(gòu)包括用于同電池兩端夾持的夾持部61、通電可驅(qū)動夾持部61夾緊電池的夾持驅(qū)動器，夾持驅(qū)動器與充電裝置50相連接，夾持部61上設(shè)有接電觸頭62，接電觸頭62與動子感應(yīng)繞組充電裝置50相連；導(dǎo)軌3貫穿三個區(qū)域，推進區(qū)域90上設(shè)有用于將電池托舉使其放置于夾持部61之間的支撐底板70，支撐底板70位于動子裝置2的下方，充電電池充電流水線還包括用于帶動動子裝置2于導(dǎo)軌3上移動的外驅(qū)動器。夾持機構(gòu)上設(shè)有用于夾持驅(qū)動器斷電時可使夾持部61復(fù)位分離的復(fù)位件63。

充電區(qū)域91同推進區(qū)域90的交界處設(shè)有延長底板71，延長底板71與支撐底板70連接。

上述充電電池充電流水線的操作過程如下：

①預(yù)裝階段：推進區(qū)域90內(nèi)，將待充電的電池放入動子裝置2的夾持機構(gòu)內(nèi)，支撐底板70將電池托舉并限位在夾持機構(gòu)的兩個夾持部61之間；

②推進階段：驅(qū)動系統(tǒng)帶動動子裝置2前移并進入充電區(qū)域91，動子裝置2由支撐底板70進入延長底板71；

③夾持階段：在定子裝置1磁場的作用下，動子裝置2內(nèi)的動子感應(yīng)繞組產(chǎn)生電流，并經(jīng)過整流器5在充電裝置50產(chǎn)生直流電，向夾持驅(qū)動器和接電觸頭62供電，夾持驅(qū)動器活動并使夾持部61夾緊電池的兩端，延長底板71提供夾持部足夠的夾持時間；

④充電階段：夾持部61夾緊后，接電觸頭62與電池兩端連通，構(gòu)成反電勢回路，將電能儲存在電池內(nèi)；

⑤墜落階段：動子裝置2從充電區(qū)域91過渡至墜落區(qū)域92，定子裝置1的電磁力消失，動子感應(yīng)繞組不再產(chǎn)生電流，夾持驅(qū)動器斷電，復(fù)位件63作用使夾持部61彈開，致使電池從夾持部61內(nèi)脫離掉落，完成整個自動夾持-充電-脫離的過程。

上述充電電池充電流水線具有如下優(yōu)點：

一、外驅(qū)動器帶動動子裝置切割定子裝置產(chǎn)生的感應(yīng)磁場，在動子裝置的充電裝置產(chǎn)生電流，為夾持驅(qū)動器和接電觸頭供電，夾持驅(qū)動器使夾持部將電池夾緊，接電觸頭向電池輸送電能，完成充電。

二、當動子裝置帶動電池進入充電區(qū)域后，由于充電區(qū)域內(nèi)有定子裝置的感應(yīng)磁場，使得電池被自動夾持并充電，此期間可以對被夾緊的電池表面打標或其他附加工藝，有效的提高生產(chǎn)效率，使時間利用更為有效。

三、在動子裝置從推進區(qū)域進入充電區(qū)域時，由于動子裝置進入定子裝置的感應(yīng)磁場區(qū)域，動子感應(yīng)繞組內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電流使夾持部自動夾緊電池；在動子裝置從充電區(qū)域進入墜落區(qū)域時，由于定子裝置的感應(yīng)磁場消失，故動子感應(yīng)繞組內(nèi)不再產(chǎn)生電流，夾持驅(qū)動器斷電導(dǎo)致夾持部不再夾緊電池，使得電池自動從動子裝置上脫落，該過程均是自動的工作過程因此自動化程度更高，適于流水線操作，效率高。

四、在動子裝置帶著電池進入充電區(qū)域后，由于定子裝置內(nèi)通的是三相交變電流，其磁場是高速移動的，因此即使動子裝置不動依舊可以將電池夾緊并充電，因此動子裝置在該區(qū)域內(nèi)可以更靈活的活動，甚至不移動也不會造成電池脫落。

上述實施例是對本實用新型的說明，不是對本實用新型的限定，任何對本實用新型簡單變換后的方案均屬于本實用新型的保護范圍。

以上所述使本實用新型的優(yōu)選實施方式，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干變型和改進，這些也應(yīng)視為本實用新型的保護范圍。