CN108382246A - 应用于车辆动态无线供电的三相式磁耦合机构 - Google Patents
应用于车辆动态无线供电的三相式磁耦合机构 Download PDFInfo
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Abstract
为了克服现有无线供电磁耦合机构中输出功率波动大、传输距离较近、电磁兼容性差的问题,本发明提供一种应用于车辆动态无线供电的三相式磁耦合机构,属于无线电能传输技术领域。本发明包括用于发射电能的供电轨道和电能接收装置;供电轨道安装在车辆行进方向的道路下方;供电轨道包括三相供电线缆和供电轨道磁芯,三相供电线缆缠绕在供电轨道磁芯上;三相供电线缆通电后产生磁场向电能接收装置传输电能;三相线缆与供电轨道磁芯的配合方式为交叉缠绕或顺序缠绕,三相线缆除了在空间位置上沿行车方向相差1/3个行车周期距离外,其余完全相同;所述电能接收装置安装在车辆底盘上,通过电磁感应原理产生电压向负载供电,实现电能的无线传输。
Description
技术领域
本发明属于无线电能传输技术领域,尤其涉及一种应用于车辆动态无线供电的三相式磁耦合机构。
背景技术
电动汽车由于受到电池能量密度低、充电不方便、插电充电方式安全性差等诸多问题的制约,发展和推广的速度缓慢。而动态无线供电技术不仅很好地解决上述问题,还使得电动汽车摆脱了停车充电的束缚,解决了续航里程不足的瓶颈问题。
目前,具有磁芯结构的轨道式无线供电磁耦合机构凭借其良好的耦合性能及较高的传输功率,在车辆动态无线供电***中被广泛应用,已有许多结构不同磁耦合机构被国内外研究机构提出,如公开号为CN201510560567的专利中提出的双C并联交替排列型无线供电轨道,在动态无线供电的过程中具有输出功率波动大的缺点;文献《A three-phaseinductive power transfer system for roadway-powered vehicles》中提出的车辆动态供电三相式磁耦合机构,供电轨道中没有磁芯,具有传输距离较近的缺点;文献《UltraslimS-Type Power Supply Rails for Roadway-Powered Electric Vehicles》中提出S型供电轨道,尽管传输距离较远,但是单相供电方式同样是该结构具有动态无线供电输出功率波动大的弊端。
发明内容
为了克服现有无线供电磁耦合机构中输出功率波动大、传输距离较近、电磁兼容性差的问题,本发明提供一种应用于车辆动态无线供电的三相式磁耦合机构。
本发明的应用于车辆动态无线供电的三相式磁耦合机构,所述三相式磁耦合机构包括用于发射电能的供电轨道和电能接收装置;
所述供电轨道安装在车辆行进方向的道路下方;所述供电轨道包括三相供电线缆和供电轨道磁芯8,用于约束产生的磁力线走向,其中三相供电线缆缠绕在供电轨道磁芯8上;三相供电线缆通电后产生磁场向电能接收装置传输电能;所述三相供电线缆与供电轨道磁芯8的配合方式为交叉缠绕或顺序缠绕,三相供电线缆除了在空间位置上沿行车方向相差1/3个行车周期距离外,其余完全相同;
所述电能接收装置安装在车辆底盘上,通过电磁感应原理产生电压向负载供电,实现电能的无线传输。
优选的是,所述供电轨道磁芯8包括n个磁芯单元,n个磁芯单元沿行车方向连接在一起,每个磁芯单元包括底部连接磁芯5、立柱6和极靴7,其中n为正整数,且为3的倍数;
立柱6的底部固定在底部连接磁芯5上,极靴7固定在立柱6的顶部,每个磁芯单元的横截面和纵截面均呈“工”字型。
优选的是,所述行车周期距离为相邻六个磁芯单元紧密连接在一起后,沿行车方向上的长度。
优选的是,A相供电线缆进行交叉缠绕的过程为:沿行车方向,从起点开始,A相供电线缆从第一个磁芯单元至第三个磁芯单元的立柱6的一侧穿入后,再从之后相邻的三个磁芯单元的另一侧穿入,之后以相邻三个磁芯单元为周期、立柱6的两侧交替穿入供电线缆,一直延伸到第n个磁芯单元的相应侧后,从第n个磁芯单元的立柱6的另一侧开始返程,返程时供电线缆采用与去程对称的方式缠绕,穿过n个磁芯单元后从第一个磁芯单元的立柱6的另一侧穿出,完成A相一匝供电线缆的绕制;
重复上述过程,完成N匝A相供电线缆的绕制,其中匝数N由无线电能传输的功率决定,N为正整数;
B相供电线缆进行交叉缠绕的过程为:沿行车方向,从起点开始,B相供电线缆从第一个磁芯单元至第二个磁芯单元的立柱6的一侧穿入后,再从之后相邻的三个磁芯单元的另一侧穿入,之后以相邻三个磁芯单元为周期、立柱6的两侧交替穿入供电线缆,一直延伸到第n个磁芯单元相应侧后,从第n个磁芯单元的立柱6的另一侧开始返程,返程时供电线缆采用与去程对称的方式缠绕,穿过n个磁芯单元后从第一个磁芯单元的立柱6的另一侧穿出,完成B相一匝供电线缆的绕制;
重复上述过程,完成N匝B相供电线缆的绕制;
C相供电线缆进行交叉缠绕的过程为:沿行车方向,从起点开始,C相供电线缆从第一个磁芯单元的立柱6的一侧穿入后,再从之后相邻的三个磁芯单元的另一侧穿入,之后以相邻三个磁芯单元为周期、立柱6的两侧交替穿入供电线缆,一直延伸到第n个磁芯单元的相应侧后,从第n个磁芯单元的立柱6的另一侧开始返程,返程时供电线缆采用与去程对称的方式缠绕,穿过n个磁芯单元后从第一个磁芯单元的立柱6的另一侧穿出,完成C相一匝供电线缆的绕制;
重复上述过程,完成N匝C相供电线缆的绕制;
将在起点处的三相供电线缆的接线端连接在一起,实现星型连接。
优选的是,
A相供电线缆进行顺序缠绕的过程为:
沿行车方向,从起点开始,A相供电线缆按顺时针或逆时针缠绕第一个至第三个磁芯单元的立柱6共N匝后,再反方向缠绕之后相邻的三个磁芯单元的立柱6共N匝,之后以相邻三个磁芯单元为周期、交替方向缠绕供电线缆,直至缠绕到第n个磁芯单元,完成N匝A相供电线缆的绕制;
B相供电线缆进行顺序缠绕的过程为:
沿行车方向,从起点开始,B相供电线缆按顺时针或逆时针缠绕第一个至第二个磁芯单元的立柱6共N匝后,再反方向缠绕之后相邻的三个磁芯单元的立柱6共N匝,之后以相邻三个磁芯单元为周期、方向交替缠绕供电线缆,直至缠绕到第n个磁芯单元,完成N匝B相供电线缆的绕制;
C相供电线缆进行顺序缠绕的过程为:
沿行车方向,从起点开始,C相供电线缆按顺时针或逆时针缠绕第一个磁芯单元的立柱6共N匝后,再反方向缠绕之后相邻的三个磁芯单元的立柱6共N匝,之后以相邻三个磁芯单元为周期、方向交替缠绕供电线缆,直至缠绕到第n个磁芯单元,完成N匝C相供电线缆的绕制;
将在第n个磁芯单元尾部的三相供电线缆的接线端连接在一起,实现星型连接。
优选的是,三相供电线缆均绕制在立柱6的不同高度处,且三相供电线缆之间彼此不相互交叉。
优选的是,所述电能接收装置包括接收线圈9和接收端磁芯10;接收端磁芯10铺设在接收线圈9的上方,接收线圈9通过电磁感应原理产生电压向负载供电,实现电能的无线传输。
优选的是,所述接收线圈9由同一平面上相邻的两个矩形线圈串联组成,矩形线圈中线缆为LIZI线;工作时,两个线圈中电流走向相反,每个矩形线圈的长度小于1/2个行车周期距离。
优选的是,所述接收端磁芯10包括M条条形磁芯,M条条形磁芯沿接收线圈9轴线平行供电轨道对称放置,用于引导供电轨道产生的磁力线走向,M为正整数。
优选的是,所述三相供电线缆分别接三相电源的A、B、C相,流过的电流幅值相等,相位相差120°。
上述技术特征可以各种适合的方式组合或由等效的技术特征来替代,只要能够达到本发明的目的。
本发明的有益效果在于,三相供电线缆中通入电流后在空间中激发行波磁场,接收线圈通过电磁感应原理产生电压向负载供电,实现电能的无线传输;通过磁耦合机构中供电轨道磁芯和接收端磁芯对磁力线的约束,使磁力线大部分穿过接收线圈,从而在降低电磁辐射的同时提高了发射、接收线圈间的耦合系数;且相比较于单相供电线缆产生的脉振磁场,三相供电线缆产生的行波磁场很大程度上降低了动态充电过程中输出功率的波动;
与现有的技术相比较,本发明具有以下优点:
1.车辆动态充电过程中输出功率无波动;
2.供电轨道在车辆两侧产生的磁场相互抵消,漏磁泄露小,电磁兼容性好;
3.三相供电线缆共用一套供电轨道磁芯,磁芯利用率高,且不易饱和,降低了成本;
4.供电轨道极窄,节约了供电轨道所需的成本,同时降低了施工难度;
5.与目前其他的动态无线供电磁耦合机构相比,传输距离更远、侧移能力更强。
附图说明
图1为本发明具体实施方式中供电轨道的结构示意图;
图2为本发明具体实施方式中的A相供电线缆1与供电轨道磁芯的结构示意图;
图3为图2的俯视图;
图4为本发明具体实施方式中的B相供电线缆2与供电轨道磁芯的结构示意图;
图5为图4的俯视图;
图6为本发明具体实施方式中的C相供电线缆3与供电轨道磁芯的结构示意图;
图7为图6的俯视图;
图8为本发明具体实施方式中的三相供电线缆与供电轨道磁芯的结构示意图;
图9为图8的俯视图;
图10为本发明具体实施方式中电能接收装置的接收线圈的结构示意图;
图11为本发明具体实施方式中电能接收装置的结构示意图;
图12为本发明具体实施方式中应用于车辆动态无线供电的三相式磁耦合机构的结构示意图;
图13为图12的侧视图;
图14为车辆动态无线供电过程中发射、接收线圈间互感随位移的变化曲线;
图15为A相供电线缆1单独作用时等效磁极分布图;
图16为B相供电线缆2单独作用时等效磁极分布图;
图17为C相供电线缆3单独作用时等效磁极分布图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
需要说明的是,在不冲突的情况下,本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明,但不作为本发明的限定。
结合图1至图17说明本实施方式,本实施方式应用于车辆动态无线供电的三相式磁耦合机构,包括用于发射电能的供电轨道和电能接收装置;
供电轨道为三相供电轨道,安装在车辆行进方向的道路下方;
供电轨道包括三相供电线缆和供电轨道磁芯8,用于约束产生的磁力线走向,其中三相供电线缆缠绕在供电轨道磁芯8上;三相供电线缆通电后产生磁场向电能接收装置传输电能;所述三相供电线缆与供电轨道磁芯8的配合方式为交叉缠绕或顺序缠绕,三相供电线缆除了在空间位置上沿行车方向相差1/3个行车周期距离外,其余完全相同;
电能接收装置安装在车辆底盘上,通过电磁感应原理产生电压向负载供电,实现电能的无线传输。
优选实施例中,供电轨道磁芯8包括n个磁芯单元,n个磁芯单元沿行车方向连接在一起,如图1所示,每个磁芯单元包括底部连接磁芯5、立柱6和极靴7,其中n为正整数,且为3的倍数;
立柱6的底部固定在底部连接磁芯5上,极靴7固定在立柱6的顶部,每个磁芯单元的横截面和纵截面均呈“工”字型。
本实施方式的三相供电线缆均为LIZI线,分别记为A相供电电缆、B相供电电缆、C相供电电缆;三相线缆的规格参数相同,股数及线径视电流幅值和频率而定;三相线缆分别通入幅值相等,相位相差120°的余弦电流;
优选实施例中,行车周期距离为相邻六个磁芯单元紧密连接在一起后,沿行车方向上的长度。
优选实施例中,A相供电线缆1进行交叉缠绕的过程为:沿行车方向,从起点开始,A相供电线缆1从第一个磁芯单元至第三个磁芯单元的立柱6的一侧穿入后,再从之后相邻的三个磁芯单元的另一侧穿入,之后以相邻三个磁芯单元为周期、立柱6的两侧交替穿入供电线缆,一直延伸到第n个磁芯单元的相应侧后,从第n个磁芯单元的立柱6的另一侧开始返程,返程时供电线缆采用与去程对称的方式缠绕,穿过n个磁芯单元后从第一个磁芯单元的立柱6的另一侧穿出,完成A相一匝供电线缆的绕制;
重复上述过程,完成N匝A相供电线缆1的绕制,其中匝数N由无线电能传输的功率决定,N为正整数;
B相供电线缆2进行交叉缠绕的过程为:沿行车方向,从起点开始,B相供电线缆1从第一个磁芯单元至第二个磁芯单元的立柱6的一侧穿入后,再从之后相邻的三个磁芯单元的另一侧穿入,之后以相邻三个磁芯单元为周期、立柱6的两侧交替穿入供电线缆,一直延伸到第n个磁芯单元相应侧后,从第n个磁芯单元的立柱6的另一侧开始返程,返程时供电线缆采用与去程对称的方式缠绕,穿过n个磁芯单元后从第一个磁芯单元的立柱6的另一侧穿出,完成B相一匝供电线缆的绕制;
重复上述过程,完成N匝B相供电线缆2的绕制;
C相供电线缆3进行交叉缠绕的过程为:沿行车方向,从起点开始,C相供电线缆3从第一个磁芯单元的立柱6的一侧穿入后,再从之后相邻的三个磁芯单元的另一侧穿入,之后以相邻三个磁芯单元为周期、立柱6的两侧交替穿入供电线缆,一直延伸到第n个磁芯单元的相应侧后,从第n个磁芯单元的立柱6的另一侧开始返程,返程时供电线缆采用与去程对称的方式缠绕,穿过n个磁芯单元后从第一个磁芯单元的立柱6的另一侧穿出,完成C相一匝供电线缆的绕制;
重复上述过程,完成N匝C相供电线缆3的绕制;
将在起点处的三相供电线缆的接线端连接在一起,实现星型连接。
以A相供电线缆1为例,如图2和图3所示,A相供电线缆1紧贴第一个磁芯单元的立柱6右侧(或左侧)穿入,沿行车方向水平布线,延伸至第四个磁芯单元时从该磁芯单元的立柱6左侧(右侧)穿出,之后再延伸至第七个磁芯单元的立柱6右侧(左侧)穿入,在从第十个磁芯单元的立柱6左侧(右侧)穿出…A相供电线缆1从相邻三个磁芯单元的立柱6一侧穿入后,从之后相邻的三个磁芯单元的另一侧穿出,一直延伸到第n个磁芯单元的相应侧后,从该单元立柱6的另一侧开始返程,返程时A相供电线缆1采用相同的方式继续紧贴立柱6延伸,绕过n个磁芯单元后从第一个磁芯单元的立柱6左侧(或右侧)穿出,完成一匝供电线缆1的绕制,重复上述过程,即可完成N匝供电线缆1的绕制,其中匝数N由无线电能传输的功率决定,其中N为正整数;
B相线缆2和C相线缆3与供电轨道磁芯8的配合方式与A相线缆1相比,除了在空间上沿行车方向相差外,其余完全相同,其中,l表示为一个行车周期距离,即三相供电线缆在空间上沿行车方向相差1/3个行车周期距离,如图4至7所示。
采用上述缠绕方式之后,三相供电线缆与供电轨道磁芯结构示意图如图8和图9所示。
优选实施例中,A相供电线缆1进行顺序缠绕的过程为:
沿行车方向,从起点开始,A相供电线缆按顺时针或逆时针缠绕第一个至第三个磁芯单元的立柱6共N匝后,再反方向缠绕之后相邻的三个磁芯单元的立柱6共N匝,之后以相邻三个磁芯单元为周期、交替方向缠绕供电线缆,直至缠绕到第n个磁芯单元,完成N匝A相供电线缆1的绕制;
B相供电线缆2进行顺序缠绕的过程为:
沿行车方向,从起点开始,B相供电线缆按顺时针或逆时针缠绕第一个至第二个磁芯单元的立柱6共N匝后,再反方向缠绕之后相邻的三个磁芯单元的立柱6共N匝,之后以相邻三个磁芯单元为周期、方向交替缠绕供电线缆,直至缠绕到第n个磁芯单元,完成N匝B相供电线缆2的绕制;
C相供电线缆3进行顺序缠绕的过程为:
沿行车方向,从起点开始,C相供电线缆按顺时针或逆时针缠绕第一个磁芯单元的立柱6共N匝后,再反方向缠绕之后相邻的三个磁芯单元的立柱6共N匝,之后以相邻三个磁芯单元为周期、方向交替缠绕供电线缆,直至缠绕到第n个磁芯单元,完成N匝C相供电线缆3的绕制;
将在第n个磁芯单元尾部的三相供电线缆的接线端连接在一起,实现星型连接。
以A相供电线缆1为例,从起点开始,沿行车方向将供电轨道磁芯8中各磁芯单元分别编号为1号、2号、3号…n号磁芯单元,供电线缆1按顺时针(逆时针)水平缠绕第1、2、3号磁芯单元的立柱6共N匝后,再逆时针(顺时针)缠绕第4、5、6号磁芯单元的立柱6共N匝,再顺时针缠绕第7、8、9号磁芯单元的立柱6共N匝…直至缠绕到第n号磁芯单元为止;B相线缆2和C相线缆3与供电轨道磁芯8的配合方式与A相线缆1相比,除了在空间上沿行车方向相差外,其余完全相同;在第n号磁芯单元尾部,将完成缠绕的三相供电线缆连接在一起,即星形连接;值得注意的是,由于三相供电线缆在空间上相差会导致某一相或某两相供电线缆在缠绕过程中,最后缠绕的一组磁芯单元不足3个,此时只缠绕剩余的磁芯单元即可;
对于上述两种缠绕方式,三相供电线缆均紧密绕制在轨道磁芯8中立柱6的不同位置处,且三相供电线缆之间彼此不相互交叉;
如图10和图11所示,本实施方式中电能接收装置包括接收线圈9和接收端磁芯10;接收端磁芯10铺设在接收线圈9的上方,接收线圈9通过电磁感应原理产生电压向负载供电,实现电能的无线传输。
本实施方式的接收线圈9由同一平面上相邻的两个矩形线圈串联组成,两个矩形线圈的绕向相反(顺时针或逆时针),每个矩形线圈包含多匝,且每个矩形线圈的长度小于其中线圈宽度和匝数均由无线电能传输的功率决定;正常工作时,两个线圈中电流走向相反(顺时针或逆时针);
本实施方式中的接收线圈9中线缆均为LIZI线;
本实施方式中接收端磁芯10铺设在接收线圈9上方,接收端磁芯10包括M条条形磁芯,M条条形磁芯沿接收线圈9轴线平行供电轨道对称放置,用于引导供电轨道产生的磁力线走向,M为正整数。
如图12和图13所示,电能接收装置位于供电轨道的正上方,随车辆一起移动;
本发明提出的应用于车辆动态无线供电的三相式磁耦合机构的工作原理如下:
三相供电线缆通入幅值相同,相位相差120°的余弦电流,沿行车方向分别形成如图15至图17所示的极距为dp的等效磁极;l表示为一个行车周期距离,且满足:l=2·dp;三相供电线缆在空间上相差绕制,故通电后形成的等效磁极空间上也相差使得三相供电线缆和接收线圈间的互感随车辆行驶满足图14所示曲线,即:
式中MA-Pu、MB-Pu、MC-Pu分别表示三相供电线缆和接收线圈间的互感,x表示车辆沿行进方向行驶的距离,l表示行车周期距离;
根据电磁感应原理,接收线圈中产生的感应电压为:
其中ω表示电流的角频率,I表示电流的幅值;
由于行波磁场的速度远大于行车速度,可以认为感应电压为幅值恒定的余弦电压,故车辆动态充电过程中输出功率恒定。虽然在本文中参照了特定的实施方式来描述本发明,但是应该理解的是,这些实施例仅仅是本发明的原理和应用的示例。因此应该理解的是,可以对示例性的实施例进行许多修改,并且可以设计出其他的布置,只要不偏离所附权利要求所限定的本发明的精神和范围。应该理解的是,可以通过不同于原始权利要求所描述的方式来结合不同的从属权利要求和本文中所述的特征。还可以理解的是,结合单独实施例所描述的特征可以使用在其他所述实施例中。
Claims (10)
1.一种应用于车辆动态无线供电的三相式磁耦合机构,其特征在于,所述三相式磁耦合机构包括用于发射电能的供电轨道和电能接收装置;
所述供电轨道安装在车辆行进方向的道路下方;所述供电轨道包括三相供电线缆和供电轨道磁芯,用于约束产生的磁力线走向,其中三相供电线缆缠绕在供电轨道磁芯上,三相供电线缆通电后产生磁场向电能接收装置传输电能;所述三相供电线缆与供电轨道磁芯的配合方式为交叉缠绕或顺序缠绕,三相供电线缆除了在空间位置上沿行车方向相差1/3个行车周期距离外,其余完全相同;
所述电能接收装置安装在车辆底盘上,通过电磁感应原理产生电压向负载供电,实现电能的无线传输。
2.根据权利要求1所述的应用于车辆动态无线供电的三相式磁耦合机构,其特征在于,所述供电轨道磁芯包括n个磁芯单元,n个磁芯单元沿行车方向连接在一起,每个磁芯单元包括底部连接磁芯、立柱和极靴,其中n为正整数,且为3的倍数;
立柱的底部固定在底部连接磁芯上,极靴固定在立柱的顶部,每个磁芯单元的横截面和纵截面均呈“工”字型。
3.根据权利要求2所述的应用于车辆动态无线供电的三相式磁耦合机构,其特征在于,所述行车周期距离为相邻六个磁芯单元紧密连接在一起后,沿行车方向上的长度。
4.根据权利要求3所述的应用于车辆动态无线供电的三相式磁耦合机构,其特征在于,
A相供电线缆进行交叉缠绕的过程为:沿行车方向,从起点开始,A相供电线缆从第一个磁芯单元至第三个磁芯单元的立柱的一侧穿入后,再从之后相邻的三个磁芯单元的另一侧穿入,之后以相邻三个磁芯单元为周期、立柱的两侧交替穿入供电线缆,一直延伸到第n个磁芯单元的相应侧后,从第n个磁芯单元的立柱的另一侧开始返程,返程时供电线缆采用与去程对称的方式缠绕,穿过n个磁芯单元后从第一个磁芯单元的立柱的另一侧穿出,完成A相一匝供电线缆的绕制;
重复上述过程,完成N匝A相供电线缆的绕制,其中匝数N由无线电能传输的功率决定,N为正整数;
B相供电线缆进行交叉缠绕的过程为:沿行车方向,从起点开始,B相供电线缆从第一个磁芯单元至第二个磁芯单元的立柱的一侧穿入后,再从之后相邻的三个磁芯单元的另一侧穿入,之后以相邻三个磁芯单元为周期、立柱的两侧交替穿入供电线缆,一直延伸到第n个磁芯单元相应侧后,从第n个磁芯单元的立柱的另一侧开始返程,返程时供电线缆采用与去程对称的方式缠绕,穿过n个磁芯单元后从第一个磁芯单元的立柱的另一侧穿出,完成B相一匝供电线缆的绕制;
重复上述过程,完成N匝B相供电线缆的绕制;
C相供电线缆进行交叉缠绕的过程为:沿行车方向,从起点开始,C相供电线缆从第一个磁芯单元的立柱的一侧穿入后,再从之后相邻的三个磁芯单元的另一侧穿入,之后以相邻三个磁芯单元为周期、立柱的两侧交替穿入供电线缆,一直延伸到第n个磁芯单元的相应侧后,从第n个磁芯单元的立柱的另一侧开始返程,返程时供电线缆采用与去程对称的方式缠绕,穿过n个磁芯单元后从第一个磁芯单元的立柱的另一侧穿出,完成C相一匝供电线缆的绕制;
重复上述过程,完成N匝C相供电线缆的绕制;
将在起点处的三相供电线缆的接线端连接在一起,实现星型连接。
5.根据权利要求3所述的应用于车辆动态无线供电的三相式磁耦合机构,其特征在于,
A相供电线缆进行顺序缠绕的过程为:
沿行车方向,从起点开始,A相供电线缆按顺时针或逆时针缠绕第一个至第三个磁芯单元的立柱共N匝后,再反方向缠绕之后相邻的三个磁芯单元的立柱共N匝,之后以相邻三个磁芯单元为周期、交替方向缠绕供电线缆,直至缠绕到第n个磁芯单元,完成N匝A相供电线缆的绕制;
B相供电线缆进行顺序缠绕的过程为:
沿行车方向,从起点开始,B相供电线缆按顺时针或逆时针缠绕第一个至第二个磁芯单元的立柱共N匝后,再反方向缠绕之后相邻的三个磁芯单元的立柱共N匝,之后以相邻三个磁芯单元为周期、方向交替缠绕供电线缆,直至缠绕到第n个磁芯单元,完成N匝B相供电线缆的绕制;
C相供电线缆进行顺序缠绕的过程为:
沿行车方向,从起点开始,C相供电线缆按顺时针或逆时针缠绕第一个磁芯单元的立柱共N匝后,再反方向缠绕之后相邻的三个磁芯单元的立柱共N匝,之后以相邻三个磁芯单元为周期、方向交替缠绕供电线缆,直至缠绕到第n个磁芯单元,完成N匝C相供电线缆的绕制;
将在第n个磁芯单元尾部的三相供电线缆的接线端连接在一起,实现星型连接。
6.根据权利要求4或5所述的应用于车辆动态无线供电的三相式磁耦合机构,其特征在于,三相供电线缆均绕制在立柱的不同高度处,且三相供电线缆之间彼此不相互交叉。
7.根据权利要求6所述的应用于车辆动态无线供电的三相式磁耦合机构,其特征在于,所述电能接收装置包括接收线圈和接收端磁芯;接收端磁芯铺设在接收线圈的上方,接收线圈通过电磁感应原理产生电压向负载供电,实现电能的无线传输。
8.根据权利要求7所述的应用于车辆动态无线供电的三相式磁耦合机构,其特征在于,所述接收线圈由同一平面上相邻的两个矩形线圈串联组成,矩形线圈中线缆为LIZI线;工作时,两个线圈中电流走向相反,每个矩形线圈的长度小于1/2个行车周期距离。
9.根据权利要求8所述的应用于车辆动态无线供电的三相式磁耦合机构,其特征在于,所述接收端磁芯包括M条条形磁芯,M条条形磁芯沿接收线圈轴线平行供电轨道对称放置,用于引导供电轨道产生的磁力线走向,M为正整数。
10.根据权利要求1所述的应用于车辆动态无线供电的三相式磁耦合机构,其特征在于,所述三相供电线缆分别接三相电源的A、B、C相,流过的电流幅值相等,相位相差120°。
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