一种基于三维可旋转全向无线电能传输发射器的系统
专利类型：发明专利
语 言：中文
申 请 号：CN201910286241.X
申 请 日：20190410
申 请 人：重庆大学
申请人地址：400044 重庆市沙坪坝区沙坪坝正街174号
公 开 日：20190628
公 开 号：CN109950984A
代 理 人：赵荣之
代理机构：北京同恒源知识产权代理有限公司
摘 要：本发明涉及一种基于三维可旋转全向无线电能传输发射器的系统,属于无线电能传输技术领域。该系统包括全桥逆变电路、三维可旋转的发射器、接收器、整流电路和谐振匹配电路等；通过简单的几何旋转可以实现真正的三维全向功率传输。接着考虑到发射器围绕x轴,y轴和z轴旋转,获得了在三维旋转期间系统的最大耦合对应的旋转角度。在保持传输距离不变的情况下,通过几何旋转可以使负载的功率连续可调,根据推导的最大互感对应的旋转角度,亦可以针对性地获取系统的最大耦合。由于DC-AC逆变器的作用,系统的工作频率可在10kHz-400kHz连续可调。该系统可有效利用在家居或办公空间内,对三维空间任意位置的用电设备实现无线电能传输。
主 权 项：1.一种基于三维可旋转全向无线电能传输发射器的系统,其特征在于：该系统包括全桥逆变电路、三维可旋转发射器、接收器、整流电路和谐振匹配电路；所述三维可旋转发射器由亚克力底座、两个亚克力支架、三个旋转角度测量仪器RAMI、三维线圈、尼龙螺栓和尼龙螺母组成；所述三维线圈按照一体式缠绕的方法将利兹线缠绕在3D打印出的支架上而构成的,所述RAMI是由两个量角器和一个亚克力盘制成；基于全桥逆变电路拓扑以及DSP控制技术搭建高频DC-AC模块,以及基于全桥整流电路搭建AC-DC模块,接着搭建匹谐电路,最后添加电子负载实现整个系统的搭建；基于比奥-萨伐尔定律和旋转矩阵推导出三维可旋转发射器和接收器之间的互感随旋转角度的变化公式；三维可旋转发射器的线圈由三个正交的环组成,分别称为线圈Z、线圈Y和线圈X；在旋转期间,三维可旋转发射器固定在点O(0,0,0)；对于任意位置的接收器,首先旋转三维可旋转发射器,使线圈Z面向接收器,使线圈Z的电流方向和接收器相同,并使线圈Y和线圈X的位置与初始旋转状态相同；在初始状态时,正交回路中流动的电流与相应轴满足右手定则；求解在三维旋转期间系统的最大耦合对应的旋转角度；由于系统关于z轴对称,当系统围绕z轴旋转时,互感不会改变；只考虑三维可旋转发射器围绕x轴和y轴旋转。
关 键 词：
法律状态：
IPC专利分类号：H02J50/40;H01F27/28;H01F38/14;H04B5/00;H04B5/02