申请/专利权人：中车青岛四方机车车辆股份有限公司

申请日：2018-10-08

公开（公告）日：2021-02-09

公开（公告）号：CN109193960B

主分类号：H02J50/10(20160101)

分类号：H02J50/10(20160101);H01F38/14(20060101);H01F27/28(20060101);H01F27/30(20060101)

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2021.02.09#授权;2019.02.12#实质审查的生效;2019.01.11#公开

摘要：本发明涉及非接触供电技术领域，提供一种非接触供电系统发射端单元及非接触供电系统发射端。非接触供电系统发射端单元包括变流器和分线补偿器，每个变流器连接多根第一输出线缆，分线补偿器包括接入端，接入端连接至少两个变流器的第一输出线缆，且经过分线补偿器分成两根第二输出线缆；每个分线补偿器的两根第二输出线缆连接一个发射线圈的两端。进而同一供电单元不同变流器输出的电流就通过不同的发射线圈回路实现了耦合，多个发射线圈并联增强了发射与拾取端互感、同时使得不同发射线圈回路间互感降低，可减小发射线圈回路电流不平衡问题，并在此基础上提高系统发射效率。此外，非接触供电系统发射端包括以上非接触供电系统发射端单元。

主权项：1.一种非接触供电系统发射端，包括多组非接触供电系统发射端单元，其特征在于，所述非接触供电系统发射端单元包括变流器和分线补偿器，所述分线补偿器包括接入端，所述接入端连接至少两个所述变流器的第一输出线缆，且经过所述分线补偿器分成两根第二输出线缆；每个所述分线补偿器的两根所述第二输出线缆连接一个发射线圈的两端；所有所述发射线圈采用回路层叠方式设置；所述变流器、所述分线补偿器和所述发射线圈的数量均为n个，n≥2；每个所述变流器连接两根所述第一输出线缆，所述分线补偿器设置在相邻两个所述变流器之间，每个所述分线补偿器接入两根所述第一输出线缆，分别为与之相邻的两个所述变流器的其中一根所述第一输出线缆，相邻所述非接触供电系统发射端单元的所述发射线圈的磁通方向相反。

全文数据：非接触供电系统发射端单元及非接触供电系统发射端技术领域本发明涉及非接触供电技术领域，尤其涉及一种非接触供电系统发射端单元及非接触供电系统发射端。背景技术非接触供电系统发射端主要包括变流器输出至发射线圈，通过发射线圈与拾取线圈的电磁感应磁场耦合原理实现电能的无线传输。由变流器输出至发射线圈这一环节是系统非常重要组成部分。现有技术中非接触供电系统发射端存在的问题包括：由于不同变流器结构参数可能会存在细微差别、以及不同发射线圈间互感，导致不同发射线圈中的电流不平衡；非接触供电系统发射端对外的电磁辐射较大，进而导致该种非接触供电系统发射端对环境造成较大不利影响；变流器到发射电缆间馈电电缆及发射电缆较长，损耗较高，导致整个非接触供电系统发射端的效率降低；非接触供电系统发射端安装固定方式易造成发射电缆下垂及偏移，影响到电能传输效率。发明内容本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。本发明的其中一个目的是：提供一种非接触供电系统发射端单元，解决现有技术中存在的不同变流器输出线缆中的电流可能会存在细微差别，进而导致不同发射线圈中的电流不平衡的技术问题。为了实现该目的，本发明提供了一种非接触供电系统发射端单元，包括变流器和分线补偿器，每个所述变流器连接多根第一输出线缆，所述分线补偿器包括接入端，所述接入端连接至少两个所述变流器的第一输出线缆，且经过所述分线补偿器分成两根第二输出线缆；每个所述分线补偿器的两根所述第二输出线缆连接一个发射线圈的两端。本发明的技术方案具有以下优点：本发明的非接触供电系统发射端单元，包括有若干个变流器，每个变流器有多根第一输出线缆，并且至少两个变流器通过第一输出线缆接入同一分线补偿器的接入端，并通过分线补偿器分线得到两根第二输出线缆，进而同一供电单元不同变流器输出的电流就通过不同的发射线圈回路实现了耦合，多个发射线圈并联增强了发射与拾取端互感、同时使得不同发射线圈回路间互感降低，可减小发射线圈回路电流不平衡问题，并在此基础上提高系统发射效率。根据本发明的一个实施例，所述变流器和所述分线补偿器的数量均为n个，n≥2；每个所述变流器连接两根所述第一输出线缆，所述分线补偿器设置在相邻两个所述变流器之间，每个所述分线补偿器接入两根所述第一输出线缆，分别为与之相邻的两个所述变流器的其中一根所述第一输出线缆。根据本发明的一个实施例，所有所述发射线圈的形状相同且大小相等。根据本发明的一个实施例，所述发射线圈包括互相平行的第一区段和第二区段。根据本发明的一个实施例，所述发射线圈呈矩形。根据本发明的一个实施例，所述非接触供电系统发射端单元还包括线圈支架，所述线圈支架包括支架本体，所述支架本体包括用于固定所述第一区段的上支架，以及用于固定所述第二区段的下支架，所述上支架和下支架上分别形成有安装槽单元；所述安装槽单元包括多个用于固定待安装线缆的安装槽。根据本发明的一个实施例，所有所述安装槽平行设置且内表面呈圆弧面状；相邻所述安装槽的中心距小于所述待安装线缆的直径，位于两侧的所述安装槽满足：待安装线缆超过一半部分嵌入所述安装槽内，且所述安装槽的开口宽度小于所述待安装线缆的直径。根据本发明的一个实施例，所述线圈支架上设置有保护盖，所述保护盖覆盖所述安装槽。本发明的另一个目的是：提供一种非接触供电系统发射端，包括任意组上述非接触供电系统发射端单元。根据本发明的一个实施例，所述非接触供电系统发射端单元为多组，相邻所述非接触供电系统发射端单元的所述发射线圈的磁通方向相反。附图说明为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是实施例的多个非接触供电系统发射端单元的结构示意图；图2是实施例的发射线圈的安装示意图；图3是图2中A-A处的剖视示意图；图4是其中一种情况下实施例的线圈支架的工作状态示意图；图5是其中一种情况下实施例的线圈支架的工作状态示意图；图6是图4中局部放大示意图；图7是另一种情况下实施例的线圈支架的工作状态示意图；图8是发射线圈在线圈支架中的安装示意图；图9是另一种情况下实施例的线圈支架的工作状态示意图；图中：1、发射线圈；2、变流器；3、分线补偿器；301、补偿电容；302、分线盒；4、第一输出线缆；5、第二输出线缆；6、安装底座；7、保护盖；8、连接件；9、支架本体；10、支撑杆；11、卡槽；12、圆心。具体实施方式为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系在没有特别说明的情况下，为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。本实施例提供非接触供电系统发射端单元，包括变流器2和分线补偿器3，每个变流器2连接多根第一输出线缆4，分线补偿器3包括接入端，接入端连接至少两个变流器2的第一输出线缆4，且经过分线补偿器3分成两根第二输出线缆5；每个分线补偿器3的两根第二输出线缆5连接一个发射线圈1的两端。本实施例的非接触供电系统发射端单元，包括有若干个变流器2，每个变流器2有多根第一输出线缆4，并且至少两个变流器2通过第一输出线缆4接入同一分线补偿器3的接入端，并通过分线补偿器3分线得到两根第二输出线缆5，进而同一供电单元不同变流器2输出的电流就通过不同的发射线圈1回路实现了耦合，多个发射线圈1并联增强了发射与拾取端互感、同时使得不同发射线圈1回路间互感降低，可减小发射线圈1回路电流不平衡问题，并在此基础上提高系统发射效率。其中，通过图1发现，分线补偿器3包括有分线盒302以及设置在分线盒302当中的补偿电容301。根据本发明的其中一个实施例，请参见图1，变流器2和分线补偿器3的数量均为n个，n≥2；每个变流器2连接两根第一输出线缆4，分线补偿器3设置在相邻两个变流器2之间，每个所述分线补偿器3接入两根所述第一输出线缆4，分别为与之相邻的两个所述变流器2的其中一根所述第一输出线缆4。该种情况下，相邻变流器2输出的电流互相耦合，可以解决每两个相邻变流器2连接的发射线圈1中回路电流不平衡的问题。当然，变流器2连接第一输出线缆4的数量不受图1中给出情况的限制。例如，当各个变流器2均连接三根第一输出线缆4的时候，则每个分线补偿器3的接入端连接三根第一输出线缆4，进而使得接入同一分线补偿器3的三个变流器2的输出电流互相耦合。再例如，当各个变流器2均连接四根第一输出线缆4的时候，则每个分线补偿器3的接入端连接四根第一输出线缆4，进而使得接入同一分线补偿器3的四个变流器2的输出电流互相耦合……值得一提的是，分线补偿器3的设置位置，只要满足第一输出线缆4的接入即可，并非一定要在相邻两个变流器2之间。并且，分线补偿器3可以接入任何变流器2的第一输出线缆4，并非一定要接入与其相邻的变流器2的第一输出线缆4。根据本发明的其中一个实施例，所有发射线圈1的形状相同且大小相等。该种情况下，可减小发射线圈1之间的互感，改善不同变流器负载不平衡程度。图2中，发射线圈1均采用矩形，且采用回路层叠方式。各线缆布置在一个竖直平面内，请参见图3，进而可以减小非接触供电系统发射端单元所占空间。当然，发射线圈1的形状和布置方式不受以上举例限制，任何形状的发射线圈1以及任意布置形式都应当包括在本发明的保护范围当中。其中，非接触供电系统发射端单元还包括线圈支架。具体的，发射线圈1通过线圈支架进行固定。根据本发明的其中一个实施例，线圈支架包括支架本体9，支架本体9上形成有任意安装槽单元；安装槽单元包括多个用于固定待安装线缆的安装槽，所述安装槽平行设置且内表面呈圆弧面状；相邻安装槽的中心距小于所述待安装线缆的直径，位于两侧的所述安装槽满足：待安装线缆超过一半部分嵌入所述安装槽内，且所述安装槽的开口宽度小于待安装线缆的直径。由于安装槽单元两侧的安装槽可以将待安装线缆超过一半部分嵌入其中，请参见图8，从安装槽的横截面上看，待安装线缆的圆心12位于安装槽两端连线的内侧，且安装槽的开口宽度小于待安装线缆的直径，进而保证了待安装线缆可靠的固定在两侧的安装槽中。在此基础上，相邻所述安装槽中待安装线缆的中心距小于待安装线缆的直径，进而相邻安装槽中的待安装线缆互相挤压，以使得所有待安装线缆安装可靠。尤其当安装槽为三个以上时，则两侧的安装槽中的待安装线缆挤压中间的待安装线缆，进而保证中间待安装线缆的安装可靠。通过该种线圈支架可以防止电缆下垂及偏移，保证电能传输效率。其中，结合图8，两侧的安装槽分别指代的是上侧的安装槽和下侧的安装槽。请再次参见图8：安装在中间的待安装线缆与安装在两侧的待安装线缆之间为过盈配合。待安装线缆安装过程中，首先安装上下两侧的待安装线缆，将其卡紧在安装槽中，然后安装中间位置的待安装线缆，通过与上下两侧待安装线缆的过盈配合挤紧在中间的安装槽中。根据本发明的一个实施例，两侧的安装槽朝的开口方向朝对侧倾斜，也即图8中上侧的安装槽开口朝向下侧方向倾斜，下侧的安装槽开口方向朝向上侧方向倾斜。进而两侧的安装槽会给其中的待安装线缆施加一个朝内侧的力，也即上侧的安装槽会给其中的待安装线缆一个向下的力，而下侧安装槽会给其中的待安装线缆一个向上的力，进而可以使得待安装线缆可靠安装在该安装槽中。根据本发明的一个实施例，参见附图4至附图7，支架本体9包括上支架和下支架，上支架和下支架上分别形成有安装槽单元，待安装线缆为发射线圈1的第一区段和第二区段，上支架上的安装槽单元用于固定第一区段，下支架上的安装槽单元用于固定第二区段，第一区段和第二区段平行。其中，线圈支架的支架本体9上还设置有保护盖7，且保护盖7覆盖安装槽。进而安装好发射线圈1的第一区段和第二区段之后，盖上保护盖7，以防止第一区段和第二区段暴露在外界环境中。通过以上线圈支架，可以实现布线紧凑、空间利用率高，易于工程化实施。根据本发明的一个实施例，线圈支架除了包括以上支架本体9之外，还包括支撑杆10和底座。支架本体9通过支撑杆10固定在安装底座6上，进而可以应用于不同场景。其中，支架本体9和支撑杆10之间通过连接件8进行连接。其中一种情况，请参见图4至图6，支架本体9通过螺纹连接的方式固定在安装底座6上。该种情况下，可以通过长圆孔调节支架本体9和安装底座6的相对位置。可以在多个方向同时设置长圆孔，也可以在某一方向上设置长圆孔。并且，长圆孔的延伸方向不受限制。例如，长圆孔可以为水平方向上的第一长圆孔，也可以是竖直方向的第二长圆孔，还可以是其它任意方向上的长圆孔。此外，长圆孔既可以设置在支架本体9上，也可以设置在连接件8上，或者还可以设置在支撑杆10上。并且可以在连接件8和支撑杆10上设置有互相配合的长圆孔，和或，连接件8和支架本体9上设置有互相配合的长圆孔。进而通过调节相关固定件例如螺栓在长圆孔中的固定位置，调整支架本体9和安装底座6的相对位置。另一种情况，请参见图7和图9，支架本体9通过卡接的方式固定在安装底座6上。该种情况可以便于支架本体9的拆装。安装时，只需要将支架本体9沿着卡槽11的长度方向装入，同理拆卸时将支架本体9沿着卡槽11的长度方向卸下即可。以上支架本体9并非一定要同时设置上支架和下支架，支架本体9的结构主要是要和发射线圈1的形状相适配，且此处的相适配以能够可靠安装发射线圈1为基准。根据本发明的其中一个实施方式，支架本体9的材质采用复合材料，可避免产生涡流，降低发射线圈1损耗。根据本发明的一个实施例，还提供非接触供电系统发射端，包括多组上述非接触供电系统发射端单元。非接触供电系统发射端的其中两组非接触供电系统发射端单元之间的关系可以参见图1。根据本发明的一个实施例，相邻所述非接触供电系统发射端单元的发射线圈1的磁通方向相反，进而能够降低非接触供电系统发射端的对外电磁辐射发射水平。非接触供电系统发射端包括图1中左、右两个非接触供电系统发射端单元，每个非接触供电系统发射端单元包括若干台变流器2和分线补偿器3等。变流器2输入工频三相交流电，输出高频单相交流电，然后通过分线补偿器3的分线、电容补偿作用，最终输出到发射线圈1上。工作时每两个相邻单元的所有变流器2同步运行。由于左右两个发射单元外部磁通回路方向相反，进而能够降低非接触供电系统发射端的对外电磁辐射发射水平。本发明仅通过设计线缆布线接线方式，即可降低非接触供电系统发射端电磁辐射发射水平、减小发射端传输损耗、改善发射端无功功率。从而提高整个系统的效率，这对非接触供电技术应用具有重要的实际意义和应用价值。以上实施方式仅用于说明本发明，而非对本发明的限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行各种组合、修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

权利要求：1.一种非接触供电系统发射端单元，包括变流器和分线补偿器，其特征在于，每个所述变流器连接多根第一输出线缆，所述分线补偿器包括接入端，所述接入端连接至少两个所述变流器的第一输出线缆，且经过所述分线补偿器分成两根第二输出线缆；每个所述分线补偿器的两根所述第二输出线缆连接一个发射线圈的两端。2.根据权利要求1所述的非接触供电系统发射端单元，其特征在于，所述变流器和所述分线补偿器的数量均为n个，n≥2；每个所述变流器连接两根所述第一输出线缆，所述分线补偿器设置在相邻两个所述变流器之间，每个所述分线补偿器接入两根所述第一输出线缆，分别为与之相邻的两个所述变流器的其中一根所述第一输出线缆。3.根据权利要求1所述的非接触供电系统发射端单元，其特征在于，所有所述发射线圈的形状相同且大小相等。4.根据权利要求1所述的非接触供电系统发射端单元，其特征在于，所述发射线圈包括互相平行的第一区段和第二区段。5.根据权利要求4所述的非接触供电系统发射端单元，其特征在于，所述发射线圈呈矩形。6.根据权利要求4所述的非接触供电系统发射端单元，其特征在于，所述非接触供电系统发射端单元还包括线圈支架，所述线圈支架包括支架本体，所述支架本体包括用于固定所述第一区段的上支架，以及用于固定所述第二区段的下支架，所述上支架和下支架上分别形成有安装槽单元；所述安装槽单元包括多个用于固定待安装线缆的安装槽。7.根据权利要求6所述的非接触供电系统发射端单元，其特征在于，所有所述安装槽平行设置且内表面呈圆弧面状；相邻所述安装槽的中心距小于所述待安装线缆的直径，位于两侧的所述安装槽满足：待安装线缆超过一半部分嵌入所述安装槽内，且所述安装槽的开口宽度小于所述待安装线缆的直径。8.根据权利要求6所述的非接触供电系统发射端单元，其特征在于，所述线圈支架上设置有保护盖，所述保护盖覆盖所述安装槽。9.一种非接触供电系统发射端，其特征在于，包括任意组权利要求1至8中任意一项所述的非接触供电系统发射端单元。10.根据权利要求9所述的非接触供电系统发射端，其特征在于，相邻所述非接触供电系统发射端单元的所述发射线圈的磁通方向相反。

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