一种罐笼电气设备无线充电系统技术方案

一种罐笼电气设备无线充电系统，属于无线充电系统。无线充电系统的直流电源连接在高频逆变器的输入端，高频逆变器的输出端通过原边补偿装置与能量发射线圈连接；能量接收线圈通过副边补偿装置与充电器连接，充电器与电池和电气设备连接；高频逆变器和原边补偿装置固定安装在井口处，能量发射线圈安装在井口外壁，能量接收线圈安装在罐笼的外侧，副边补偿装置、充电器、电池及电气设备安装在罐笼内部；当罐笼停靠在井口时，能量发射线圈和能量接收线圈处于基本正对位置，保证两线圈之间的高度耦合。优点：①可以在罐笼提升到井口时对电池进行充电，无需更换电池：②充电可靠性更高，不需要拖出额外的电缆线来给电池充电，降低了风险。

A Wireless Charging System for Cage Electrical Equipment

【技术实现步骤摘要】
一种罐笼电气设备无线充电系统
本技术涉及一种无线充电系统，具体地说，是一种罐笼电气设备无线充电系统。
技术介绍
铜是关乎国计民生的国家战略资源，铜矿的安全开采是工业发展的根本基础之一，关系到生命安全和经济可持续发展。罐笼是铜矿提升机系统的重要组成设备之一，在副井提升系统中，用作提升人员、矿石、设备、材料等。罐笼状态监测设备对罐笼的安全运行有着至关重要的作用，罐笼状态监测设备安装在罐笼中。目前罐笼监测设备采用的电池供电方法存在充电频繁，费时费力，不够智能等不足，在罐笼中的监测设备在更换电池时需要停罐并且拆除困难。因此，需要对罐笼监测设备供电方式进行安全改良。
技术实现思路
本技术的目的是要提供一种罐笼电气设备无线充电系统，解决在罐笼中的监测设备连续工作的电源供给，避免在更换电池时需要停罐并且拆除困难的问题。为达到上述目的，本技术采用如下方案：包括：直流电源、高频逆变器、原边补偿装置、能量发射线圈、能量接收线圈、副边补偿装置、充电器、电池和电气设备；直流电源连接在高频逆变器的输入端，高频逆变器的输出端通过原边补偿装置与能量发射线圈连接；能量接收线圈通过副边补偿装置与充电器连接，充电器与电池和电气设备连接；高频逆变器和原边补偿装置固定安装在井口处，能量发射线圈安装在井口外壁，能量接收线圈安装在罐笼的外侧，副边补偿装置、充电器、电池及电气设备安装在罐笼内部；当罐笼停靠在井口时，能量发射线圈和能量接收线圈处于基本正对位置，保证两线圈之间的高度耦合。所述的高频逆变器采用全桥电压型逆变器，开关频率为80kHz；原边补偿装置采用LCL拓扑；副边补偿装置采用S拓扑，实现输出电压与负载无关的恒压特性。所述的能量发射线圈和能量接收线圈都采用DD型结构，以保证较好的抗横向偏移性能，实现在罐笼停靠的范围内都能拾取到足够的能量。有益效果，由于采用了上述方案，无线充电系统通过电磁感应耦合，实现电能的近距离无线传输，与传统的接触式充电方式相比，本技术不再产生在充电时带来的器件磨损、接触不良以及接触火花，解决了在罐笼中的监测设备在更换电池时需要停罐并且拆除困难的问题。具有安全、灵活、方便等优点，得到了矿山企业的广泛关注，具有广阔的应用前景。通过优化设计电池容量，充电方式等，保证电池持续有电，实现电池长期的无人化管理充电。能量发射线圈与能量接收线圈电气隔离，具有充电灵活、控制简单、安全性高，方便维修优点。优点：①可以在罐笼提升到井口时对电池进行充电，无需更换电池：②充电可靠性更高，不需要拖出额外的电缆线来给电池充电，降低了风险。附图说明图1为本技术的罐笼电气设备无线充电系统图。图2为本技术的电路原理图。图中，1、罐笼井架；2、罐笼；3、直流电源；4、高频逆变器；5、原边补偿装置；6、能量发射线圈；7、能量接收线圈；8、副边补偿装置；9、充电器；10、电池；11、电气设备；12、井口地面。具体实施方案如图1所示的一种罐笼电气设备无线充电系统及其充电模式，包括：直流电源3、高频逆变器4、原边补偿装置5、能量发射线圈6、能量接收线圈7、副边补偿装置8、充电器9、电池10和电气设备11；直流电源3连接在高频逆变器4的输入端，高频逆变器4的输出端通过原边补偿装置5与能量发射线圈6连接；能量接收线圈7通过副边补偿装置8与充电器9连接，充电器9与电池和电气设备连接；高频逆变器4和原边补偿装置5固定安装在井口处，能量发射线圈6安装在井口外壁，能量接收线圈7安装在罐笼的外侧，副边补偿装置8、充电器9、电池10及电气设备11安装在罐笼内部；当罐笼2停靠在井口时，能量发射线圈6和能量接收线圈7处于基本正对位置，保证两线圈之间的高度耦合。所述的高频逆变器4采用全桥电压型逆变器，开关频率为80kHz；原边补偿装置5采用LCL拓扑；副边补偿装置8采用S拓扑，实现输出电压与负载无关的恒压特性。所述的能量发射线圈6和能量接收线圈7都采用DD型结构，以保证较好的抗横向偏移性能，实现在罐笼停靠的范围内都能拾取到足够的能量。所述的充电器、电池和电气设备为常规产品其充电模式为：当罐笼2运动到井口处，处于停止运动状态时，无线充电系统开始工作，通过两线圈之间的高度耦合，实现对电池的快速充电并提供电能给电气设备；当罐笼离开之后，由电池独自给电气设备供电。通过优化设计电池容量，充电方式，需要保证每次停止充电获取的电量要保证大于一次运行所需要消耗的电量，保证电池持续有电，以实现电池长期的无人化管理充电。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种罐笼电气设备无线充电系统，其特征在于：包括：直流电源、高频逆变器、原边补偿装置、能量发射线圈、能量接收线圈、副边补偿装置、充电器、电池和电气设备；直流电源连接在高频逆变器的输入端，高频逆变器的输出端通过原边补偿装置与能量发射线圈连接；能量接收线圈通过副边补偿装置与充电器连接，充电器与电池和电气设备连接；高频逆变器和原边补偿装置固定安装在井口处，能量发射线圈安装在井口外壁，能量接收线圈安装在罐笼的外侧，副边补偿装置、充电器、电池及电气设备安装在罐笼内部；当罐笼停靠在井口时，能量发射线圈和能量接收线圈处于基本正对位置，保证两线圈之间的高度耦合。

【技术特征摘要】
1.一种罐笼电气设备无线充电系统，其特征在于：包括：直流电源、高频逆变器、原边补偿装置、能量发射线圈、能量接收线圈、副边补偿装置、充电器、电池和电气设备；直流电源连接在高频逆变器的输入端，高频逆变器的输出端通过原边补偿装置与能量发射线圈连接；能量接收线圈通过副边补偿装置与充电器连接，充电器与电池和电气设备连接；高频逆变器和原边补偿装置固定安装在井口处，能量发射线圈安装在井口外壁，能量接收线圈安装在罐笼的外侧，副边补偿装置、充电器、电池及电气设备安装在罐笼内部；当罐笼停靠在...

【专利技术属性】
技术研发人员：宗伟林，周建华，夏晨阳，张玉平，左东升，邝志华，贾仁海，陈新家，李龙洋，唐军，谢周武，纪龙元，杨波，
申请(专利权)人：中国矿业大学，江西铜业股份有限公司武山铜矿，
类型：新型
国别省市：江苏,32