一种高速直线推进和无线电能传输兼用的系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种高速直线推进和无线电能传输兼用的系统，该系统包括定子线圈、动子磁体、无线电能接收线圈、发射变流装置和接收变流装置；定子线圈和发射变流装置设置于固定设备上，动子磁体、无线电能接收线圈和接收变流装置设置于运动设备上，动子磁体和无线电能接收线圈间隔排布设置并与定子线圈相对应；动子磁体用于根据定子线圈上的低频电流通过电磁感应原理产生推进力以推进运动设备运动；接收变流装置用于滤除无线电能接收线圈感应出的低频电压，并对无线电能接收线圈感应出的高频电压进行处理得到滤波后的直流电压为运动设备供电。本实用新型专利技术能够解决现有的高速磁悬浮列车供电成本高的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
一种高速直线推进和无线电能传输兼用的系统
本技术涉及无线电能传输
，尤其涉及一种高速直线推进和无线电能传输兼用的系统。
技术介绍
高速磁悬浮列车通常采用直线同步电机和磁悬浮技术实现列车与轨道的无接触牵引运行，磁悬浮列车的供电问题成为制约高速磁浮列车的关键难题。目前的供电方式为重新铺设一套无线电能传输用的专用线圈，但是会额外增加系统成本。
技术实现思路
本技术提供了一种高速直线推进和无线电能传输兼用的系统，能够解决现有的高速磁悬浮列车供电成本高的技术问题。本技术提供了一种高速直线推进和无线电能传输兼用的系统，所述系统包括定子线圈、动子磁体、无线电能接收线圈、发射变流装置和接收变流装置；所述定子线圈和所述发射变流装置设置于固定设备上，所述定子线圈和所述发射变流装置连接，所述动子磁体、所述无线电能接收线圈和所述接收变流装置设置于运动设备上，所述无线电能接收线圈和所述接收变流装置连接，所述动子磁体和所述无线电能接收线圈间隔排布设置并与所述定子线圈相对应；所述发射变流装置用于产生低频电流和高频电流，并对低频电流和高频电流进行耦合，输出耦合后的低频电流和高频电流至所述定子线圈；所述定子线圈用于接收耦合后的低频电流和高频电流；所述动子磁体用于根据所述定子线圈上的低频电流通过电磁感应原理产生推进力以推进运动设备运动；所述无线电能接收线圈用于根据所述定子线圈上的低频电流和高频电流感应出低频电压和高频电压；所述接收变流装置用于滤除所述无线电能接收线圈感应出的低频电压，并对所述无线电能接收线圈感应出的高频电压进行处理得到滤波后的直流电压为运动设备供电。优选的，所述发射变流装置包括高频变流器、推进变流器、第一变压器和第二变压器，所述高频变流器用于产生高频电流，所述推进变流器用于产生低频电流，所述第一变压器的输入端与所述高频变流器的输出端相连，所述第二变压器的输入端与所述推进变流器的输出端相连，所述第一变压器的输出端与所述第二变压器的输出端并联连接，所述第一变压器和所述第二变压器用于对低频电流和高频电流进行耦合，并输出耦合后的低频电流和高频电流至所述定子线圈。优选的，所述接收变流装置包括电容补偿选频器、整流器和支撑电容，所述电容补偿选频器的输入端与所述无线电能接收线圈相连，输出端与所述整流器的输入端相连，所述支撑电容的输入端与所述整流器的输出端相连，输出端与运动设备相连，所述电容补偿选频器用于滤除所述无线电能接收线圈感应出的低频电压，所述整流器用于将所述无线电能接收线圈感应出的高频电压转化为直流电压，所述支撑电容用于对直流电压进行滤波得到滤波后的直流电压。优选的，所述整流器为可控整流器或二极管不控整流器。优选的，所述接收变流装置还包括电压传感器，所述电压传感器与所述支撑电容并联连接，所述电压传感器用于将测量的电压反馈给所述高频变流器进行比例积分调节，以调整所述高频变流器产生高频电流的大小。优选的，所述定子线圈与所述无线电能接收线圈相互平行，且两者的中心线对齐，所述定子线圈的宽度与所述无线电能接收线圈的宽度相同。优选的，所述动子磁体为永磁体、超导磁体或电励磁。优选的，所述无线电能接收线圈中设有磁芯。应用本技术的技术方案，在定子线圈中通入满足牵引需求的低频电流并叠加满足无线电能传输的高频电流，同时，在运动设备上设置间隔排布的动子磁体和无线电能接收线圈，通过各自电路选频利用电磁能量，既能满足正常电磁推进的需求，又具有无线电能传输的功能。附图说明所包括的附图用来提供对本技术实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本技术的实施例，并与文字描述一起来阐释本技术的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，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示出了根据本技术一种实施例的高速直线推进和无线电能传输兼用的系统示意图；图2示出了根据本技术一种实施例的定子线圈、动子磁体和无线电能接收线圈的结构布置图；图3示出了根据本技术一种实施例的发射变流装置的结构示意图；图4示出了根据本技术一种实施例的高频变流器和推进变流器各自的电流；图5示出了根据本技术一种实施例的高频变流器和推进变流器耦合后的电流；图6示出了根据本技术一种实施例的接收变流装置的结构示意图；图7示出了根据本技术一种实施例的通过电容补偿选频器选频后的电压；图8示出了根据本技术一种实施例的高速直线推进和无线电能传输兼用的方法的流程图。附图标记说明10、定子线圈；20、动子磁体；30、无线电能接收线圈；40、发射变流装置；41、高频变流器；42、推进变流器；43、第一变压器；44、第二变压器；50、接收变流装置；51、电容补偿选频器；52、整流器；53、支撑电容；54、电压传感器；55、电流传感器。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术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技术一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本技术及其应用或使用的任何限制。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本技术的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。图1示出了根据本技术一种实施例的高速直线推进和无线电能传输兼用的系统示意图。如图1所示，本技术提供了一种高速直线推进和无线电能传输兼用的系统，所述系统包括定子线圈10、动子磁体20、无线电能接收线圈30、发射变流装置40和接收变流装置50；所述定子线圈10和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高速直线推进和无线电能传输兼用的系统，其特征在于，所述系统包括定子线圈(10)、动子磁体(20)、无线电能接收线圈(30)、发射变流装置(40)和接收变流装置(50)；所述定子线圈(10)和所述发射变流装置(40)设置于固定设备上，所述定子线圈(10)和所述发射变流装置(40)连接，所述动子磁体(20)、所述无线电能接收线圈(30)和所述接收变流装置(50)设置于运动设备上，所述无线电能接收线圈(30)和所述接收变流装置(50)连接，所述动子磁体(20)和所述无线电能接收线圈(30)间隔排布设置并与所述定子线圈(10)相对应；/n所述发射变流装置(40)用于产生低频电流和高频电流，并对低频电流和高频电流进行耦合，输出耦合后的低频电流和高频电流至所述定子线圈(10)；/n所述定子线圈(10)用于接收耦合后的低频电流和高频电流；/n所述动子磁体(20)用于根据所述定子线圈(10)上的低频电流通过电磁感应原理产生推进力以推进运动设备运动；/n所述无线电能接收线圈(30)用于根据所述定子线圈(10)上的低频电流和高频电流感应出低频电压和高频电压；/n所述接收变流装置(50)用于滤除所述无线电能接收线圈(30)感应出的低频电压，并对所述无线电能接收线圈(30)感应出的高频电压进行处理得到滤波后的直流电压为运动设备供电。/n...

【技术特征摘要】
1.一种高速直线推进和无线电能传输兼用的系统，其特征在于，所述系统包括定子线圈(10)、动子磁体(20)、无线电能接收线圈(30)、发射变流装置(40)和接收变流装置(50)；所述定子线圈(10)和所述发射变流装置(40)设置于固定设备上，所述定子线圈(10)和所述发射变流装置(40)连接，所述动子磁体(20)、所述无线电能接收线圈(30)和所述接收变流装置(50)设置于运动设备上，所述无线电能接收线圈(30)和所述接收变流装置(50)连接，所述动子磁体(20)和所述无线电能接收线圈(30)间隔排布设置并与所述定子线圈(10)相对应；
所述发射变流装置(40)用于产生低频电流和高频电流，并对低频电流和高频电流进行耦合，输出耦合后的低频电流和高频电流至所述定子线圈(10)；
所述定子线圈(10)用于接收耦合后的低频电流和高频电流；
所述动子磁体(20)用于根据所述定子线圈(10)上的低频电流通过电磁感应原理产生推进力以推进运动设备运动；
所述无线电能接收线圈(30)用于根据所述定子线圈(10)上的低频电流和高频电流感应出低频电压和高频电压；
所述接收变流装置(50)用于滤除所述无线电能接收线圈(30)感应出的低频电压，并对所述无线电能接收线圈(30)感应出的高频电压进行处理得到滤波后的直流电压为运动设备供电。


2.根据权利要求1所述的一种高速直线推进和无线电能传输兼用的系统，其特征在于，所述发射变流装置(40)包括高频变流器(41)、推进变流器(42)、第一变压器(43)和第二变压器(44)，所述高频变流器(41)用于产生高频电流，所述推进变流器(42)用于产生低频电流，所述第一变压器(43)的输入端与所述高频变流器(41)的输出端相连，所述第二变压器(44)的输入端与所述推进变流器(42)的输出端相连，所述第一变压器(43)的输出端与所述第二变压器(44)的输出端并联连接，所述第一变压器(43)和所述第二变压器(44)用于对低频电流和...

【专利技术属性】
技术研发人员：张志华，毛凯，蔡华，闫少强，李秋君，周皓楠，李萍，
申请(专利权)人：中国航天科工飞航技术研究院中国航天海鹰机电技术研究院，
类型：新型
国别省市：北京;11