一种设置在密闭结构中的无线电能传输系统技术方案

本发明专利技术涉及无线电能传输技术领域，具体公开了一种设置在密闭结构中的无线电能传输系统，包括信号发射端和信号接收端；信号发射端包括顺序连接的信号采集电路、发射端MCU、调制电路、发射端通信线圈；信号接收端包括顺序连接的接收端通信线圈、解调电路、接收端MCU、后级负载电路；发射端通信线圈与接收端通信线圈电磁耦合。本发明专利技术采用信号采集电路采集传感信号，发射端MCU根据控制策略生成对应的控制信号，控制信号由调制电路进行调制后，通过无线耦合的方式发射到信号接收端，信号接收端对加载后的控制信号进行解调后由接收端MCU分发到对应的负载电路中，不仅实现了信号的无线传输，还可保证信号的传输质量，并且该系统结构简单，方便安装。

【技术实现步骤摘要】
一种设置在密闭结构中的无线电能传输系统
本专利技术涉及无线电能传输
，尤其涉及一种设置在密闭结构中的无线电能传输系统。
技术介绍
传统的电能传输方式已经不能满足某些特殊应用场合的需要。例如风力发电系统中，通过风力带动风机旋转时，其桨叶常常需要调整姿态，带动桨叶旋转所需的能量往往是通过导电滑环传输。然而，导电滑环存在诸多不足：一是导电环存在磨损，如果润滑剂含量高，磨损量少，但导电性变差；反之，润滑剂含量少，导电性能好，但磨损量增大。二是滑环与电刷接触部位发热较大，由于导电环通道与通道之间是必须绝缘的，而绝缘材料通常导热性较差，因此导电环的散热难以通过传导实现。为此，也有人尝试了一些新方法向旋转部件传输电能，例如采用滚环技术，将滑动摩擦变为滚动摩擦，减少了磨损量，但仍存在滚动体应力不均，磨削无法排出等问题；采用水银汇流环技术，利用液态金属替代滑动摩擦，无摩损，但密封困难；采用光汇流环技术，以非接触式光纤作为传输介质，但能够传递的功率较小。因此，这些技术都不能完全满足活动部件旋转界面间的长寿命电能传输的需求。此外，现有的能量传输机构，要想实现控制信号的传输和传感器信号的采集，往往还需要增加额外的通信模块，安装结构复杂。
技术实现思路
本专利技术提供一种设置在密闭结构中的无线电能传输系统，解决的技术问题在于：如何在筒体中实现电能的无线发射与接收。为解决以上技术问题，本专利技术提供一种设置在密闭结构中的无线电能传输系统，包括信号发射端和信号接收端；所述信号发射端包括顺序连接的信号采集电路、发射端MCU、调制电路、发射端通信线圈；所述信号接收端包括顺序连接的接收端通信线圈、解调电路、接收端MCU、后级负载电路；所述发射端通信线圈与所述接收端通信线圈电磁耦合；所述信号采集电路的输出信号由所述发射端MCU进行处理并生成相应的控制信号，所述调制电路将所述控制信号进行调制后通过所述发射端通信线圈向所述接收端通信线圈无线发射；所述接收端通信线圈接收的控制信号，先后经所述解调电路进行解调、所述接收端MCU进行处理后输出到所述后级负载电路中。优选的，所述调制电路包括连接在所述发射端MCU与所述发射端通信线圈之间的加载模块和第一脉冲变压器。优选的，所述解调电路包括连接在所述接收端MCU与所述接收端通信线圈之间的卸载模块和第二脉冲变压器。优选的，所述加载模块采用OFDM调制方式，所述卸载模块采用OFDM解调方式。优选的，所述信号发射端还包括连接所述信号采集电路、发射端MCU、调制电路为其供电的发射端电源；所述信号接收端还包括连接所述解调电路、所述接收端MCU、所述后级负载电路为其供电的接收端电源。优选的，一种设置在密闭结构中的无线电能传输系统，还包括连接所述发射端电源的能量发射端，以及输出所述接收端电源的能量接收端；所述能量发射端包括发射端谐振线圈以及顺序连接在所述发射端电源与所述发射端谐振线圈之间的逆变电路和发射端谐振电路；所述能量接收端包括顺序连接的接收端谐振线圈、接收端谐振电路、整流变换电路；所述发射端谐振线圈与所述接收端谐振线圈无线磁耦合，所述整流变换电路输出所述接收端电源。优选的，所述发射端通信线圈与所述接收端通信线圈设置为上下相对的平面结构或里外相对的螺旋结构。优选的，所述发射端谐振线圈与所述接收端谐振线圈设置为上下相对的平面结构或里外相对的螺旋结构。优选的，相对的所述发射端通信线圈与所述接收端通信线圈整体作为信号收发线圈，相对的所述发射端谐振线圈和所述接收端谐振线圈整体作为能量收发线圈；所述信号收发线圈位于所述能量收发线圈的正上方或正下方，或位于所述能量收发线圈的中空区域，或围于所述能量收发线圈外。本专利技术提供的一种设置在密闭结构中的无线电能传输系统，其信号发射端采用信号采集电路进行各种传感信号的采集，发射端MCU根据控制策略生成对应的控制信号，控制信号由调制电路进行调制后，通过无线耦合(采用发射端通信线圈和接收端通信线圈)的方式发射到信号接收端，信号接收端基于相同的原理对加载后的控制信号进行解调后由接收端MCU分发到对应的负载电路中，不仅实现了信号的无线传输，还可保证信号的传输质量，并且该系统结构简单，方便安装在各种密闭结构中，比如风力发电的筒体。在实现了信号传输的基础上，能量传输也可以采用无线方式实现，具体是设置相应的能量发射电路和能量接收电路，其中设置可无线耦合的发射端谐振线圈和接收端谐振线圈，从而将风力产生的电能及时地输送出去。附图说明图1是本专利技术实施例1提供的一种设置在密闭结构中的无线电能传输系统的模块结构图；图2是本专利技术实施例1提供的图1所示系统中发射端MCU的电路图；图3是本专利技术实施例1提供的图1所示系统中第一脉冲变压器的电路图；图4是本专利技术实施例1提供的图1所示系统中加载模块的电路图；图5是本专利技术实施例2提供的一种设置在密闭结构中的无线电能传输系统的模块结构图；图6是本专利技术实施例2提供的图5所示系统中能量发射端的电路图；图7是本专利技术实施例2提供的图5所示系统中能量接收端的电路图；图8-1为本专利技术实施例2提供的信号收发线圈A位于能量收发线圈B正上方的结构示意图；图8-2为本专利技术实施例2提供的信号收发线圈A位于能量收发线圈B正下方的结构示意图；图8-3为本专利技术实施例2提供的信号收发线圈A位于能量收发线圈B内部中空区域的结构示意图；图8-4为本专利技术实施例2提供的信号收发线圈A围于能量收发线圈B外的结构示意图。具体实施方式下面结合附图具体阐明本专利技术的实施方式，实施例的给出仅仅是为了说明目的，并不能理解为对本专利技术的限定，包括附图仅供参考和说明使用，不构成对本专利技术专利保护范围的限制，因为在不脱离本专利技术精神和范围基础上，可以对本专利技术进行许多改变。实施例1本实施例提供的一种设置在密闭结构中的无线电能传输系统，如图1的模块结构图所示，信号发射端和信号接收端；信号发射端包括顺序连接的信号采集电路、发射端MCU、调制电路、发射端通信线圈；信号接收端包括顺序连接的接收端通信线圈、解调电路、接收端MCU、后级负载电路；发射端通信线圈与接收端通信线圈电磁耦合；信号采集电路的输出信号由发射端MCU进行处理并生成相应的控制信号，调制电路将控制信号进行调制后通过发射端通信线圈向接收端通信线圈无线发射；接收端通信线圈接收的控制信号，先后经解调电路进行解调、接收端MCU进行处理后输出到后级负载电路中。其中，调制电路包括连接在发射端MCU与发射端通信线圈之间的加载模块和第一脉冲变压器。解调电路包括连接在接收端MCU与接收端通信线圈之间的卸载模块和第二脉冲变压器。信号发射端还包括连接信号采集电路、发射端MCU、调制电路为其供电的发射端电源；信号接收端还包括连接解调电路、接收端MCU、后级负载电路为其供电的接收端电源。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种设置在密闭结构中的无线电能传输系统，其特征在于，包括信号发射端和信号接收端；/n所述信号发射端包括顺序连接的信号采集电路、发射端MCU、调制电路、发射端通信线圈；/n所述信号接收端包括顺序连接的接收端通信线圈、解调电路、接收端MCU、后级负载电路；/n所述发射端通信线圈与所述接收端通信线圈电磁耦合；/n所述信号采集电路的输出信号由所述发射端MCU进行处理并生成相应的控制信号，所述调制电路将所述控制信号进行调制后通过所述发射端通信线圈向所述接收端通信线圈无线发射；/n所述接收端通信线圈接收的控制信号，先后经所述解调电路进行解调、所述接收端MCU进行处理后输出到所述后级负载电路中。/n

【技术特征摘要】
1.一种设置在密闭结构中的无线电能传输系统，其特征在于，包括信号发射端和信号接收端；
所述信号发射端包括顺序连接的信号采集电路、发射端MCU、调制电路、发射端通信线圈；
所述信号接收端包括顺序连接的接收端通信线圈、解调电路、接收端MCU、后级负载电路；
所述发射端通信线圈与所述接收端通信线圈电磁耦合；
所述信号采集电路的输出信号由所述发射端MCU进行处理并生成相应的控制信号，所述调制电路将所述控制信号进行调制后通过所述发射端通信线圈向所述接收端通信线圈无线发射；
所述接收端通信线圈接收的控制信号，先后经所述解调电路进行解调、所述接收端MCU进行处理后输出到所述后级负载电路中。


2.如权利要求1所述的一种设置在密闭结构中的无线电能传输系统，其特征在于：所述调制电路包括连接在所述发射端MCU与所述发射端通信线圈之间的加载模块和第一脉冲变压器。


3.如权利要求2所述的一种设置在密闭结构中的无线电能传输系统，其特征在于：所述解调电路包括连接在所述接收端MCU与所述接收端通信线圈之间的卸载模块和第二脉冲变压器。


4.如权利要求3所述的一种设置在密闭结构中的无线电能传输系统，其特征在于：所述加载模块采用OFDM调制方式，所述卸载模块采用OFDM解调方式。


5.如权利要求1～4任一项所述的一种设置在密闭结构中的无线电能传输系统，其特征在于：所述信号发射端还包括连接所述信号采集电路、发射端M...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏茂春，王停，王永刚，周传兴，陈东，
申请(专利权)人：重庆前卫无线电能传输研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆;50