【技术实现步骤摘要】
一种谐振频率自适应的非接触电能传输装置
[0001]本专利技术属于工业自动控制领域,特别是涉及一种用于电机定转子之间实现电能非接触传输的装置,通过该装置可以非接触式的实现对旋转转子上的各类测量电路提供电能。
技术介绍
[0002]发电厂大中型电机,尤其是辅助电机系统,由于启动频繁、谐波场复杂等原因引起导条温度升高,最终发生断条的故障较多。电动汽车在夏季高温工作环境中由于发热引起的故障也频繁发生。如果温度检测系统能够随时了解电机转子表面各点的温度,就可以有效地预防这类故障的发生。常规测量物体表面温度的方法,是在物体表面预埋温度传感器,将温度传感器测得的模拟值转换为温度的数字量实现温度测量。由于电机转子是高速旋转的,只能通过滑环等连接方式将外部电源输送到转子表面的温度传感器,并将温度测量值传送到电机外部。但是,电机工作在高速旋转的过程中,滑环内外环的接触部件会由于摩擦和振动产生火花,引起发热,同时电机本体振动等因素也会使数据信号发生抖动,降低了信号的电能传输的可靠性,需要频繁更换内外环滑动摩擦的易损件,提高了使用成本,最终影响电机的正常安全运行。
[0003]目前有通过松耦合变压器实现电能和数据的无线传输。松耦合变压器通过一次侧与二次侧的松耦合互感实现能量和数据的交互,由于松耦合变压器工作在大气隙状态下,其漏感占比非常高,导致工作效率较低。电能需求量较高的情况下,松耦合变压器自身的温升较高。而且松耦合变压器是由磁芯和线圈的缠绕而成的,导致体积较大,所以不适合对安装空间有限制的电机。
[0004]因此设计一 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种谐振频率自适应的非接触电能传输装置,其特征在于,包括谐振频率自适应的非接触电能传输装置本体(1),其两端分别安装在旋转体侧壁或者旋转体的端部和相对电源静止的一端:接收电能的谐振电感线圈绕制于所述旋转体的外壁上(如电机转子轴),或者旋转体的端部(如电机转轴端部),并采用非导磁材料固封;谐振频率自适应控制电路安装于所述的相对于电源的静止体(例如电机的定子端盖等),具体包括:依次连接谐振电感线圈,电流采样电路、前置放大电路、电流信号AD转换电路、高频脉冲发生器与谐振频率调整电路、高频谐振开关电路及其驱动电路;其中:谐振电感线圈用于产生电感电容谐振电能发射;电流隔离采样电路,用于检测谐振主电路的电流值;前置放大电路,用于将采样电流的幅值调整至适用于AD转换电路要求的电压幅值范围内;谐振频率计算和高频脉冲发生器电路,用于输出高频方波信号以驱动谐振开关电路,并判别当前系统频率是否为谐振频率并实时调整高频方波信号的频率;高频开关电路及其驱动电路,按照谐振频率计算和高频脉冲发生器电路输出的方波频率快速切换开关状态,用以使谐振电感和谐振电容工作在谐振状态。2.根据权利要求1所述的一种基于谐振频率自适应的非接触电能传输装置,其特征在于,所述的谐振电感线圈采用铜线绕制在旋转体外壁或以印刷电路形式放置于旋转体端部用以接收谐振电能,采用但不局限于高温树脂等非导磁材料密封固化。3.根据权利要求1所述的一种基于谐振频率自适应的非接触电能传输装置,其特征在于,采用等时间步长采样,并且采样频率f
s
必须大于谐振频率f
k
的2倍或以上;即满足公式如下:f
s
>2f
k
ꢀꢀ
(1)4.根据权利要求1所述的一种基于谐振频率自适应的电能无线短传装置,其特征在于,电感和电容的磁谐振状态是以电源输出电流的瞬态响应判别的,磁谐振电路是二阶非线性电路,其电流的瞬态响应可以通过二阶线性微分方程求解得到;P
″
+αP
′
+β=0
ꢀꢀ
(2)以流过电感的电流iL为状态变量,忽略线路R1和R2,求得其通解为下式:i
L
=c1e
‑
δt
cosωt+c2je
‑
δt
sinωt
ꢀꢀ
(3)其中c1和...
【专利技术属性】
技术研发人员:王强,巩方彬,侯昭霆,张雪雪,赵海森,
申请(专利权)人:德州恒力电机有限责任公司,
类型:发明
国别省市:
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