本发明专利技术属于磁耦合无线电能传输技术，具体涉及一种无人机及其机库双路无线充电系统及方法，包括感应取电装置、电能传输模块、无人机机库供电模块、无人机供电模块、无人机机库、无人机；本发明专利技术将高压输电导线周围的电磁能量转化为电能，为安装在杆塔上的无人机机库以及无人机提供稳定的电源，能保证无人机和无人机机库的工作时长。而且本发明专利技术通过绝缘子与中继线圈的一体化设计，将中继线圈固定在绝缘子串中，在考虑绝缘距离的同时又能实现无线电能的传输，一举两得，有效提高系统的稳定性。有效提高系统的稳定性。有效提高系统的稳定性。
【技术实现步骤摘要】
一种无人机及其机库双路无线充电系统及方法
[0001]本专利技术属于磁耦合无线电能传输技术，具体涉及一种无人机及其机库双路无线充电系统及方法。
技术介绍
[0002]在我国的能源产业结构中，电网占据着非常重要的地位，近年来，各行业领域都对供电系统提出了更高的要求，如更高质量的电能、更加稳定的供电性能等，由此，诞生了智能电网这一概念。在坚强型智能电网的整体架构中，高压输配电线路扮演着极为关键的角色。当有故障发生时，会造成很大的损失，因此，为了降低高压输配电线路事故发生率，保证电力系统的安全运行，需要对线路状态进行实时、有效的监测巡检，这也是智能电网发展过程中非常重要的一个环节。
[0003]与传统的人工巡检相比，无人机巡检省去了人工攀爬等一系列的高位复杂动作，对高压塔和电力线上特殊现象的观测可以通过无人机上的云台照相机去完成，因此具备安全、高效、精准的优势；其次，无人机可以在高空沿电力线路飞行，复杂的地面环境对无人机的巡检过程完全没有任何影响，大大提高了工作效率。
[0004]在评估无人机性能好坏的诸项指标中，其中一项重要的指标是无人机的续航能力，因此要想完全发挥无人机在电力巡检方面的优势，首先就要解决无人机的续航问题。从能源角度出发，增加无人机续航里程的途径总结起来主要可分为两种：携 带更多的电能或者在任务中多次进行电能补给。对于前者，由于目前比较成熟的蓄电池技术的已经发展到了瓶颈期，更大的蓄电池容量就意味着更大的蓄电池体积和重量，因而增加蓄电池容量必将影响无人机的机动性能和轻量化；对于通过多次进行电能补给这种途径，如果是基于传统接触式电能传导方式的充电技术，那么意味着无人机在需要补充电能的时候都需要返回降落到基站或者母港中，并投入人力为其充电，显然这样的方式在可靠性、灵活性、便捷性等方面有所不足，而基于该方式的悬停充电形式安全性低，对无人机的各项技术性能都有很高的要求，实现难度大。因此，设计一种可以使无人机在任务中灵活、便捷地进行充电的方案并对实现该方案的技术进行研究是很有必要的。
[0005]相对于传统的接触式传导充电，无线电能传输技术(Wireless Power Transfer , WPT)作为一种理想的电能传输方式，具有更高的安全性、便捷性，能为用电设备提供更加灵活的接入方式。而目前还未有一种能够实现无人机及其机库同时充电的系统。
技术实现思路
[0006]针对现有技术中的缺陷，本专利技术提供了一种无人机及其机库双路无线充电系统及方法，把无线电能传输技术与无人机充电技术结合起来，可以发挥出无线电能传输技术巨大的优势。在杆塔上建立充电平台，从铺设的电路线路中通过电流互感器 (Current Transformer ,CT)取电到充电平台，然后无线传能至停靠在平台上的无人机，以实现电力巡检无人机的电能就地补充，可以有效解决无人机续航能力不足的问题，同时避免了人为
干预，大大提升了巡检的效率，节约了人工成本。而且可以同时对其机库实现充电，保证了无人机与机库的通信质量，避免因机库没电而中断通信。本专利技术的具体技术方案如下：一种无人机及其机库双路无线充电系统，包括感应取电装置、电能传输模块、无人机机库供电模块、无人机供电模块、无人机机库、无人机；所述感应取电装置的输入端与高压线路连接，输出端与所述电能传输模块的输入端连接，所述电能传输模块的输出端分别与无人机机库供电模块的输入端、无人机供电模块的输入端连接，所述无人机机库供电模块的输出端与机库连接，所述无人机供电模块的输出端与无人机连接；所述感应取电装置用于从高压线路上获取电能，并将获取的电能传输至电能传输模块；所述电能传输模块用于将感应取电装置获取的电能分别传输至无人机机库供电模块、无人机供电模块；所述无人机机库供电模块用于给无人机机库充电；所述无人机供电模块用于给无人机充电；每个杆塔上设置有一个无人机机库；每个杆塔附近的高压线路上设置一套感应取电装置、电能传输模块、无人机机库供电模块、无人机供电模块。
[0007]优选地，所述感应取电装置包括取能互感器、感应电源模块、高频逆变模块、谐振补偿模块、外壳；所述取能互感器的输入端与高压线路连接，所述取能互感器的输出端与感应电源模块的输入端连接，所述感应电源模块的输出端与所述高频逆变模块的输入端连接，所述高频逆变模块的输出端与谐振补偿模块的输入端连接，所述谐振补偿模块的输出端与电能传输模块的输入端连接；所述取能互感器、感应电源模块、高频逆变模块、谐振补偿模块固定在外壳内部；所述外壳固定在高压线路上；所述取能互感器用于从高压线路上获取电能，并将获取的电能传输至感应电源模块；所述感应电源模块用于将取能互感器获取的电能转换为直流电，并将转换后的直流电输入至高频逆变模块；所述高频逆变模块用于将感应电源模块转换后的直流电逆变为高频交流电，并将逆变后的高频交流电传输至谐振补偿模块；所述谐振补偿模块用于对高频逆变模块逆变后的高频交流电进行谐振补偿，并将谐振补偿后的高频交流电传输至电能传输模块。
[0008]优选地，所述感应取电装置还包括DC/DC变换模块，所述DC/DC变换模块的输入端与感应电源模块的输出端连接，所述DC/DC变换模块的输出端与高频逆变模块的输入端连接；所述DC/DC变换模块固定在外壳内；所述DC/DC变换模块用于变换感应电源模块转换后的直流电的电压进而调节电能传输的功率，并将改变电压后的直流电传输至高频逆变模块逆变成高频交流电。
[0009]优选地，所述外壳的两端相对设置有一对通孔，与取能互感器连接高压线路穿过一对所述通孔，进而实现外壳固定在高压线路上。
[0010]优选地，电能传输模块包括发射线圈，若干中级线圈；所述发射线圈的输入端与感应取电装置的输出端连接，所述发射线圈、若干中级线圈依次串联；所述发射线圈用于将感应取电装置获取的电能发射至第一个中级线圈，第一个中级线圈将电能中级传输至最后一个中级线圈，最后一个中级线圈分别与无人机机库供电模块、无人机供电模块耦合。
[0011]优选地，所述电能传输模块还包括绝缘子串，若干所述中级线圈分别固定在绝缘子串的内部。
[0012]优选地，所述无人机机库供电模块包括机库接收线圈、机库谐振补偿模块和机库整流滤波模块，所述机库接收线圈用于接收电能传输模块传输来的电能，并将接收的电能传输至机库谐振补偿模块；所述机库谐振补偿模块用于对机库接收线圈接收的电能进行谐
振补偿，并将谐振补偿后的电能传输至机库整流滤波模块；所述机库整流滤波模块用于对机库谐振补偿模块谐振补偿后的电能进行整流滤波，并将整流滤波后的电能供给无人机机库进行工作；所述机库接收线圈固定在无人机机库底部。
[0013]优选地，所述无人机供电模块包括无人机接收线圈、无人机谐振补偿模块和无人机整流滤波模块、BMS模块、蓄电池，所述无人机接收线圈用于接收电能传输模块传输来的电能，并将接收的电能传输至无人机谐振补偿模块；所述无人机谐振补偿模块用于对无人机接收线圈接收的电能进行谐振补偿，并将谐振补偿后的电能传输至无人机整流滤波模块；所述无人机整流滤波模块用于对无人本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种无人机及其机库双路无线充电系统，其特征在于：包括感应取电装置、电能传输模块、无人机机库供电模块、无人机供电模块、无人机机库、无人机；所述感应取电装置的输入端与高压线路连接，输出端与所述电能传输模块的输入端连接，所述电能传输模块的输出端分别与无人机机库供电模块的输入端、无人机供电模块的输入端连接，所述无人机机库供电模块的输出端与机库连接，所述无人机供电模块的输出端与无人机连接；所述感应取电装置用于从高压线路上获取电能，并将获取的电能传输至电能传输模块；所述电能传输模块用于将感应取电装置获取的电能分别传输至无人机机库供电模块、无人机供电模块；所述无人机机库供电模块用于给无人机机库充电；所述无人机供电模块用于给无人机充电；每个杆塔上设置有一个无人机机库；每个杆塔附近的高压线路上设置一套感应取电装置、电能传输模块、无人机机库供电模块、无人机供电模块。2.根据权利要求1所述的一种无人机及其机库双路无线充电系统，其特征在于：所述感应取电装置包括取能互感器、感应电源模块、高频逆变模块、谐振补偿模块、外壳；所述取能互感器的输入端与高压线路连接，所述取能互感器的输出端与感应电源模块的输入端连接，所述感应电源模块的输出端与所述高频逆变模块的输入端连接，所述高频逆变模块的输出端与谐振补偿模块的输入端连接，所述谐振补偿模块的输出端与电能传输模块的输入端连接；所述取能互感器、感应电源模块、高频逆变模块、谐振补偿模块固定在外壳内部；所述外壳固定在高压线路上；所述取能互感器用于从高压线路上获取电能，并将获取的电能传输至感应电源模块；所述感应电源模块用于将取能互感器获取的电能转换为直流电，并将转换后的直流电输入至高频逆变模块；所述高频逆变模块用于将感应电源模块转换后的直流电逆变为高频交流电，并将逆变后的高频交流电传输至谐振补偿模块；所述谐振补偿模块用于对高频逆变模块逆变后的高频交流电进行谐振补偿，并将谐振补偿后的高频交流电传输至电能传输模块。3.根据权利要求2所述的一种无人机及其机库双路无线充电系统，其特征在于：所述感应取电装置还包括DC/DC变换模块，所述DC/DC变换模块的输入端与感应电源模块的输出端连接，所述DC/DC变换模块的输出端与高频逆变模块的输入端连接；所述DC/DC变换模块固定在外壳内；所述DC/DC变换模块用于变换感应电源模块转换后的直流电的电压进而调节电能传输的功率，并将改变电压后的直流电传输至高频逆变模块逆变成高频交流电。4.根据权利要求2所述的一种无人机及其机库双路无线充电系统，其特征在于：所述外壳的两端相对设置有一对通孔，与取能互感器连接高压线路穿过一对所述通孔，进而实现外壳固定在高压线路上。5.根据权利要求1所述的一种无人机及其机库双路无线充电系统，其特征在于：电能传输模块包括发射线圈，若干中级线圈；所述发射线圈的输入端与感应取电装置的输出端连接，所述发射线圈、若干中级线圈依次...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈绍南，俞小勇，秦丽文，吴丽芳，李克文，欧世锋，陈千懿，奉斌，
申请(专利权)人：广西电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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