感应电力传递系统的拾取装置制造方法及图纸

一种感应电力传递（ＩＰＴ）拾取装置，具有导磁芯（１）、布置在所述磁芯周围以便对磁通量的水平分量最敏感的第一线圈（２）、布置在所述磁芯周围以便对磁通量的垂直分量最敏感的第二线圈（３）。这允许在更宽运动范围上从轨道（４、５）提取电力。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及感应电力传递(IPT)系统中使用的电力拾取装置。
技术介绍
在地面或轨道上使用水平拾取的现有感应电力传递(IPT)应用中，常用的有两种拾取几何结构。第一种布局用于自动导航车辆(AGV),它对初级导体(通常称为轨道导体)中的电流所产生的磁通量的垂直分量敏感。理想情况下它直接坐在轨道导体之上，当拾取线圏在轨道导体之间完全对齐时给出最大的输出。拾取线圏的任何未对齐都会减少拾取线圏的输出，当未对齐大约是轨道导体之间的距离的一半时输出下降到零。第二种布局对轨道中的电流所产生的磁通量的水平分量敏感，并且当线圏直接在轨道导体的任何一条之上时给出最大输出。当线圏大约在导体之间的中间时输出下降到零。当IPT应用是移动车辆时，这两种拾取几何结构都不理想，因为相对小的对齐误差就会导致输出下降，使得车辆失去电力。
技术实现思路
本专利技术的目标是，提供一种较少受对齐误差影响的改进的IPT拾取装置，或者至少为公众提供一种有用的选择。所以在一个方面，本专利技术可以广泛地说成构成感应电力传递(IPT)拾取装置，包括导磁芯；第一线圏，布置在所述磁芯周围以便对磁通量的第一方向分量最敏感；第二线圏，布置在所述磁芯周围以便对磁通量的第二方向分量最敏感；其中，所述第一方向分量实质上正交于所述第二方向分量。 优选情况下，所述第一方向分量是磁通量的垂直分量，而所述笫二方向分量是磁通量的水平分量。优选情况下，所述第一和第二线圏彼此正交地缠绕，使得一个线圏对磁通量的所述第一方向分量最敏感，而另一个线圈对磁通量的所述第二方向分量最敏感。作为替代，所述第一线圈可以由第一对半线圏组成，而所述第二 线圏可以由笫二对半线圏组成。优选情况下，所述磁芯以倒下的E形截面构成。优选情况下，所述磁芯由导磁的铁材料构成，最优选情况下是铁氧体。优选情况下，每个线圏都与一个或多个电容器独立地调谐。 优选情况下，所述装置包括独立地整流每个线圏中感应的电流的电路。优选情况下，所述装置包括对线圏的整流输出求和以及调整的电 路，使得在所述装置相对于所述磁通量源横向大范围运动时，总的输 出功率实质上不变。在进一步的方面中，本专利技术可以广泛地i兌成构成感应电力传递拾 取装置，包括E形^f兹芯，具有至少三条实质上平行的芯柱以及彼此连接相邻芯 柱的连接区域，所述连接部分具有正交于所述芯柱轴的轴；第一组部分线圏和第二组部分线圏，所述第一组被安排为对实质 上平行于所述芯柱轴的磁通量方向分量敏感，而所述第二组被安排为 对实质上平行于所述连接部分轴的磁通量方向分量敏感。优选情况下，在所述连接区域之一上提供所述第一组部分线圈的 至少一个以及所述第二组部分线圈的至少一个，以及在一个或多个其 他连接部分上提供每组部分线圏的至少 一个。5优选情况下，为每个线圏组都提供一个或多个单独的调谐电容器。在进一步的方面中，本专利技术广泛构成IPT系统，所述系统包括正 如在本专利技术上述陈述的任何一条中所阐述的拾取装置以及具有一条或 多条初级导体的轨道，所述一条或多条初级导体能够提供所述磁通量。根据以下描述，本专利技术的另外方面将变得显而易见。附图说明现在将参考附图介绍本专利技术的许多实施例，其中 图l是根据本专利技术一个实施例的IPT拾取装置的截面图解； 图2是图1中拾取结构的一种可能的调谐和功率控制电路； 图3是图1中拾取结构的功率分布；图4是与图l所示拾取装置相同的拾取装置，不过安置在两对单 相轨道之上；图5是图4中拾取结构的功率分布；图6是根据本专利技术第二个实施例的截面；图7是图6中拾取结构的一个可能的调谐和功率控制电路。具体实施例方式相同标号将在本说明书中至始至终用于指不同实施例中的相同特征。首先参考图1，举例显示了根据本专利技术第一个实施例的拾取几何 结构，其被安排为捕获具有实质上是垂直的第一方向分量以及实质上 是水平的第二方向分量的磁通量。本领域的技术人员将认识到，磁通量的方向分量将根据系统的方 位而变化。为了易于说明，使用术语垂直和水平来描述与若干实例有 关的方向，其中，提供磁通量的初级导体放置在地面上或地面中，而 拾取装置被设计为在地面上行进，截取以已知方式激励的导体所产生的磁通量o这个实施例中的装置包括具有E形截面的磁芯1 (优选情况下由 导磁性铁氧体或具有类似期望磁属性的材料构成)，具有三条实质上 平行的垂直芯柱以及将相邻芯柱彼此相连的正交连接区域。这种几何 结构的磁芯可被称为倒下的E型磁芯。磁芯1配备了围绕磁芯垂直轴缠绕的第一线圏2和围绕磁芯水平 轴缠绕的第二线圈3。拾取装置显示为线圏的位置位于两条轨道导体4 和5之间，在轨道导体4和5中电流以相反的方向流动，分别产生逆 时针和顺时针方向的磁场。在这种配置中，在线圏2位于两条轨道导 体4和5之间(如图所示)时线圈中感应的电流最大，当线圏移动到 两条导体中任一条正上方时下降为零。相反，当线圏3位于轨道导体 4或5中任一条正上方时线圏中感应的电流最大，当线圏逼近两条导 体之间的中点时下降为零。所以，线圏2对一个方向(图l所示的垂 直方向)上的磁通量最敏感，而线圏3对另一个方向(图l所示的水 平方向)上的磁通量最敏感。所以，线圏实质上彼此正交的这种布局 允许拾取装置在相对于轨道导体的更宽移动范围上提取电力，意味着 它对不对齐具有更大的容差。确切地说，所述拾取装置能够在更宽的 水平距离上从轨道导体中提取电力。图2显示了图1中拾取配置的可能的调谐和功率控制电路，包括 分别用于线圏2和线圏3的独立调谐电容器(6和7)和整流器(8和 9),以及以已知方式运行的通常引用的调整电路10,使拾取装置与 初级导体去耦，以便向负载11提供恒定电压。这种控制策略在 5,293,308号美国专利中进行了更详细的介绍，其内容在此引用作为参 考。需要时可以为每个线圏提供串联调谐电容，以确保第一线圏和第 二线圈双方的有效短路电流和开路电压输出能够匹配，从而在轨道宽 度上确保功率曲线尽可能平稳。图3显示了图2中电路用于单相轨道电路时的典型未补偿功率分 布，轨道电路具有对应图l所示布局的两条导线，其中dx=0 mm是轨 道的中心，以及导体4和5位于(^=-50 111111和(11=+50 mm。这幅图7展示了线圏2和线圈3的互补功率分布。轨迹16显示了垂直线圏2 的功率分布，轨迹17显示了水平线圈3的功率分布。调谐时可达到的 总功率将是组合电路的运行质量因子(Q)乘以轨迹18所示的組合未 补偿功率。这就显示了拾取装置在宽广水平容差范围(大于仅仅具有 垂直或水平磁通量捕获的单拾取的3倍)上提取电力的能力。这种电 路已经表现出非常有效。典型情况下，地面安装AGV的轨道导体相隔100 mm，而25 mm 量级的不对齐就会使功率降低到使用现有电路不切实际的程度。然而， 利用比如图l所示的拾取装置，任一侧大于100 mm的不对齐仍然会 给出可接受的电力输出。在表面很可能不平整的路面应用中，这种容 差具有很大价值并且使司机驾驶的车辆在实践上可行。为了允许拾取装置运动范围更宽，可以增加传导轨道的数量，例 如使用图4所示的两轨道电路。在任何情况下，通过增加更多的轨道 电路，水平不对齐的容差都能够需要多大就有多大。在所展示的实施 例中将会看到，所有的这些轨道电路都以单相模式运行。不过，本领 域的技术人员将认识到本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种感应电力传递（ＩＰＴ）拾取装置，包括：　导磁磁芯；　第一线圈，布置在所述磁芯周围以便对磁通量的第一方向分量最敏感；以及　第二线圈，布置在所述磁芯周围以便对磁通量的第二方向分量最敏感；　其中，所述第一方向分量实质上 正交于所述第二方向分量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】NZ 2006-5-2 5469551. 一种感应电力传递(IPT)拾取装置，包括导磁磁芯；第一线圈，布置在所述磁芯周围以便对磁通量的第一方向分量最敏感；以及第二线圈，布置在所述磁芯周围以便对磁通量的第二方向分量最敏感；其中，所述第一方向分量实质上正交于所述第二方向分量。2. 根据权利要求1的IPT拾取装置，其中，所述第一方向分量是磁通量的垂直分量，而所述第二方向分量是磁通量的水平分量。3. 根据权利要求1或权利要求2的IPT拾取装置，其中，所述第一和第二线圏彼此正交地缠绕，使得一个线圏对磁通量的所述第一方向分量最敏感，而另 一个线圏对磁通量的所述第二方向分量最敏感。4. 根据权利要求1或权利要求2的IPT拾取装置，其中，所述第一线圏包括第一对半线圈，而所述第二线圏包括第二对半线圏。5. 根据前述权利要求中任何一项的IPT拾取装置，其中，所述磁芯用倒下的E形截面构成。6. 根据前述权利要求中任何一项的IPT拾取装置，其中，所述磁芯由导磁的铁材料构成，比如铁氧体。7. 根据前述权利要求中任何一项的IPT拾取装置，其中，每个线圈与一个或多个电容器独立地调谐。8. 根据前述权利要求中任何一项的IPT拾取装置，其中，所述装置包括独立地整流每个线圏中感应的电流的电路。9. 根据前...

【专利技术属性】
技术研发人员：JT博伊斯，GA考维克，GAJ埃利奥特，
申请(专利权)人：奥克兰联合服务有限公司，
类型：发明
国别省市：NZ[新西兰]