一种无线输电装置电能参数采样系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于电能计量领域，尤其是一种无线输电装置电能参数采样系统。
【背景技术】
[0002]目前利用电磁感应与磁共振技术的无线输电的工作频率在100kHz到10MHz之间，在研究过程中需要对装置的多个输入、输出电能参数进行测量，并且输电装置工作频率高开关管容易产生大量的干扰与高频谐波，故对装置的电能参数测量难度较大。不少的研究人员研究过程中对数据的采集缺乏必要测量手段或只是粗略地收集部分数据，一方面使研究过程中获取了不准确的数据以及增大了研究过程的难度，另一方面由于研究过程的不准确导致了研究结果的不准确。
[0003]无线输电装置的研究过程中一般需要研究四大部分:
[0004]1整个输电装置的总体效率；
[0005]2输电装置逆变电路的总体效率；
[0006]3输电装置中电能从发射线圈到达接收线圈的传输效率；
[0007]4输出电能质量以及与负载的关系。
[0008]鉴于以上几个需要，所以采样系统必须对系统的输入、输出端进行电流、电压采样，对两个线圈的输入、输出电压、电流进行采样。而由于系统工作频率高，根据采样定理若需要对工作频率高达10MHz的无线输电装置进行高速采样，那么采样频率必须达到20Msps以上，高速的采样将产生大量的数据，故必须采用高速处理器接收数据并转发到电脑中，否则将丢失大量数据导致结果的错误。
【实用新型内容】
[0009]本实用新型的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种无线输电装置电能参数采样系统，本系统能够更好地研发无线输电装置，并准确评估其效率。
[0010]本实用新型解决其技术问题是采取以下技术方案实现的:
[0011]—种无线输电装置电能参数采样系统，其特征在于:包括无线输电装置的系统电路、采样调理电路以及A/D转换及数据处理电路，无线输电装置的系统电路输出端连接采样调理电路接收端，采样调理电路输出端连接A/D转换及数据处理电路的输入端。
[0012]而且，所述无线输电装置的系统电路包括依次顺序串联的电网、整流滤波电路、逆变器、补偿电路、发射线圈、接收线圈、补偿电路、同步整流电路以及系统输出电路，在电网与整流滤波电路之间引出一数据线连接采样调理电路，在补偿电路与发射线圈之间引出一数据线连接调理电路，在补偿电路与同步整流电路之间引出一数据线连接采样调理电路，在同步整流电路与系统输出电路之间引出一数据线连接采样调理电路。
[0013]而且，所述采样调理电路包括并联的输电装置输入端电流采样模块、输电装置输入端电压采样模块、发射器线圈输入电流采样模块、发射器线圈输入电压采样模块、接收线圈输出电流采样模块、接收线圈输出电压采样模块、输电装置输出电流采样模块以及输电装置输出电压采样模块，其中，输电装置输入端电流采样模块与输电装置输入端电压采样模块的输入端均连接电网与整流滤波电路之间引出的数据线，发射器线圈输入电流采样模块与发射器线圈输入电压采样模块的输入端均连接补偿电路与发射线圈之间引出的数据线，接收线圈输出电流采样模块与接收线圈输出电压采样模块的输入端均连接补偿电路与同步整流电路之间引出的数据线，输电装置输出电流采样模块与输电装置输出电压采样模块的输入端均连接同步整流电路与系统输出电路之间引出的数据线，该多个采样模块并联输出端连接A/D转换及数据处理电路。
[0014]而且，所述A/D转换及数据处理电路包括依次串联高速A/D转换器、FPGA处理器以及电脑，高速A/D转换器的输入端连接采样调理电路的输出端。
[0015]本实用新型的优点和积极效果是:
[0016]1、本系统是在研究无站输电装置特点的基础上设计了一种准确测量无线输电装置电能参数的采样系统，系统采用了高速A/D对无线输电装置的输入及输出端进行采样，并采用FPGA对采样后的数据进行处理，得出的结果将发送到电脑，使无线输电系统的电能参数及其传输效率显示在电脑上。
[0017]2、本系统能够对无线输电装置电能参数进行准确采样并显示多个电能参数的采样系统，方便了研究人员在研究无线输电装置过程中对数据的采集、对比以及数据保存。
【附图说明】
[0018]图1为本系统结构框图。
[0019]图中标记:1_无线输电装置的系统电路，2-采样调理电路，3-A/D转换及数据处理电路。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图并通过具体实施例对本实用新型作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本实用新型的保护范围。
[0021]—种无线输电装置电能参数采样系统，本系统包括无线输电装置的系统电路1、采样调理电路2以及A/D转换及数据处理电路3，无线输电装置的系统电路输出端连接采样调理电路接收端，采样调理电路输出端连接A/D转换及数据处理电路的输入端，各部分电路的具体结构为:
[0022]无线输电装置的系统电路包括依次顺序串联的电网、整流滤波电路、逆变器、补偿电路、发射线圈、接收线圈、补偿电路、同步整流电路以及系统输出电路，在电网与整流滤波电路之间引出一数据线连接采样调理电路，在补偿电路与发射线圈之间引出一数据线连接调理电路，在补偿电路与同步整流电路之间引出一数据线连接采样调理电路，在同步整流电路与系统输出电路之间引出一数据线连接采样调理电路。
[0023]采样调理电路包括并联的输电装置输入端电流采样模块、输电装置输入端电压采样模块、发射器线圈输入电流采样模块、发射器线圈输入电压采样模块、接收线圈输出电流采样模块、接收线圈输出电压采样模块、输电装置输出电流采样模块以及输电装置输出电压采样模块，其中，输电装置输入端电流采样模块与输电装置输入端电压采样模块的输入端均连接电网与整流滤波电路之间引出的数据线，发射器线圈输入电流采样模块与发射器线圈输入电压采样模块的输入端均连接补偿电路与发射线圈之间引出的数据线，接收线圈输出电流采样模块与接收线圈输出电压采样模块的输入端均连接补偿电路与同步整流电路之间引出的数据线，输电装置输出电流采样模块与输电装置输出电压采样模块的输入端均连接同步整流电路与系统输出电路之间引出的数据线，该多个采样模块并联输出端连接A/D转换及数据处理电路。
[0024]A/D转换及数据处理电路包括依次串联高速A/D转换器、FPGA处理器以及电脑，高速A/D转换器的输入端连接采样调理电路的输出端。
[0025]本系统的工作流程为:
[0026]电网中的工频电源经过整流滤波所获得的直流电在逆变器中进行高频逆变，高频交变电流通过一次侧补偿电路后进入发射线圈，发射线圈将产生跟随逆变器变化的高频交变电磁场，接收线圈进入该电磁场后通过电磁感应产生相同频率交变电流，该交变电流在无线供电接收装置中又产生相同频率的交变电磁场，由于两个装置的振荡频率相同，故两者产生共振作用使能量的传递作用得到加强，最终使电能最大程度地从无线输电装置的发射线圈通过电磁耦合方式传送到无线输电装置的接收线圈上并对外输出电能。
[0027]由于无线供电接收线圈感应到的是高频电磁场，所以对外输出的将是高频电流，所以必须对其整流滤波才能供负载使用。
[0028]本实用新型是在研究无站输电装置特点的基础上设计了一种准确测量无线输电装置电能参数的采样系统，系统采用了高速A/D对无线输电装置的输入及输出端进行采样，并采用FPGA对采样后的数据进行处理，得出的结果将发送到电脑，使无线输电系统的电能参数及其传输效率显示在电脑上。
[0029]尽管为说明目的公开了本实用新型的实施例和附图，但是本领域的技术人员可以理解:在不脱离本实用新型及所附权利要求的精神和范围内，各种替换、变化和修改都是可能的，因此，本实用新型的范围不局限于实施例和附图所公开的内容。
【主权项】
1.一种无线输电装置电能参数采样系统，其特征在于:包括无线输电装置的系统电路、采样调理电路以及A/D转换及数据处理电路，无线输电装置的系统电路输出端连接采样调理电路接收端，采样调理电路输出端连接A/D转换及数据处理电路的输入端。2.根据权利要求1所述无线输电装置电能参数采样系统，其特征在于:所述无线输电装置的系统电路包括依次顺序串联的电网、整流滤波电路、逆变器、补偿电路、发射线圈、接收线圈、补偿电路、同步整流电路以及系统输出电路，在电网与整流滤波电路之间引出一数据线连接采样调理电路，在补偿电路与发射线圈之间引出一数据线连接调理电路，在补偿电路与同步整流电路之间引出一数据线连接采样调理电路，在同步整流电路与系统输出电路之间引出一数据线连接采样调理电路。3.根据权利要求2所述无线输电装置电能参数采样系统，其特征在于:所述采样调理电路包括并联的输电装置输入端电流采样模块、输电装置输入端电压采样模块、发射器线圈输入电流采样模块、发射器线圈输入电压采样模块、接收线圈输出电流采样模块、接收线圈输出电压采样模块、输电装置输出电流采样模块以及输电装置输出电压采样模块，其中，输电装置输入端电流采样模块与输电装置输入端电压采样模块的输入端均连接电网与整流滤波电路之间引出的数据线，发射器线圈输入电流采样模块与发射器线圈输入电压采样模块的输入端均连接补偿电路与发射线圈之间引出的数据线，接收线圈输出电流采样模块与接收线圈输出电压采样模块的输入端均连接补偿电路与同步整流电路之间引出的数据线，输电装置输出电流采样模块与输电装置输出电压采样模块的输入端均连接同步整流电路与系统输出电路之间引出的数据线，该多个采样模块并联输出端连接A/D转换及数据处理电路。4.根据权利要求1所述无线输电装置电能参数采样系统，其特征在于:所述A/D转换及数据处理电路包括依次串联高速A/D转换器、FPGA处理器以及电脑，高速A/D转换器的输入端连接采样调理电路的输出端。
【专利摘要】本实用新型涉及一种无线输电装置电能参数采样系统，包括无线输电装置的系统电路、采样调理电路以及A/D转换及数据处理电路,无线输电装置的系统电路输出端连接采样调理电路接收端，采样调理电路输出端连接A/D转换及数据处理电路的输入端。本系统是在研究无站输电装置特点的基础上设计了一种准确测量无线输电装置电能参数的采样系统，系统采用了高速A/D对无线输电装置的输入及输出端进行采样，并采用FPGA对采样后的数据进行处理，得出的结果将发送到电脑，使无线输电系统的电能参数及其传输效率显示在电脑上。
【IPC分类】G01R22/10
【公开号】CN205120825
【申请号】CN201520860206
【发明人】邹琪, 刘洋洋, 李磊, 杨光
【申请人】国网天津市电力公司, 国家电网公司
【公开日】2016年3月30日
【申请日】2015年10月30日