一种基于电磁感应的轨道小车充电装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型设及电磁感应禪合电能传输技术领域，具体设及一种地下轨道小车的 非接触式充电装置及其充电方法。
【背景技术】
[0002] 在煤矿井中，轨道小车承担着运输各种机械设备等重要职责，然而小车的电源供 电却成了该类重要设备进入实用阶段的障碍。现有的矿用电源供电通常采用两种方式：一 部分采用电缆方式直接供电；另一部分采用滑触线和集电器供电。该两种供电方式电源与 负载之间必须要有直接的物理连接，在矿井等易燃易爆场合下，它具有很多缺陷和不足，比 如系统的安全性及其可靠性、使用寿命低W及地下钻井液和水的腐蚀等，该些都会带来人 身和设备安全的风险。
[0003] 因此，为了克服上述缺陷，迫切需要引入一种非接触式的电能传输方法，运用电磁 感应原理进行电能传输，消除物理连接所带来的缺陷W及安全隐患。 【实用新型内容】
[0004] 本实用新型为了解决上述问题而提供了一种基于电磁感应的轨道小车充电装置。
[0005] 本实用新型所要解决的技术问题采用W下技术方案来实现：
[0006] 一种基于电磁感应的地下轨道小车充电装置，其特征在于包括受电装置和送电 装置，所述的受电装置设置于轨道小车上，包括次级线圈、整流滤波电路W及功率调节电 路，所述的送电装置被设置成不与上述受电装置接触，包括整流滤波电路、高频调制电路、 谐振功放电路W及初级线圈，所述的送电装置整流滤波电路输入端与工频交流电连接，输 出端与所述的高频调制电路连接，所述的高频调制电路输出端与所述的谐振功放电路输入 端连接，所述的谐振功放电路输出端与所述的初级线圈连接，所述的初级线圈为充电输出 端，所述的送电装置与轨道小车所在隧道对应位置固定连接，所述的送电装置通过电磁感 应来向所述的受电装置传输电力，当所述的送电装置初级线圈与所述的受电线圈次级线圈 在一定距离范围内，且初级线圈的发射频率与次级线圈回路的频率相同时，就能实现电能 的高效稳定传输。所述的送电装置分布点设置多个，满足日常作业时轨道小车的供电需求。
[0007] 一种基于电磁感应的地下轨道小车送电装置，其特征是所述的受电装置固定在轨 道小车底部，作为接收外部电力的接收端，所述的送电装置与轨道小车所在隧道对应位置 固定连接，作为发送电力的发送端，所述的受电装置和送电装置均包含两个接收端和发送 端，用于提高电能的传输效率。
[000引当小车需要充电时，移动小车使其靠近初级电感位置，当小车与初级电感位置对 应时为最好，此时，工频交流电经整流滤波电路，再经过高频调制电路变为高频的交流电， 高频交流电经初级线圈向次级线圈发射电磁能量，次级线圈就会感应出相应频率感应电 压，再经整流滤波稳压后向小车电池稳定充电。
[0009] 更具体地，所述送电装置的整流滤波电路和谐振功放电路主要由肥555信号发生 器、6N137光电禪合巧片和开关电路构成，所述的肥555巧片是一个用途很广且只需少数的 电阻和电容，便可产生各种不同频率的脉波讯号，所述的6N137光禪合器是一款用于单通 道的高速光禪合器，主要用途包括高速数字开关等，进一步地，为了得到所需输出功率， 开关电路选择漏极功耗足够大的场效应管，其工作电流和漏极电压都较高，既保证能提供 足够的振幅同时又不毁坏MOS管，因此本设计电路选择IRF540。
[0010] 本实用新型的有益效果是；一种基于电磁感应的地下轨道小车充电装置采用非接 触式供电方式，避免导线直接供电及接触火星带来的安全隐患，同时具有传输效率高、布设 简单、安全系数高等优点，给井下作业带来诸多便捷。
【附图说明】
[0011] 图1非接触式供电系统系统结构示意图。
[0012] 图2非接触式供电系统电能发射电路图。
[0013] 图3非接触式供电系统电能接收电路。
[0014] 图4本实用新型的实施方式结构图。
【具体实施方式】
[001引为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下 面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。
[0016] 如图1、图2、图3所示，一种基于电磁感应的轨道小车充电装置，包括受电装置：含 有次级线圈、整流滤波电路、功率调节电路；送电装置；含有高频调制电路、谐振功放电路 W及初级线圈。所述受电装置固定在轨道小车底部固定部位，所述送电装置与轨道小车的 受电装置相对应地固定连接，所述送电装置整流滤波电路的输入端与工频交流电连接，输 出端与所述高频调制电路连接，所述高频调制电路的输出端与所述谐振功放电路输入端连 接，所述谐振功放电路的输出端与所述初级线圈连接，所述初级线圈为充电输出端，所述送 电装置通过电磁感应向安装在轨道小车上的受电装置传输电力。
[0017] 送电装置主要由整流滤波电路、高频调制电路、谐振功放电路和初级线圈构 成.如图2所示，采用肥555构成震荡频率10曲Z~100曲Z信号发生器，提供激励信号，再 经光电禪合巧片6N137隔离去驱动MOSFET的关断，此电路中IRF540场效应管作为高频调 制的核屯、元件，同时也可W将谐振信号进行放大，谐振功率放大器由LC并联回路和IRF540 构成。由f=l/( 2nv瓦饰知，若当谐振频率为10曲Z~100曲Z时，通过实测电感值，可获得与 线圈并联的电容值大小，进而可方便调节谐振频率。
[001引受电装置主要由次级线圈、整流滤波电路、功率调节电路等电路构成，如图3所 示，当谐振功率放大器的谐振频率与激励信号频率相同时，功率放大器发生谐振，此时初级 线圈产生最大的交变电磁场，当次级线圈与初级线圈靠近时，次级线圈就会产生感应电压， 若次级线圈回路的频率与初级线圈的谐振频率相同，次级线圈感应电压达到最大值。为此， 本受电装置电路中电容。等于C 2,互感线圈的Li等于L 2。
[0019] 如图4所示，本实用新型实施过程中，在轨道小车所在隧道布置多个非接触式充 电点，针对每个轨道小车充电系统，均使用2个受电线圈和2个送电线圈，该样做能够通过 多个路径传输电力，提高电力传输效率。
[0020] W上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行 业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述 的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还 会有各种变化和改进，该些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型 要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
【主权项】
1. 一种基于电磁感应的地下轨道小车充电装置，其特征在于包括受电装置和送电装 置，所述的受电装置设置于轨道小车上，包括次级线圈、整流滤波电路以及功率调节电路， 所述的送电装置被设置成不与上述受电装置接触，包括整流滤波电路、高频调制电路、谐振 功放电路以及初级线圈，所述的送电装置整流滤波电路输入端与工频交流电连接，输出端 与所述的高频调制电路连接，所述的高频调制电路输出端与所述的谐振功放电路输入端连 接，所述的谐振功放电路输出端与所述的初级线圈连接，所述的初级线圈为充电输出端， 所述的送电装置与轨道小车所在隧道对应位置固定连接，所述的送电装置通过电磁感应 来向所述的受电装置传输电力，当所述的送电装置初级线圈与所述的受电线圈次级线圈在 一定距离范围内，且初级线圈的发射频率与次级线圈回路的频率相同时，就能实现电能的 高效稳定传输。
2. 根据权利要求1所述的一种基于电磁感应的地下轨道小车充电装置，其特征是所述 的受电装置固定在轨道小车底部，作为接收外部电力的接收端，所述的送电装置与轨道小 车所在隧道对应位置固定连接，作为发送电力的发送端，所述的受电装置和送电装置均包 含两个接收端和发送端，用于提高电能的传输效率。
3. 根据权利要求1所述的一种基于电磁感应的地下轨道小车充电装置，其特征是工频 交流电经整流滤波电路，再经过高频调制电路变为高频的交流电，高频交流电经初级线圈 向次级线圈发射电磁能量，次级线圈就会感应出相应频率感应电压，经整流滤波稳压后向 负载供电，所述送电装置的整流滤波电路和谐振功放电路主要由NE555信号发生器、6N137 光电親合芯片和开关电路构成。
【专利摘要】一种基于电磁感应的轨道小车充电装置,其特征在于包括受电装置和送电装置,所述的受电装置设置于轨道小车上,包括次级线圈、整流滤波电路以及功率调节电路,所述的送电装置与轨道小车所在隧道对应位置固定连接,包括整流滤波电路、高频调制电路、谐振功放电路以及初级线圈，所述的送电装置整流滤波电路输入端与工频交流电连接，输出端与所述的高频调制电路连接，所述的高频调制电路输出端与所述的谐振功放电路输入端连接，所述的谐振功放电路输出端与所述的初级线圈连接，所述的初级线圈为充电输出端，所述的送电装置通过电磁感应来向所述的受电装置传输电力。本实用新型采用非接触方式供电,具有安全、便捷、易维护及可靠性高等诸多优点。
【IPC分类】H02J7-02
【公开号】CN204361762
【申请号】CN201420813304
【发明人】陶一伟
【申请人】安徽理工大学
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2014年12月18日