一种煤矿井下长距离智能无线照明系统的制作方法

本发明涉及一种无线充电系统，具体为一种煤矿井下长距离智能无线照明系统，属于无线充电技术领域。

背景技术：

矿产资源是关乎国计民生的国家战略资源，矿产资源的安全开采是工业发展的根本基础之一，关系到生命安全和经济可持续发展。井下照明设备的安全运行有着至关重要的作用，但目前井下照明设备采用的接触式供电方法存在易打结、接触不良、矿井环境易燃易爆、检修安装麻烦等安全隐患，因此对井下照明设备供电方式的安全改良是势在必行的。

对于现有的井下照明系统，其采用接触式供电具有一定的不足，存在易打结、接触不良、矿井环境易燃易爆、检修安装麻烦等安全隐患问题。

技术实现要素：

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种煤矿井下长距离智能无线照明系统。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：一种煤矿井下长距离智能无线照明系统，包括大巷壁、交流电源、原边整流及高频变换装置、原边谐振补偿装置、能量发射导轨线圈、挂钩、功率拾取与变换装置和照明设备；所述大巷壁内设置有能量发射导轨线圈、功率拾取与变换装置和照明设备，所述原边整流及高频逆变装置和原边谐振补偿装置固定安装在大巷变电所的交流电源一侧，所述交流电源的输出端连接在原边整流及高频逆变装置的输入端，所述原边整流及高频变换装置的输出端与原边谐振补偿装置的输入端进行连接，所述原边谐振补偿装置的输出端与能量发射导轨线圈的输入端进行电性连接，所述能量发射导轨线圈根据照明区域要求安装在大巷壁上，且所述能量发射导轨线圈经过大巷壁一侧墙壁，再经过大巷壁顶部到另一侧墙壁，最后经过大巷壁地面回到电源转换装置，形成闭合回路，所述功率拾取与变换装置和照明设备呈电性连接，所述功率拾取与变换装置和照明设备通过挂钩挂接在能量发射导轨线圈上。

优选的，为了能够将电网交流电源直接整流为较平滑的直流电，所述功率拾取与变换装置包括拾取线圈、副边谐振补偿装置、整流滤波与功率变换装置。

优选的，为了实现输出电压与负载无关的恒压特性，所述原边谐振补偿装置采用LCL拓扑；副边谐振补偿装置采用S拓扑。

优选的，为了以保证较好的耦合，保证照明设备足够的功率拾取，所述能量发射线圈采用导轨式结构，且拾取线圈采用C型线圈结构。

优选的，为了避免发热与能量损耗，所述挂钩采用非金属材料制成。

本发明的有益效果是：该煤矿井下长距离智能无线照明系统设计合理，采用了上述方案，无线充电系统通过电磁感应耦合，实现照明设备的无线供电，与传统的接触式供电方式相比：

①可以根据实际照明区域要求任意布置能量发射导轨线圈；

②功率拾取与变换装置和照明设备可以根据照明要求放在能量发射导轨线圈的任意位置；

③功率拾取与变换装置和照明设备可以任意挪动，检修与更换，无需整个电路停电，供电可靠性更高，降低了风险。

同时由于能量发射到过线圈与功率拾取与变换装置之间电气隔离，具有供电灵活、控制简单、安全性高，方便维修优点。

附图说明

图1为本发明煤矿井下长距离智能无线照明系统图；

图2为本发明的电路原理图；

图3为本发明井下长距离无线照明系统工作原理框图。

图中，1、大巷壁，2、交流电源，3、原边整流及高频变换装置，4、原边谐振补偿装置，5、能量发射导轨线圈，6、挂钩，7、功率拾取与变换装置和8、照明设备。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1～3，一种煤矿井下长距离智能无线照明系统，包括大巷壁1、交流电源2、原边整流及高频变换装置3、原边谐振补偿装置4、能量发射导轨线圈5、挂钩6、功率拾取与变换装置7和照明设备8；所述大巷壁1内设置有能量发射导轨线圈5、功率拾取与变换装置7和照明设备8，所述原边整流及高频逆变装置3和原边谐振补偿装置4固定安装在大巷变电所的交流电源2一侧，所述交流电源2的输出端连接在原边整流及高频逆变装置3的输入端，所述原边整流及高频变换装置3的输出端与原边谐振补偿装置4的输入端进行连接，所述原边谐振补偿装置4的输出端与能量发射导轨线圈5的输入端进行电性连接，所述能量发射导轨线圈5根据照明区域要求安装在大巷壁1上，且所述能量发射导轨线圈5经过大巷壁1一侧墙壁，再经过大巷壁1顶部到另一侧墙壁，最后经过大巷壁1地面回到电源转换装置，形成闭合回路，所述功率拾取与变换装置7和照明设备8呈电性连接，所述功率拾取与变换装置7和照明设备8通过挂钩6挂接在能量发射导轨线圈5上。

所述功率拾取与变换装置7包括拾取线圈、副边谐振补偿装置、整流滤波与功率变换装置，能够将电网交流电源直接整流为较平滑的直流电，所述原边谐振补偿装置4采用LCL拓扑；副边谐振补偿装置采用S拓扑，实现输出电压与负载无关的恒压特性，所述能量发射线圈5采用导轨式结构，且拾取线圈采用C型线圈结构，以保证较好的耦合，并方便拆卸，保证照明设备足够的功率拾取，所述挂钩6采用非金属材料制成，避免发热与能量损耗。

工作原理：在使用该煤矿井下长距离智能无线照明系统时，通过电磁感应耦合，实现照明设备的无线供电，可以根据实际照明区域要求任意布置能量发射导轨线圈5；功率拾取与变换装置7和照明设备8可以根据照明要求放在能量发射导轨线圈5的任意位置；功率拾取与变换装置7和照明设备8可以任意挪动，检修与更换，无需整个电路停电，供电可靠性更高，降低了风险，同时由于能量发射到过线圈5与功率拾取与变换装置7之间电气隔离，具有供电灵活、控制简单、安全性高，方便维修优点。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。