非接觸電能傳輸系統(tǒng)電磁機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)演示裝置及其方法
【專利摘要】一種非接觸電能傳輸系統(tǒng)電磁機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)演示裝置及其方法，裝置構(gòu)成是：底座的縱向滑軌與左、右基座底部的滑槽配合；底座左、右兩端分別通過軸承連接左、右縱向調(diào)節(jié)絲桿，兩絲桿分別與左、右基座上的螺母連接；左、右基座頂部橫向的滑軌分別與左、右橫向滑塊底部的滑槽配合，左、右橫向滑塊的相對(duì)面分別螺紋連接發(fā)射線圈承載板與接收線圈承載板；左、右基座前端分別通過軸承連接左、右橫向調(diào)節(jié)絲桿，兩橫向調(diào)節(jié)絲桿分別與左、右橫向滑塊上的螺母連接；能量輸入端和輸出端均與功率測(cè)試及處理顯示設(shè)備相連。該裝置能夠測(cè)試出發(fā)射線圈和接收線圈之間相對(duì)距離與系統(tǒng)傳輸效率的數(shù)量關(guān)系，為非接觸電能傳輸系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、制造與使用、維護(hù)提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。
【專利說明】非接觸電能傳輸系統(tǒng)電磁機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)演示裝置及其方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種非接觸電能傳輸系統(tǒng)電磁機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)演示裝置及其方法。
【背景技術(shù)】
[0002]基于電磁感應(yīng)原理的非接觸電能傳輸系統(tǒng)，由發(fā)送端和接收端兩部分組成。發(fā)送端的組成原理是:電網(wǎng)的工頻電經(jīng)過整流器整流成直流電，再經(jīng)過高頻逆變器將直流逆變成高頻的交流電，高頻的交流電流在發(fā)送線圈中流動(dòng)產(chǎn)生高頻交變磁場(chǎng)。接收端的組成原理是:接收端的接收線圈感應(yīng)到發(fā)送線圈產(chǎn)生的高頻交變的磁場(chǎng)，在接收線圈中感生出高頻的交流電，接收線圈中的高頻交流電經(jīng)過整流器整流成直流電，再逆變?yōu)樨?fù)載所需(通常為工頻)交流電，從而完成電能的無線傳輸。
[0003]非接觸電能傳輸系統(tǒng)的核心問題就是接收線圈和發(fā)送線圈即電磁機(jī)構(gòu)之間的能量傳輸。其傳輸?shù)墓β噬舷抟约皞鬏斝始扰c兩線圈的幾何構(gòu)造有關(guān)，也與兩線圈(電磁機(jī)構(gòu))之間的相對(duì)位置有著極大的關(guān)系:其中，電磁機(jī)構(gòu)的幾何構(gòu)造決定線圈自身的自感大小，而相對(duì)位置決定電磁機(jī)構(gòu)之間的互感量大小。因此，對(duì)發(fā)射線圈和接收線圈即電磁機(jī)構(gòu)之間相對(duì)距離與非接觸電能傳輸系統(tǒng)的傳輸效率進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究得出二者的數(shù)量關(guān)系，能為非接觸電能傳輸系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、制造與使用、維護(hù)提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)；同時(shí)，對(duì)二者的關(guān)系進(jìn)行演示，也能直觀地反映出非接觸電能傳輸系統(tǒng)的原理、工作過程、傳輸效率與電磁機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)與相對(duì)距離的關(guān)系，從而有利于非接觸電能傳輸系統(tǒng)的教學(xué)與推廣。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的就是提供一種非接觸電能傳輸系統(tǒng)電磁機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)演示裝置，該裝置能夠測(cè)試出發(fā)射線圈和接收線圈即電磁機(jī)構(gòu)之間相對(duì)距離與非接觸電能傳輸系統(tǒng)傳輸效率的數(shù)量關(guān)系，能為非接觸電能傳輸系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、制造與使用、維護(hù)提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。同時(shí)，能直觀地演示出非接觸電能傳輸系統(tǒng)的原理、工作過程、傳輸效率與電磁機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)與相對(duì)距離的關(guān)系，從而有利于非接觸電能傳輸系統(tǒng)的教學(xué)與推廣。
[0005]本發(fā)明實(shí)現(xiàn)其發(fā)明目的所采用的技術(shù)方案是:一種非接觸電能傳輸系統(tǒng)電磁機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)演示裝置，其特征在于:
[0006]縱向的底座上設(shè)置有縱向滑軌，左、右基座底部的滑槽與縱向滑軌配合；底座左、右兩端分別通過軸承連接左、右縱向調(diào)節(jié)絲桿，左、右縱向調(diào)節(jié)絲桿分別與左、右基座上的螺母連接；
[0007]左、右基座頂部橫向的左、右滑軌分別與左、右橫向滑塊底部的滑槽配合，左橫向滑塊的右側(cè)面螺紋連接用于放置非接觸電能傳輸系統(tǒng)發(fā)射線圈的發(fā)射線圈承載板，右橫向滑塊的左側(cè)面螺紋連接用于放置非接觸電能傳輸系統(tǒng)接收線圈的接收線圈承載板；
[0008]左、右基座前端分別通過軸承連接左、右橫向調(diào)節(jié)絲桿的前端，左、右橫向調(diào)節(jié)絲桿的后端分別與左、右橫向滑塊上的螺母連接；
[0009]非接觸電能傳輸系統(tǒng)的能量輸入端和能量輸出端均與功率測(cè)試及處理顯示設(shè)備相連。
[0010]本發(fā)明的另一發(fā)明目的是提供一種使用上述的非接觸電能傳輸系統(tǒng)電磁機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)演示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)演示的方法。
[0011]本發(fā)明實(shí)現(xiàn)另一發(fā)明目的所采用的技術(shù)方案是，一種使用上述的非接觸電能傳輸系統(tǒng)電磁機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)演示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)及演示的方法，其具體做法是:
[0012]a、準(zhǔn)備:將發(fā)射線圈承載板及接收線圈承載板從左、右橫向滑塊上取下，將擬實(shí)驗(yàn)的非接觸電能傳輸系統(tǒng)的發(fā)射線圈及接收線圈分別粘貼在發(fā)射線圈承載板及接收線圈承載板上，再將發(fā)射線圈承載板及接收線圈承載板分別螺紋連接在左橫向滑塊的右側(cè)面和右橫向滑塊的左側(cè)面；
[0013]b、實(shí)驗(yàn)演不:啟動(dòng)非接觸電能傳輸系統(tǒng)，旋轉(zhuǎn)左、右縱向調(diào)節(jié)絲桿以調(diào)節(jié)左、右基座的縱向位置，從而實(shí)現(xiàn)左、右基座上的發(fā)射線圈承載板及其發(fā)射線圈和接收線圈承載板及其接收線圈之間的縱向相對(duì)距離的調(diào)節(jié)；
[0014]旋轉(zhuǎn)左、右橫向調(diào)節(jié)絲桿以調(diào)節(jié)左、右橫向滑塊，從而實(shí)現(xiàn)左、右橫向滑塊上的發(fā)射線圈承載板及其發(fā)射線圈和接收線圈承載板及其接收線圈之間橫向相對(duì)距離的調(diào)節(jié)；
[0015]在縱向相對(duì)距離和橫向相對(duì)距離調(diào)節(jié)的同時(shí)，通過功率測(cè)試及處理顯示設(shè)備同步測(cè)試能量輸入端功率及能量輸出端功率，計(jì)算能量傳輸效率并將能量傳輸效率和對(duì)應(yīng)的縱向相對(duì)距離和橫向相對(duì)距離進(jìn)行儲(chǔ)存和顯示。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0017]一、本發(fā)明的發(fā)射線圈承載板與接收線圈承載板分別螺紋連接在左、右橫向滑塊和左、右基座構(gòu)成的橫向絲桿絲母機(jī)構(gòu)上，從而可以方便、精確地調(diào)節(jié)電磁結(jié)構(gòu)中發(fā)射線圈及接收線圈的橫向相對(duì)距離；而該橫向絲桿絲母結(jié)構(gòu)又固定在左、右基座與縱向滑軌組成的縱向絲桿絲母機(jī)構(gòu)上，從而也可以方便、精確地調(diào)節(jié)電磁結(jié)構(gòu)中發(fā)射線圈及接收線圈的縱向相對(duì)距離；在調(diào)節(jié)縱向距離和橫向距離的同時(shí)，系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)測(cè)得能量發(fā)射端和能量接收端的功率，并計(jì)算出系統(tǒng)的能量傳輸效率，進(jìn)而得出能量傳輸效率與橫向、縱向相對(duì)距離的數(shù)量關(guān)系；為非接觸電能傳輸系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、制造與使用、維護(hù)提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)；
[0018]二、本發(fā)明的發(fā)射線圈承載板和接收線圈承載板便于粘貼更換不同構(gòu)造的發(fā)射線圈和接收線圈，從而方便地實(shí)現(xiàn)不同構(gòu)造的電磁結(jié)構(gòu)與縱、橫向相對(duì)距離的實(shí)驗(yàn)；
[0019]三、在進(jìn)行橫向、縱向相對(duì)距離調(diào)節(jié)的同時(shí)，功率測(cè)試及處理顯示設(shè)備能直觀地顯示出非接觸電能傳輸系統(tǒng)的傳輸效率與電磁機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)與相對(duì)距離的關(guān)系，從而演示出非接觸電能傳輸系統(tǒng)的原理、工作過程、傳輸效率與電磁機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)與相對(duì)距離的關(guān)系，利于非接觸電能傳輸系統(tǒng)的教學(xué)與推廣。
[0020]上述的底座的縱向滑軌上設(shè)有縱向距離標(biāo)尺，左、右基座頂部的橫向滑軌上也設(shè)有橫向距離標(biāo)尺；左縱向調(diào)節(jié)絲桿的左端部和右縱向調(diào)節(jié)絲桿的右端部均設(shè)有縱向距離調(diào)節(jié)手柄；左、右橫向調(diào)節(jié)絲桿的前端均設(shè)有橫向距離調(diào)節(jié)手柄。
[0021]使用橫向距離調(diào)節(jié)手柄和縱向距離調(diào)節(jié)手柄可以更方便地調(diào)節(jié)發(fā)射線圈和接收線圈之間的縱向相對(duì)距離和橫向相對(duì)距離；通過縱向距離標(biāo)尺與橫向距離標(biāo)尺可以更方便、直觀地測(cè)量出發(fā)射線圈和接收線圈之間的縱向相對(duì)距離和橫向相對(duì)距離。
[0022]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1是本發(fā)明實(shí)施例的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]實(shí)施例
[0025]圖1不出，本發(fā)明的一種【具體實(shí)施方式】,一種非接觸電能傳輸系統(tǒng)電磁機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)演示裝置，其特征在于:
[0026]縱向的底座I上設(shè)置有縱向滑軌lc，左、右基座2a，2b底部的滑槽與縱向滑軌Ic配合；底座I左、右兩端分別通過軸承連接左、右縱向調(diào)節(jié)絲桿la，lb，左、右縱向調(diào)節(jié)絲桿la, Ib分別與左、右基座2a，2b上的螺母連接；
[0027]左、右基座2a，2b頂部橫向的左、右滑軌2c，2d分別與左、右橫向滑塊3a，3b底部的滑槽配合，左橫向滑塊3a的右側(cè)面螺紋連接用于放置非接觸電能傳輸系統(tǒng)發(fā)射線圈的發(fā)射線圈承載板4，右橫向滑塊3b的左側(cè)面螺紋連接用于放置非接觸電能傳輸系統(tǒng)接收線圈的接收線圈承載板5;
[0028]左、右基座2a，2b前端分別通過軸承連接左、右橫向調(diào)節(jié)絲桿6a，6b的前端，左、右橫向調(diào)節(jié)絲桿6a, 6b的后端分別與左、右橫向滑塊3a, 3b上的螺母連接；
[0029]非接觸電能傳輸系統(tǒng)的能量輸入端和能量輸出端均與功率測(cè)試及處理顯示設(shè)備相連。
[0030]本例的底座I的縱向滑軌Ic上設(shè)有縱向距離標(biāo)尺7a，左、右基座2a，2b頂部的橫向滑軌上也設(shè)有橫向距離標(biāo)尺7b ;左縱向調(diào)節(jié)絲桿Ia的左端部和右縱向調(diào)節(jié)絲桿Ia的右端部均設(shè)有縱向距離調(diào)節(jié)手柄8 ;左、右橫向調(diào)節(jié)絲桿6a，6b的前端均設(shè)有橫向距離調(diào)節(jié)手柄9。
[0031]使用本例的非接觸電能傳輸系統(tǒng)電磁機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)演示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)及演示的方法，其具體做法是:
[0032]a、準(zhǔn)備:將發(fā)射線圈承載板4及接收線圈承載板5從左、右橫向滑塊3a，3b上取下，將擬實(shí)驗(yàn)的非接觸電能傳輸系統(tǒng)的發(fā)射線圈及接收線圈分別粘貼在發(fā)射線圈承載板4及接收線圈承載板5上，再將發(fā)射線圈承載板4及接收線圈承載板5分別螺紋連接在左橫向滑塊3a的右側(cè)面和右橫向滑塊3b的左側(cè)面；
[0033]b、實(shí)驗(yàn)演示:啟動(dòng)非接觸電能傳輸系統(tǒng)，旋轉(zhuǎn)左、右縱向調(diào)節(jié)絲桿la，lb以調(diào)節(jié)左、右基座2a, 2b的縱向位直，從而實(shí)現(xiàn)左、右基座2a, 2b上的發(fā)射線圈承載板4及其發(fā)射線圈和接收線圈承載板5及其接收線圈之間的縱向相對(duì)距離的調(diào)節(jié)；
[0034]旋轉(zhuǎn)左、右橫向調(diào)節(jié)絲桿6a，6b以調(diào)節(jié)左、右橫向滑塊3a，3b，從而實(shí)現(xiàn)左、右橫向滑塊3a，3b上的發(fā)射線圈承載板4及其發(fā)射線圈和接收線圈承載板5及其接收線圈之間橫向相對(duì)距離的調(diào)節(jié)；
[0035]在縱向相對(duì)距離和橫向相對(duì)距離調(diào)節(jié)的同時(shí)，通過功率測(cè)試及處理顯示設(shè)備同步測(cè)試能量輸入端功率及能量輸出端功率，計(jì)算能量傳輸效率并將能量傳輸效率和對(duì)應(yīng)的縱向相對(duì)距離和橫向相對(duì)距離進(jìn)行儲(chǔ)存和顯示。
【權(quán)利要求】
1.一種非接觸電能傳輸系統(tǒng)電磁機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)演示裝置，其特征在于: 縱向的底座(1)上設(shè)置有縱向滑軌(1C)，左、右基座(2a，2b)底部的滑槽與縱向滑軌(Ic)配合；底座⑴左、右兩端分別通過軸承連接左、右縱向調(diào)節(jié)絲桿(la，lb)，左、右縱向調(diào)節(jié)絲桿(la，lb)分別與左、右基座(2a，2b)上的螺母連接； 左、右基座(2a，2b)頂部橫向的左、右滑軌(2c，2d)分別與左、右橫向滑塊(3a，3b)底部的滑槽配合，左橫向滑塊(3a)的右側(cè)面螺紋連接用于放置非接觸電能傳輸系統(tǒng)發(fā)射線圈的發(fā)射線圈承載板(4)，右橫向滑塊(3b)的左側(cè)面螺紋連接用于放置非接觸電能傳輸系統(tǒng)接收線圈的接收線圈承載板(5)； 左、右基座(2a，2b)前端分別通過軸承連接左、右橫向調(diào)節(jié)絲桿(6a，6b)的前端，左、右橫向調(diào)節(jié)絲桿(6a, 6b)的后端分別與左、右橫向滑塊(3a, 3b)上的螺母連接； 非接觸電能傳輸系統(tǒng)的能量輸入端和能量輸出端均與功率測(cè)試及處理顯示設(shè)備相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非接觸電能傳輸系統(tǒng)電磁機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)演示裝置，其特征在于:所述的底座⑴的縱向滑軌(Ic)上設(shè)有縱向距離標(biāo)尺(7a)，左、右基座(2a，2b)頂部的橫向滑軌上也設(shè)有橫向距離標(biāo)尺(7b);左縱向調(diào)節(jié)絲桿(Ia)的左端部和右縱向調(diào)節(jié)絲桿(Ia)的右端部均設(shè)有縱向距離調(diào)節(jié)手柄⑶；左、右橫向調(diào)節(jié)絲桿(6a，6b)的前端均設(shè)有橫向距離調(diào)節(jié)手柄(9)。
3.一種使用權(quán)利要求1所述的非接觸電能傳輸系統(tǒng)電磁機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)演示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)及演示的方法，其具體做法是: a、準(zhǔn)備:將發(fā)射線圈承載板(4)及接收線圈承載板(5)從左、右橫向滑塊(3a，3b)上取下，將擬實(shí)驗(yàn)的非接觸電能傳輸系統(tǒng)的發(fā)射線圈及接收線圈分別粘貼在發(fā)射線圈承載板(4)及接收線圈承載板(5)上，再將發(fā)射線圈承載板(4)及接收線圈承載板(5)分別螺紋連接在左橫向滑塊(3a)的右側(cè)面和右橫向滑塊(3b)的左側(cè)面； b、實(shí)驗(yàn)演示:啟動(dòng)非接觸電能傳輸系統(tǒng)，旋轉(zhuǎn)左、右縱向調(diào)節(jié)絲桿(la，lb)以調(diào)節(jié)左、右基座(2a, 2b)的縱向位置，從而實(shí)現(xiàn)左、右基座(2a, 2b)上的發(fā)射線圈承載板(4)及其發(fā)射線圈和接收線圈承載板(5)及其接收線圈之間的縱向相對(duì)距離的調(diào)節(jié)； 旋轉(zhuǎn)左、右橫向調(diào)節(jié)絲桿^a，6b)以調(diào)節(jié)左、右橫向滑塊(3a，3b)，從而實(shí)現(xiàn)左、右橫向滑塊(3a，3b)上的發(fā)射線圈承載板(4)及其發(fā)射線圈和接收線圈承載板(5)及其接收線圈之間橫向相對(duì)距離的調(diào)節(jié)； 在縱向相對(duì)距離和橫向相對(duì)距離調(diào)節(jié)的同時(shí)，通過功率測(cè)試及處理顯示設(shè)備同步測(cè)試能量輸入端功率及能量輸出端功率，計(jì)算能量傳輸效率并將能量傳輸效率和對(duì)應(yīng)的縱向相對(duì)距離和橫向相對(duì)距離進(jìn)行儲(chǔ)存和顯示。
【文檔編號(hào)】G09B23/18GK103943013SQ201410182670
【公開日】2014年7月23日 申請(qǐng)日期:2014年5月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月4日
【發(fā)明者】李硯玲, 黃立敏, 何正友, 林圣 , 麥瑞坤 申請(qǐng)人:西南交通大學(xué)