无线电能传输装置和系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型设及电能传输技术，尤其设及一种无线电能传输装置和系统。
【背景技术】
[0002] 电能作为人们生活中不可或缺的能源，它的主要传输方式是通过电线来实现的， 迄今为止，运种输电方式的地位仍然是无可取代的。但是随着科技的蓬勃发展，传统的供电 方式也变得越来越不能满足生产和生活的实际需求，现代人对无线输电的需求越来越的迫 切。
[0003] 目前，磁禪合谐振式无线电能传输是无线电能传输的一种实现方式。具体的，该磁 禪合谐振式无线电能利用谐振原理，使得其在中等距离（传输距离一般为传输线圈直径的 几倍）传输时，仍能得到较高的效率和较大的功率，并且电能传输不受空间非磁性障碍物 的影响，具有传输距离较远，且对电磁环境的影响较小，且功率较大的优点。
[0004] 但是，现有技术的无线电能传输装置中，无线电能传输系统的能量传输效率并非 一直处于最大值，能量传输效率低下。因此，亟需一种无线电能传输装置可W提高无线电能 传输时的能量传输效率。 【实用新型内容】 阳〇化]本实用新型的目的是提供一种无线电能传输装置和系统，用W解决现有技术中的 无线电能传输装置的能量传输效率并非一直处于最大值，能量传输效率低下的问题。
[0006] 本实用新型一方面提供了一种无线电能传输装置，包括：
[0007] 用于将获取的交流电对应的能量传递给发射线圈的励磁线圈，W及用于将依据所 述能量产生的电能传输给无线电能接收装置的所述发射线圈；
[0008] 其中，所述发射线圈的线径与传输距离除W发射线圈的半径的立方成正比，并且 分别与真空磁导率、发射线圈的第一电导率、发射线圈工作的第一谐振角频率的负二分之 一次方成正比；
[0009] 所述发射装置与接收装置之间的距离为传输距离。
[0010] 如上所述的无线电能传输装置，优选地，所述励磁线圈包括相互串联的激励源和 单应线圈，所述发射线圈为多应线圈。 W11] 如上所述的无线电能传输装置，优选地，所述发射线圈的线径曰1满足如下公式：
[0012]
[0013] 其中，D为传输距离，曰1为发射线圈的线径，μ。为真空磁导率，ω 1为第一谐振角 频率，为第一电导率，ri为发射线圈的半径。
[0014] 本实用新型的又一方面提供了一种无线电能传输装置，包括：
[0015] 用于接收发射装置传输的电能的接收线圈，W及用于接收所述接收线圈传输的电 能的负载线圈；
[0016] 其中，所述接收线圈的线径与传输距离除W发射线圈的半径的立方成正比，并且 分别与第二真空磁导率、第二电导率、第二谐振角频率的负二分之一次方成正比；
[0017] 所述发射装置与接收装置之间的距离为传输距离。
[0018] 如上所述的无线电能传输装置，优选地，所述接收线圈为多应线圈，所述负载线圈 包括相互串联的负载和单应线圈。
[0019] 如上所述的无线电能传输装置，优选地，所述接收线圈的线径曰2满足如下公式：
[0020]
[0021] 其中，D为传输距离，曰2为接收线圈的线径，μ。为第二真空磁导率，ω 2为第二谐 振角频率，σ 2为第二电导率，r 2为接收线圈的半径。
[0022] 本实用新型的另一方面提供了一种无线电能传输系统，包括：上市任一无线电能 发射装置和上述任一无线电能接收装置，其中，发射线圈的线径和接收线圈的线径相等，第 一谐振角频率和第二谐振角频率相等，第一电导率和第二电导率相等，发射线圈的半径和 接收线圈的半径相等。
[0023] 由W上技术方案可知，本实用新型提供的无线电能传输装置和系统中，在发射装 置与接收装置之间的传输距离D固定，接收线圈的材料、线圈半径W及谐振工作频率已经 固定的情况下，此时接收线圈的线径若与传输距离除W接收线圈的半径的立方成正比，并 且分别与真空磁导率、第二电导率、第二谐振角频率的负二分之一次方成正比时，则接收装 置接收发射装置传输的电能时，整个电能传输系统处于临界禪合状态，使得传输效率得到 明显提局。
【附图说明】
[0024] 图1为本实用新型实施例提供的无线电能传输方法的流程图；
[0025] 图2是本实用新型另一实施例提供的无线电能传输方法的流程图；
[00%] 图3为本实用新型一实施例提供的发射装置和接收装置的等效电路图；
[0027] 图4为本实用新型又一实施例提供的无线电能传输方法的流程图；
[0028] 图5为本实用新型再一实施例提供的无线电能传输方法的流程图；
[0029] 图6为本实用新型另一实施例提供的无线电能发射装置的电路示意图；
[0030] 图7为本实用新型又一实施例提供的无线电能接收装置的电路示意图。
【具体实施方式】 阳〇31] 实施例一
[0032] 图1为本实用新型实施例提供的无线电能传输方法的流程图，本实施例的执行主 体为发射装置，如图1所示，该无线电能传输方法包括：
[0033] 步骤101，发射装置通过发射装置中的励磁线圈将获取的交流电对应的能量传递 给发射装置中的发射线圈，其中，发射线圈的线径与传输距离除W发射线圈的半径的立方 成正比，并且分别与真空磁导率、发射线圈的第一电导率、发射线圈工作的第一谐振角频率 的负二分之一次方成正比，发射装置与接收装置之间的距离为传输距离。
[0034] 其中，第一电导率是由发射线圈的材料确定，发射线圈可W采用铜线或侣线，传输 距离、发射线圈的半径可W根据实际需要进行选择，例如可W选择传输距离为50厘米，为 了限制发射装置的体积，发射线圈的半径可W选为10厘米。
[0035] 步骤102,发射装置通过发射线圈向接收装置传输电能，该电能由发射线圈依据所 述能量产生的。
[0036] 具体的，励磁线圈由激励源和单应线圈组成。励磁线圈与发射线圈之间是通过直 接禪合关系将能量从励磁线圈传输至发射线圈的。其中，发射装置的发射线圈要与接收装 置的接收线圈同轴放置。
[0037] 可W看出，在发射装置与接收装置之间的传输距离D固定，发射线圈的材料、线圈 半径W及谐振工作频率已经固定的情况下，此时发射线圈的线径若与传输距离除W发射线 圈的半径的立方成正比，并且分别与真空磁导率、第一电导率、第一谐振角频率的负二分之 一次方成正比时，则可W使得发射装置向接收装置传输电能时发射装置处于临界禪合状 态，使得传输效率得到明显提高。 W38] 实施例二
[0039] 图2为本实用新型另一实施例提供的无线电能传输方法的流程图，如图2所示，该 无线电能传输方法包括：
[0040] 步骤201，发射装置通过发射装置中的励磁线圈将获取的交流电对应的能量传递 给发射装置中的发射线圈。其中，发射线圈的线径ai满足如下公式：
[0041 ]
[0042] 其中，D为传输距离，μ。为真空磁导率，ω 1为第一谐振角频率，σ 1为第一电导率， ri为发射线圈的半径。
[0043] 根据上述公式可W推导d
f即发射线圈的线径与传输距离 除W发射线圈的半径的立方成正比，并且分别与真空磁导率、发射线圈的第一电导率、发射 线圈工作的第一谐振角频率的负二分之一次方成正比。
[0044] 步骤202,发射装置通过发射线圈向接收装置传输电能，电能由发射线圈依据所述 能量产生的。
[0045] 为了便于理解本实施例所给出的技术方案，下面给出上述公式的获取方法。
[0046] 具体的，对于发射装置而言，可W将励磁线圈的电路反射到发射线圈，即相当于在 发射线圈中加入一个感