多點無線升降場系統及其升降場方法
2023-12-11 00:46:12 4
多點無線升降場系統及其升降場方法
【專利摘要】本發明涉及超導磁體升降場方法。本發明針對現有技術存在的設備冗餘等缺點，提供多點無線升降場系統，包括超導磁體線圈、線圈開關、通路選擇電路一、通路選擇電路二、逆變電路、整流電路、變流電路、諧振線圈、供能電路及耗能電路，超導磁體線圈與線圈開關連接，線圈開關與通路選擇電路一連接，通路選擇電路一分別與變流電路及逆變電路連接，變流電路與整流電路連接，逆變電路與整流電路連接並與諧振線圈的一邊線圈連接，諧振線圈的另一邊線圈與通路選擇電路二連接，通路選擇電路二分別與供能電路及耗能電路連接。本發明解決了現有技術中存在的設備冗餘、連線束縛、單點工作和磁通泵必須對準的缺點。本發明適用於超導磁體無線多點升降場方法。
【專利說明】多點無線升降場系統及其升降場方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及超導磁體升降場方法，特別涉及超導磁體無線多點升降場方法。
【背景技術】
[0002]目前超導磁體升降場廣泛應用三種方案，第一種方案是將升場和降場設備分為兩個設備，升場時利用勵磁電源將交流電轉換為直流電，將直流電輸送進超導磁體內的線圈，而降場時採用洩能設備直接消耗線圈能量；第二種方案是將升場和降場設備合為一個設備，升場時利用勵磁電源將交流電轉換為直流電，將直流電輸送進超導磁體內的線圈，而降場時利用逆變原理將線圈直流電轉換為交流電，再通過勵磁電源併入電網或其它設備；第三種方案是利用電磁感應原理，採用磁通泵將勵磁電源交流電傳輸到超導磁體，再通過整流、穩壓、濾波將交流電變為直流電，最後輸送進超導磁體內的線圈；降場則是先將超導磁體直流電轉化為交流電，再採用磁通泵將交流電傳輸到洩能電路。傳統的升降場方式，如按照第一種方案將需要升場與降場兩套設備，增加成本和佔地面積，增加設備出錯概率，同時必須從磁體與勵磁電源及洩能設備之間進行線纜連接，降低了設備的靈活性，並且只能進行單點升場和單點降場，設備工作效率低下；如按照第二種方案雖然將設備數量減少為一套設備，但磁體與勵磁電源之間需進行線纜連接，只能進行單點升場和單點降場，降低了設備的靈活性，設備工作效率低下；如按照第三方案雖然減少了設備數量，還免去了線纜連接的束縛，但是只能進行單點升場和單點降場而且必須精確對準才能工作，設備工作限制條件較多、效率低下。
【發明內容】
[0003]本發明所要解決的技術問題，就是針對現有技術存在的設備冗餘、連線束縛、單點工作及磁通泵必須對準的缺點，提供多點無線升降場系統及其升降場方法，利用兩個諧振頻率相同的線圈在磁場中可以不受放置位置限制，能夠自由轉換能量的原理來實現超導磁體無線多點升降場。
[0004]本發明解決所述技術問題，採用的技術方案是，多點無線升降場系統，包括超導磁體線圈，還包括線圈開關、通路選擇電路一、通路選擇電路二、逆變電路、整流電路、變流電路、諧振線圈、供能電路及耗能電路，所述超導磁體線圈與線圈開關連接，線圈開關與通路選擇電路一連接，通路選擇電路一分別與變流電路及逆變電路連接，變流電路與整流電路連接，逆變電路與整流電路連接並與諧振線圈的一邊線圈連接，諧振線圈的另一邊線圈與通路選擇電路二連接，通路選擇電路二分別與供能電路及耗能電路連接；
[0005]所述線圈開關，用於開啟或關閉超導磁體線圈與其他電路的連接；
[0006]所述通路選擇電路一及通路選擇電路二，用於根據升場或者降場需要切換電路系統的通路，使升場時超導磁體線圈與整流電路及供能電路接通，使降場時超導磁體線圈與逆變電路和耗能電路接通；
[0007]所述逆變電路，用於將直流電變為交流電，同時對轉換後的交流電的頻率、相位及幅值進行控制；
[0008]所述整流電路，用於將交流電變為直流電，同時對轉換後的直流電進行穩壓及濾波；
[0009]所述變流電路，用於將整流電路輸出的直流電，根據升場速率的需求進行逐步穩壓擴流；
[0010]所述諧振線圈，用於在磁場環境下，進行能量的交換；
[0011]所述供能電路，用於將電源轉化為與諧振線圈的諧振頻率一致的交流電，從而向超導磁體線圈輸送能量；
[0012]所述耗能電路，用於將諧振線圈獲得的能量通過耗能方式消耗掉，從而從超導磁體線圈消耗能量。
[0013]具體的，所述供能電路及耗能電路分別與諧振線圈的另一邊線圈成對出現，並
--對應。
[0014]進一步的，所述供能電路及/或耗能電路的數量不少於一個。
[0015]多點無線升降場系統，包括`超導磁體線圈，還包括線圈開關、通路選擇電路一、通路選擇電路二、逆變電路、整流電路、諧振線圈、供能電路及耗能電路，所述超導磁體線圈與線圈開關連接，線圈開關與通路選擇電路一連接，通路選擇電路一分別與整流電路及逆變電路連接，逆變電路與整流電路連接並與諧振線圈的一邊線圈連接，諧振線圈的另一邊線圈與通路選擇電路二連接，通路選擇電路二分別與供能電路及耗能電路連接；
[0016]所述線圈開關，用於開啟或關閉超導磁體線圈與其他電路的連接；
[0017]所述通路選擇電路一及通路選擇電路二，用於根據升場或者降場需要切換電路系統的通路，使升場時超導磁體線圈與整流電路及供能電路接通，使降場時超導磁體線圈與逆變電路和耗能電路接通；
[0018]所述逆變電路，用於將直流電變為交流電，同時對轉換後的交流電的頻率、相位及幅值進行控制；
[0019]所述整流電路，用於將交流電變為直流電，同時對轉換後的直流電進行穩壓及濾波；
[0020]所述諧振線圈，用於在磁場環境下，進行能量的交換；
[0021]所述供能電路，用於將電源轉化為與諧振線圈的諧振頻率一致的交流電且輸出功率不斷提高，從而向超導磁體線圈輸送能量；
[0022]所述耗能電路，用於將諧振線圈獲得的能量通過耗能方式消耗掉，從而從超導磁體線圈消耗能量。
[0023]具體的，所述供能電路及耗能電路分別與諧振線圈的另一邊線圈成對出現，並
--對應。
[0024]進一步的，所述供能電路及/或耗能電路的數量不少於一個。
[0025]多點無線升場方法，包括如下步驟:
[0026]步驟一、系統根據升場要求命令通路選擇電路一選擇電能通路，分別為整流電路、諧振線圈及供能電路；
[0027]步驟二、系統打開線圈開關，使得超導磁體線圈與電能通路連接；
[0028]步驟三、系統命令通路選擇電路二選擇供能電路，並將供能電路輸出的交流電轉換為恆壓變流直流電，輸入給超導磁體線圈，恆壓變流直流電的電流值逐步變大使得超導磁體線圈形成的電磁場強度增強，即為升場過程；
[0029]步驟四、系統在超導磁體磁場強度達到閾值時，結束升場。
[0030]具體的，所述步驟三中，供能電路輸出的交流電頻率與諧振線圈頻率一致。
[0031]多點無線降場方法，其特徵在於，包括如下步驟:
[0032]步驟一、系統根據降場要求命令通路選擇電路一選擇電能通路分別為逆變電路、諧振線圈和耗能電路；
[0033]步驟二、系統打開線圈開關，使得超導磁體線圈與電能通路連接；
[0034]步驟三、系統命令通路選擇電路二選擇耗能電路，並將接收的超導磁體輸出的直流電轉換為交流電，傳輸給耗能電路，耗能電路消耗掉所接收的能量；
[0035]步驟四、系統在超導磁體磁場強度為零時，結束降場。
[0036]具體的，所述步驟三中，系統將超導磁體輸出的直流電換為交流電的交流電頻率和諧振線圈諧振頻率一致。
[0037]本發明的有益效果是，通過上述多點無線升降場系統及其升降場方法，利用兩個諧振頻率相同的線圈在磁場中可以不受放置位置限制，能夠自由轉換能量的原理實現超導磁體無線多點升降場，從而解決了現有技術中存在的設備冗餘、連線束縛、單點工作和磁通泵必須對準的缺點。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0038]圖1為本發明多點無線升降場系統的結構框圖；
[0039]圖2為本發明實施例中多點無線升降場系統升降場流程圖。
【具體實施方式】
[0040]下面結合附圖及實施例詳細描述本發明的技術方案:
[0041]本發明多點無線升降場系統及其升降場方法針對現有技術存在的設備冗餘、連線束縛、單點工作和磁通泵必須對準的缺點，提出多點無線升降場系統，如圖1所示，包括超導磁體線圈，還包括線圈開關、通路選擇電路一、通路選擇電路二、逆變電路、整流電路、變流電路、諧振線圈、供能電路及耗能電路，所述超導磁體線圈與線圈開關連接，線圈開關與通路選擇電路一連接，通路選擇電路一分別與變流電路及逆變電路連接，變流電路與整流電路連接，逆變電路與整流電路連接並與諧振線圈的一邊線圈連接，諧振線圈的另一邊線圈與通路選擇電路二連接，通路選擇電路二分別與供能電路及耗能電路連接；所述線圈開關，用於開啟或關閉超導磁體線圈與其他電路的連接；所述通路選擇電路一及通路選擇電路二，用於根據升場或者降場需要切換電路系統的通路，使升場時超導磁體線圈與整流電路及供能電路接通，使降場時超導磁體線圈與逆變電路和耗能電路接通；所述逆變電路，用於將直流電變為交流電，同時對轉換後的交流電的頻率、相位及幅值進行控制；所述整流電路，用於將交流電變為直流電，同時對轉換後的直流電進行穩壓及濾波；所述變流電路，用於將整流電路輸出的直流電，根據升場速率的需求進行逐步穩壓擴流；所述諧振線圈，用於在磁場環境下，進行能量的交換；所述供能電路，用於將電源轉化為與諧振線圈的諧振頻率一致的交流電，從而向超導磁體線圈輸送能量；所述耗能電路，用於將諧振線圈獲得的能量通過耗能方式消耗掉，從而從超導磁體線圈消耗能量。多點無線升降場系統，包括超導磁體線圈，還包括線圈開關、通路選擇電路一、通路選擇電路二、逆變電路、整流電路、諧振線圈、供能電路及耗能電路，所述超導磁體線圈與線圈開關連接，線圈開關與通路選擇電路一連接，通路選擇電路一分別與整流電路及逆變電路連接，逆變電路與整流電路連接並與諧振線圈的一邊線圈連接，諧振線圈的另一邊線圈與通路選擇電路二連接，通路選擇電路二分別與供能電路及耗能電路連接；所述線圈開關，用於開啟或關閉超導磁體線圈與其他電路的連接；所述通路選擇電路一及通路選擇電路二，用於根據升場或者降場需要切換電路系統的通路，使升場時超導磁體線圈與整流電路及供能電路接通，使降場時超導磁體線圈與逆變電路和耗能電路接通；所述逆變電路，用於將直流電變為交流電，同時對轉換後的交流電的頻率、相位及幅值進行控制；所述整流電路，用於將交流電變為直流電，同時對轉換後的直流電進行穩壓及濾波；所述諧振線圈，用於在磁場環境下，進行能量的交換；所述供能電路，用於將電源轉化為與諧振線圈的諧振頻率一致的交流電且輸出功率不斷提高，從而向超導磁體線圈輸送能量；所述耗能電路，用於將諧振線圈獲得的能量通過耗能方式消耗掉，從而從超導磁體線圈消耗能量。多點無線升場方法，首先，系統根據升場要求命令通路選擇電路一選擇電能通路，分別為整流電路、諧振線圈及供能電路；然後，系統打開線圈開關，使得超導磁體線圈與電能通路連接；其次，系統命令通路選擇電路二選擇供能電路，並將供能電路輸出的交流電轉換為恆壓變流直流電，輸入給超導磁體線圈，恆壓變流直流電的電流值逐步變大使得超導磁體線圈形成的電磁場強度增強，即為升場過程；最後，系統在超導磁體磁場強度達到閾值時，結束升場。多點無線降場方法，首先，系統根據降場要求命令通路選擇電路一選擇電能通路分別為逆變電路、諧振線圈和耗能電路；然後，系統打開線圈開關，使得超導磁體線圈與電能通路連接；其次，系統命令通路選擇電路二選擇耗能電路，並將接收的超導磁體輸出的直流電轉換為交流電，傳輸給耗能電路，耗能電路消耗掉所接收的能量；最後，系統在超導磁體磁場強度為零時，結束降場。通過利用兩個諧振頻率相同的線圈在磁場中可以不受放置位置限制自由轉換能量的原理來實現超導磁體無線多點升降場，從而解決了現有技術中存在的設備冗餘、連線束縛、單點工作和磁通泵必須對準的缺點。
[0042]實施例
[0043]本例中，多點無線升降場系統，包括超導磁體線圈，還包括線圈開關、通路選擇電路一、通路選擇電路二、逆變電路、整流電路、變流電路、諧振線圈、供能電路及耗能電路，所述超導磁體線圈與線圈開關連接，線圈開關與通路選擇電路一連接，通路選擇電路一分別與變流電路及逆變電路連接，變流電路與整流電路連接，逆變電路與整流電路連接後再與諧振線圈的一邊線圈連接，諧振線圈的另一邊線圈與通路選擇電路二連接，通路選擇電路二分別與供能電路及耗能電路連接。其中，供能電路及耗能電路分別與諧振線圈的另一邊線圈成對出現，並一一對應，且供能電路及耗能電路的數量可根據實際需求增加，並不局限於一組。同時，變流電路可由供能電路不斷提高輸出功率而替代。
[0044]需要升場時，如圖2所示，系統根據升場要求命令通路選擇電路一選擇電能通路，分別為整流電路、諧振線圈及供能電路；同時，系統打開線圈開關，使得超導磁體線圈與電能通路連接；連接後，供能電路輸出交流電，交流電頻率與諧振線圈頻率一致；供能電路與諧振線圈發送線圈連接，交流電通過發送線圈產生磁場，在磁場環境下，諧振頻率相同的發送線圈和接收線圈進行能量交換；接收線圈分別與逆變電路及整流電路連接，升場時通路選擇電路一選擇整流電路通路，因此接收線圈接收到的能量輸入整流電路，整流電路將交流電變為直流電，同時對轉換後的直流電進行穩壓、濾波處理後輸入變流電路；變流電路將整流電路輸出的直流電，根據升場速率的需求進行逐步穩壓擴流，輸出恆壓變流直流電並將其傳輸給超導磁體線圈，直流電電流值逐步變大使得超導磁體線圈形成的電磁場強度增強，即為升場過程。當超導磁體磁場強度達到閾值時，閉合線圈開關，關閉供電電路，關閉其它電路，升場結束。
[0045] 需要降場時，如圖2所示，系統根據降場要求命令通路選擇電路一選擇電能通路分別為逆變電路、諧振線圈和耗能電路；同時打開線圈開關，使得超導磁體線圈與外界電路連接。當超導磁體向逆變電路輸出直流電，逆變電路將直流電轉換為交流電，同時逆變電路利用鎖相環和脈衝寬度調製技術對轉換後的交流電的頻率、相位、幅值進行控制，使得輸出交流電頻率和諧振線圈諧振頻率一致，並將交流電輸出至諧振線圈的一邊線圈。在磁場環境下，諧振頻率相同的發送線圈和接收線圈進行能量交換，發送線圈接收到交流電。此時，系統命令通路選擇電路二選擇耗能電路，耗能電路與諧振線圈的另一邊線圈連接，將發送線圈接收到的能量消耗掉。當超導磁體磁場強度為零時，閉合線圈開關，關閉耗能電路，降場結束。通過上述多點無線升降場系統及其升降場方法，利用兩個諧振頻率相同的線圈在磁場中可以不受放置位置限制自由轉換能量的原理實現超導磁體無線多點升降場，從而解決了現有技術中存在的設備冗餘、連線束縛、單點工作和磁通泵必須對準的缺點。
【權利要求】
1.多點無線升降場系統，包括超導磁體線圈，其特徵在於，還包括線圈開關、通路選擇電路一、通路選擇電路二、逆變電路、整流電路、變流電路、諧振線圈、供能電路及耗能電路，所述超導磁體線圈與線圈開關連接，線圈開關與通路選擇電路一連接，通路選擇電路一分別與變流電路及逆變電路連接，變流電路與整流電路連接，逆變電路與整流電路連接並與諧振線圈的一邊線圈連接，諧振線圈的另一邊線圈與通路選擇電路二連接，通路選擇電路二分別與供能電路及耗能電路連接； 所述線圈開關，用於開啟或關閉超導磁體線圈與其他電路的連接； 所述通路選擇電路一及通路選擇電路二，用於根據升場或者降場需要切換電路系統的通路，使升場時超導磁體線圈與整流電路及供能電路接通，使降場時超導磁體線圈與逆變電路和耗能電路接通； 所述逆變電路，用於將直流電變為交流電，同時對轉換後的交流電的頻率、相位及幅值進行控制； 所述整流電路，用於將交流電變為直流電，同時對轉換後的直流電進行穩壓及濾波； 所述變流電路，用於將整流電路輸出的直流電，根據升場速率的需求進行逐步穩壓擴流； 所述諧振線圈，用於在磁場環境下，進行能量的交換； 所述供能電路，用於將電源轉化為與諧振線圈的諧振頻率一致的交流電，從而向超導磁體線圈輸送能量； 所述耗能電路，用於將諧 振線圈獲得的能量通過耗能方式消耗掉，從而從超導磁體線圈消耗能量。
2.根據權利要求1所述的多點無線升降場系統，其特徵在於，所述供能電路及耗能電路分別與諧振線圈的另一邊線圈成對出現，並一一對應。
3.根據權利要求2所述的多點無線升降場系統，其特徵在於，所述供能電路及/或耗能電路的數量不少於一個。
4.多點無線升降場系統，包括超導磁體線圈，其特徵在於，還包括線圈開關、通路選擇電路一、通路選擇電路二、逆變電路、整流電路、諧振線圈、供能電路及耗能電路，所述超導磁體線圈與線圈開關連接，線圈開關與通路選擇電路一連接，通路選擇電路一分別與整流電路及逆變電路連接，逆變電路與整流電路連接並與諧振線圈的一邊線圈連接，諧振線圈的另一邊線圈與通路選擇電路二連接，通路選擇電路二分別與供能電路及耗能電路連接； 所述線圈開關，用於開啟或關閉超導磁體線圈與其他電路的連接； 所述通路選擇電路一及通路選擇電路二，用於根據升場或者降場需要切換電路系統的通路，使升場時超導磁體線圈與整流電路及供能電路接通，使降場時超導磁體線圈與逆變電路和耗能電路接通； 所述逆變電路，用於將直流電變為交流電，同時對轉換後的交流電的頻率、相位及幅值進行控制； 所述整流電路，用於將交流電變為直流電，同時對轉換後的直流電進行穩壓及濾波； 所述諧振線圈，用於在磁場環境下，進行能量的交換； 所述供能電路，用於將電源轉化為與諧振線圈的諧振頻率一致的交流電且輸出功率不斷提高，從而向超導磁體線圈輸送能量；所述耗能電路，用於將諧振線圈獲得的能量通過耗能方式消耗掉，從而從超導磁體線圈消耗能量。
5.根據權利要求4所述的多點無線升降場系統，其特徵在於，所述供能電路及耗能電路分別與諧振線圈的另一邊線圈成對出現，並一一對應。
6.根據權利要求5所述的多點無線升降場系統，其特徵在於，所述供能電路及/或耗能電路的數量不少於一個。
7.多點無線升場方法，其特徵在於，包括如下步驟: 步驟一、系統根據升場要求命令通路選擇電路一選擇電能通路，分別為整流電路、諧振線圈及供能電路； 步驟二、系統打開線圈開關，使得超導磁體線圈與電能通路連接； 步驟三、系統命令通路選擇電路二選擇供能電路，並將供能電路輸出的交流電轉換為恆壓變流直流電，輸入給超導磁體線圈，恆壓變流直流電的電流值逐步變大使得超導磁體線圈形成的電磁場強度增強，即為升場過程； 步驟四、系統在超導磁體磁場強度達到閾值時，結束升場。
8.根據權利要求7所述的多點無線升場方法，其特徵在於，所述步驟三中，供能電路輸出的交流電頻率與諧振線圈頻率一致。
9.多點無線降場方法，其特徵在於，包括如下步驟: 步驟一、系統根據降場要求命令通路選擇電路一選擇電能通路分別為逆變電路、諧振線圈和耗能電路； 步驟二、 系統打開線圈開關，使得超導磁體線圈與電能通路連接； 步驟三、系統命令通路選擇電路二選擇耗能電路，並將接收的超導磁體輸出的直流電轉換為交流電，傳輸給耗能電路，耗能電路消耗掉所接收的能量； 步驟四、系統在超導磁體磁場強度為零時，結束降場。
10.根據權利要求9所述的多點無線降場方法，其特徵在於，所述步驟三中，系統將超導磁體輸出的直流電換為交流電的交流電頻率和諧振線圈諧振頻率一致。
【文檔編號】H02M7/68GK103715934SQ201410007625
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2014年1月8日 優先權日:2014年1月8日
【發明者】任俊如, 卞文龍, 張濤 申請人:奧泰醫療系統有限責任公司