本實(shí)用新型屬于發(fā)電設(shè)備領(lǐng)域，尤其是一種單相鐵心式無線傳能用旋轉(zhuǎn)變換器。

背景技術(shù)：

人們已知旋轉(zhuǎn)變換器(不同于已有的旋轉(zhuǎn)變壓器概念)應(yīng)用于電機(jī)可以替代電刷和滑環(huán)，可以大大提高可靠性，并免于維護(hù)。隨著研究的日益深入，尤其是電磁仿真技術(shù)的應(yīng)用，目前的旋轉(zhuǎn)變換器還有很多問題沒有妥善的決究。比如，當(dāng)工作磁通通過旋轉(zhuǎn)變換器定轉(zhuǎn)子之間的氣隙時(shí)，由于磁通的散射而引起邊緣效應(yīng)，若旋轉(zhuǎn)變換器鐵心采用電機(jī)一樣的沖片式鐵心或卷鐵心，雜散的磁通會(huì)沿疊積方向垂直進(jìn)入鋼片而在鋼片所在平面內(nèi)引起較大的渦流損耗，降低傳輸效率，當(dāng)傳輸大功率或采用高頻時(shí)，嚴(yán)重會(huì)造成氣隙兩側(cè)鐵心局部過熱而燒毀。又如，如果采用沖片式鐵心或卷鐵心，在旋轉(zhuǎn)變換器的閉合磁路內(nèi)，除定轉(zhuǎn)子之間必不可少的氣隙以外，工作磁通還要在某些方向上通過鋼片間的氣隙，這勢(shì)必增加了旋轉(zhuǎn)變換器的空載電流和空載損耗，降低了傳輸效率。又有，當(dāng)旋轉(zhuǎn)變換器負(fù)載工作時(shí)，定轉(zhuǎn)子線圈工作電流引起的漏磁通如果得不到很好的吸收，而垂直進(jìn)入鋼片，也會(huì)引起較大的雜散損耗，降低傳輸效率，在傳輸大功率時(shí)問題尤其突出。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種從空載和負(fù)載各個(gè)方面減少旋轉(zhuǎn)變換器損耗的單相鐵心式無線傳能用旋轉(zhuǎn)變換器。

本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是：

一種單相鐵心式無線傳能用旋轉(zhuǎn)變換器，包括定子鐵心、轉(zhuǎn)子鐵心、電機(jī)轉(zhuǎn)軸，定子鐵心和轉(zhuǎn)子鐵心的截面上均圓周分成若干個(gè)扇區(qū)，每個(gè)扇區(qū)由長(zhǎng)度相等的電工鋼帶做成呈放射狀的主級(jí)片，每個(gè)扇區(qū)內(nèi)由多個(gè)尺寸遞減的電工鋼帶填充，每個(gè)電工帶鋼的在鐵心上的內(nèi)徑側(cè)采用銅套支撐，每個(gè)電工帶鋼的在鐵心上的外徑側(cè)采用可收縮的緊固帶綁扎，轉(zhuǎn)子鐵心同軸固裝在電機(jī)轉(zhuǎn)軸上，定子鐵心、轉(zhuǎn)子鐵心采用同軸的、相對(duì)的兩個(gè)截面“C”型鐵心，定子鐵心、轉(zhuǎn)子鐵心之間設(shè)置有間距作為氣隙。

而且，所述定子鐵心、轉(zhuǎn)子鐵心之間的間距為0.3～0.5mm。

而且，所述定子鐵心、轉(zhuǎn)子鐵心之間的氣隙方向與電機(jī)轉(zhuǎn)軸呈徑向或軸向設(shè)置。

而且，在所述定子鐵心和轉(zhuǎn)子鐵心分別制有出線槽，在定子鐵心和轉(zhuǎn)子鐵心上的出線槽分別繞制有互感線圈，其中一個(gè)互感線圈的出線端通過引線連接50Hz或中高頻AC電源，該互感線圈作為初級(jí)線圈；另一個(gè)互感線圈的出線端通過引線連接電機(jī)轉(zhuǎn)子線圈，該互感線圈作為次級(jí)線圈。

而且，所述定子鐵心、轉(zhuǎn)子鐵心之間的氣隙方向與電機(jī)轉(zhuǎn)軸呈軸向設(shè)置，轉(zhuǎn)子鐵心上繞制的互感線圈截面由內(nèi)向外呈現(xiàn)的形狀為倒梯形。

而且，所述定子鐵心通過螺桿固定在電機(jī)端蓋內(nèi)側(cè)壁上或電機(jī)其他固定部件上，定子鐵心、靠近定子鐵心的轉(zhuǎn)子鐵心一側(cè)位置上通過一同軸的緊固環(huán)與電機(jī)轉(zhuǎn)軸固定，遠(yuǎn)離定子鐵心的轉(zhuǎn)子鐵心一側(cè)位置上通過一同軸的檔環(huán)與電機(jī)轉(zhuǎn)軸固定。

而且，所述緊固環(huán)上設(shè)置有多個(gè)制有螺孔的固定腳，在緊固環(huán)上還制有止退擋片。

而且，所述多個(gè)單相鐵心式無線傳能用旋轉(zhuǎn)變換器沿軸向并列布置，每相鄰的兩個(gè)單相鐵心式無線傳能用旋轉(zhuǎn)變換器的初級(jí)線圈激磁方向相反，各個(gè)初級(jí)線圈并聯(lián)或串聯(lián)連接，或分組串聯(lián)后再并聯(lián)連接，相應(yīng)的各個(gè)次級(jí)線圈也相互并聯(lián)或串聯(lián)連接，或分組串聯(lián)后整流后再并聯(lián)連接，實(shí)現(xiàn)大電流整流。

本實(shí)用新型優(yōu)點(diǎn)和積極效果為：

本實(shí)用新型提供的單相鐵心式無線傳能用旋轉(zhuǎn)變換器針對(duì)鐵心的構(gòu)造進(jìn)行了改進(jìn)，本實(shí)用新型優(yōu)化了鐵心型式，采用片長(zhǎng)不一的薄電工鋼片輻射狀疊積，一方面這種鐵心型式使定轉(zhuǎn)子氣隙處的邊緣磁通得到了很好的吸收，不會(huì)因?yàn)檫吘壭?yīng)而引起鋼片的局部過熱，提高傳輸效率。另一方面，這種鐵心型式能夠滿足工作磁通在疊片平面內(nèi)流通，在旋轉(zhuǎn)變換器的閉合磁路內(nèi)，除定轉(zhuǎn)子之間必不可少的氣隙以外，工作磁通不再通過其他額外的氣隙，這便降低了旋轉(zhuǎn)變換器的空載電流和空載損耗，進(jìn)一步提高了傳輸效率。再有，當(dāng)旋轉(zhuǎn)變換器負(fù)載工作時(shí)，這種鐵心型式能夠?qū)⒍ㄞD(zhuǎn)子線圈工作電流引起的漏磁通很好的吸收進(jìn)入鐵心，而不引起較大的雜散損耗，也提高了傳輸效率。

本實(shí)用新型采用單相供電方式，最小模塊采用一個(gè)初級(jí)線圈和一個(gè)次級(jí)線圈。定轉(zhuǎn)子鐵心采用同軸的、相對(duì)的兩個(gè)截面“C”型鐵心，分別將初級(jí)、次級(jí)線圈包裹起來。這種結(jié)構(gòu)類似于變壓器的殼式結(jié)構(gòu)，線圈被鐵心包裹，工作磁場(chǎng)對(duì)鐵心以外的構(gòu)件影響可以忽略，尤其適用于高頻電源激勵(lì)。定轉(zhuǎn)子鐵心和線圈各自固化成一體，定轉(zhuǎn)子的兩個(gè)鐵軛相互對(duì)應(yīng)。

本實(shí)用新型中，氣隙能夠做到0.3～0.5mm左右。裝置整體(包括緊固件)保持軸對(duì)稱結(jié)構(gòu)，能夠保證旋轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性，防止旋轉(zhuǎn)振動(dòng)，而且結(jié)構(gòu)緊湊。對(duì)于電機(jī)替代電刷和滑環(huán)的改造，無須額外增加尺寸，可以靈活布置。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的鐵心結(jié)構(gòu)示意圖(截面結(jié)構(gòu))；

圖2為本實(shí)用新型中實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實(shí)用新型中實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本實(shí)用新型的緊固環(huán)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本實(shí)用新型的單相鐵心式旋轉(zhuǎn)變換器沿軸向并列布置示意圖。

具體實(shí)施方式

下面通過附圖結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳述，以下實(shí)施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。

實(shí)施例1

一種單相鐵心式無線傳能用旋轉(zhuǎn)變換器，包括定子鐵心4、轉(zhuǎn)子鐵心5、電機(jī)轉(zhuǎn)軸13、引線8、電源9、轉(zhuǎn)子線圈10，見圖1，定子鐵心和轉(zhuǎn)子鐵心的截面上均圓周分成若干個(gè)扇區(qū)，每個(gè)扇區(qū)由長(zhǎng)度相等的電工鋼帶1做成呈放射狀的主級(jí)片，每個(gè)扇區(qū)內(nèi)由多個(gè)尺寸遞減的電工鋼帶填充，每個(gè)電工帶鋼的在鐵心上的內(nèi)徑側(cè)采用銅套2支撐，每個(gè)電工帶鋼的在鐵心上的外徑側(cè)采用可收縮的緊固帶(本實(shí)施例中采用稀瑋帶)3綁扎，經(jīng)真空環(huán)氧澆注固化成一個(gè)整體，這樣便于優(yōu)化鐵心的工作磁密，將鐵心外軛(柱)的厚度較小，鐵心截面由內(nèi)向外逐漸減小，呈梯形，相應(yīng)的線圈截面由內(nèi)向外優(yōu)化為倒梯形。為了降低邊緣效應(yīng)，適當(dāng)降低了下文中提到的氣隙磁密，增大了氣隙處的截面。

見圖2，定子鐵心、轉(zhuǎn)子鐵心采用同軸的、相對(duì)的兩個(gè)截面“C”型鐵心，由此，工作磁場(chǎng)對(duì)鐵心以外的構(gòu)件影響可以忽略，尤其適用于高頻電源激勵(lì)。定子鐵心、轉(zhuǎn)子鐵心之間設(shè)置有0.3～0.5mm的間距作為氣隙，在定子鐵心和轉(zhuǎn)子鐵心分別制有出線槽，出線槽是在線槽外側(cè)開溝槽，放入線圈后用環(huán)氧樹脂固化填充，可以防止線圈在旋轉(zhuǎn)時(shí)松脫，在定子鐵心上的出線槽繞制有初級(jí)線圈6，在轉(zhuǎn)子鐵心上繞制有次級(jí)線圈7，截面“C”型鐵心可分別將初級(jí)、次級(jí)線圈包裹起來，初級(jí)線圈通過引線連接50Hz或中高頻AC電源，次級(jí)線圈通過引線連接電機(jī)轉(zhuǎn)子線圈，此處需要說明的是，在實(shí)際使用中，初級(jí)線圈和次級(jí)線圈均作為互感線圈，可根據(jù)實(shí)際情況分別在定子鐵心和轉(zhuǎn)子鐵心上進(jìn)行一一對(duì)應(yīng)繞制，其中與電源連接的為初級(jí)線圈，初級(jí)線圈可繞制在定子鐵心上也可以繞制在轉(zhuǎn)子鐵心上，次級(jí)線圈與初級(jí)線圈對(duì)應(yīng)繞制在另一個(gè)鐵心上，由此采用以已知的串并聯(lián)諧振電容方式，使初級(jí)電路工作于諧振狀態(tài)。次級(jí)線圈接于整流模塊，經(jīng)整流后給轉(zhuǎn)子線圈供電。

轉(zhuǎn)子鐵心同軸固裝在電機(jī)轉(zhuǎn)軸上，定子鐵心通過螺桿11固定在電機(jī)端蓋內(nèi)側(cè)壁12上或電機(jī)其他固定部件上，定子鐵心、轉(zhuǎn)子鐵心之間的氣隙方向與電機(jī)轉(zhuǎn)軸徑向設(shè)置，即氣隙與電機(jī)轉(zhuǎn)軸垂直，靠近定子鐵心的轉(zhuǎn)子鐵心一側(cè)位置上通過一同軸的緊固環(huán)15與電機(jī)轉(zhuǎn)軸固定，遠(yuǎn)離定子鐵心的轉(zhuǎn)子鐵心一側(cè)位置上通過一同軸的檔環(huán)14與電機(jī)轉(zhuǎn)軸固定。

見圖4，緊固環(huán)上設(shè)置有多個(gè)制有螺孔的固定腳16，在緊固環(huán)上還制有止退擋片17。

上述單相鐵心式無線傳能用旋轉(zhuǎn)變換器沿軸向并列布置，以模塊化設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)大功率無線功率傳輸?shù)膶?shí)現(xiàn)方式。相鄰模塊的初級(jí)線圈激磁方向相反，各個(gè)初級(jí)線圈并聯(lián)或串聯(lián)連接，或分組串聯(lián)后再并聯(lián)連接，相應(yīng)的各個(gè)次級(jí)線圈也相互并聯(lián)或串聯(lián)連接，或分組串聯(lián)后整流后再并聯(lián)連接，實(shí)現(xiàn)大電流整流。

實(shí)施例2

一種單相鐵心式旋轉(zhuǎn)變換器，包括定子鐵心4、轉(zhuǎn)子鐵心5、電機(jī)轉(zhuǎn)軸13、引線8、電源9、轉(zhuǎn)子線圈(未示出)，見圖1，定子鐵心和轉(zhuǎn)子鐵心的截面上均圓周分成若干個(gè)扇區(qū)，每個(gè)扇區(qū)由長(zhǎng)度相等的電工鋼帶1做成呈放射狀的主級(jí)片，每個(gè)扇區(qū)內(nèi)由多個(gè)尺寸遞減的電工鋼帶填充，每個(gè)電工帶鋼的在鐵心上的內(nèi)徑側(cè)采用銅套2支撐，每個(gè)電工帶鋼的在鐵心上的外徑側(cè)采用可收縮的稀緯帶3綁扎，經(jīng)真空環(huán)氧澆注固化成一個(gè)整體。

見圖2，定子鐵心、轉(zhuǎn)子鐵心采用同軸的、相對(duì)的兩個(gè)截面“C”型鐵心，定子鐵心、轉(zhuǎn)子鐵心之間設(shè)置有0.3～0.5mm的間距作為氣隙，在定子鐵心和轉(zhuǎn)子鐵心分別制有出線槽，在定子鐵心上的出線槽繞制有初級(jí)線圈6，在轉(zhuǎn)子鐵心上繞制有次級(jí)線圈7，截面“C”型鐵心可分別將初級(jí)、次級(jí)線圈包裹起來，初級(jí)線圈通過引線連接50Hz或中高頻AC電源，次級(jí)線圈通過引線連接電機(jī)轉(zhuǎn)子線圈，次級(jí)線圈截面由內(nèi)向外呈現(xiàn)的形狀為倒梯形，為了降低邊緣效應(yīng)，適當(dāng)降低了氣隙磁密，增大了氣隙處的截面。

轉(zhuǎn)子鐵心同軸固裝在電機(jī)轉(zhuǎn)軸上，定子鐵心通過螺桿11固定在電機(jī)端蓋內(nèi)側(cè)壁12上或電機(jī)其他固定部件上，定子鐵心、轉(zhuǎn)子鐵心之間的氣隙方向與電機(jī)轉(zhuǎn)軸軸向設(shè)置，即氣隙與電機(jī)軸平行，靠近定子鐵心的轉(zhuǎn)子鐵心一側(cè)位置上通過一同軸的緊固環(huán)15與電機(jī)轉(zhuǎn)軸固定，遠(yuǎn)離定子鐵心的轉(zhuǎn)子鐵心一側(cè)位置上通過一同軸的檔環(huán)14與電機(jī)轉(zhuǎn)軸固定。

與實(shí)施例1相同，緊固環(huán)上設(shè)置有多個(gè)制有螺孔的固定腳16，在緊固環(huán)上還制有止退擋片17。

對(duì)于實(shí)施例1和2，上述單相鐵心式無線傳能用旋轉(zhuǎn)變換器沿軸向并列布置，以模塊化設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)大功率無線功率傳輸?shù)膶?shí)現(xiàn)方式。見圖5，以氣隙方向與電機(jī)轉(zhuǎn)軸軸向設(shè)置的單相鐵心式無線傳能用旋轉(zhuǎn)變換器為例，相鄰模塊的初級(jí)線圈激磁方向相反，各個(gè)初級(jí)線圈并聯(lián)或串聯(lián)連接，或分組串聯(lián)后再并聯(lián)連接，相應(yīng)的各個(gè)次級(jí)線圈也相互并聯(lián)或串聯(lián)連接，或分組串聯(lián)后整流后再并聯(lián)連接，實(shí)現(xiàn)大電流整流。

盡管為說明目的公開了本實(shí)用新型的實(shí)施例和附圖，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解：在不脫離本實(shí)用新型及所附權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)，各種替換、變化和修改都是可能的，因此，本實(shí)用新型的范圍不局限于實(shí)施例和附圖所公開的內(nèi)容。