[發(fā)明專利]用于非接觸式感應(yīng)能量傳輸?shù)难b置和這種裝置的操作方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201680018030.2 | 申請日： | 2016-04-08 |
| 公開（公告）號： | CN107431386B | 公開（公告）日： | 2021-05-07 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | A·斯坦梅茨;O·格倫伯格 | 申請（專利權(quán)）人： | 威德米勒界面有限公司及兩合公司 |
| 主分類號： | H02J50/12 | 分類號： | H02J50/12;H02J50/90 |
| 代理公司： | 北京市中倫律師事務(wù)所 11410 | 代理人： | 石寶忠 |
| 地址： | 德國代*** | 國省代碼： | 暫無信息 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 用于 接觸 感應(yīng) 能量 傳輸 裝置 這種 操作方法 | ||
本發(fā)明涉及一種用于從初級部分(1)到次級部分(1')的非接觸式感應(yīng)能量傳輸?shù)难b置，每個部分包括能彼此感應(yīng)耦合的至少一個線圈(10、10’)。該設(shè)備的特征在于，初級部分(1)和/或次級部分(1')包括至少一個磁場傳感器，并且被布置成使用由線圈(10、10’)產(chǎn)生的并且借助于至少一個磁場傳感器測量的磁場來確定次級部分(1')與初級部分(1')的相對位置。本發(fā)明還涉及針對這種設(shè)備的操作方法。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種用于從初級部分到次級部分的非接觸式能量傳輸?shù)难b置，初級部分和次級部分中各自包括至少一個線圈并且彼此能夠感應(yīng)耦合，其中次級部分相對于初級部分的橫向偏移是使用由線圈產(chǎn)生并由至少一個磁場傳感器測量的磁場來確定的。本發(fā)明還涉及一種用于從初級部分的線圈到次級部分的線圈的非接觸式感應(yīng)能量傳輸?shù)难b置的操作方法。
背景技術(shù)
與通過可機械連接或分離的接觸元件進行能量傳輸?shù)牟孱^-插座連接器相比，用于傳輸能量的非接觸式裝置在由于很多插接周期或劇烈振動而導致的磨損方面具有優(yōu)勢。此外，可防止在電負載下插入或拔出期間觸頭燒傷。此外，在用于傳輸能量的非接觸式裝置中，不存在當分離具有高電流負載的插頭-插座連接器時形成電弧的危險。最后，例如當在醫(yī)療領(lǐng)域中使用時，可能要求非接觸式能量傳輸中在初級部分與次級部分之間存在電流阻斷。另外，由于沒有機械上昂貴的嚙合式觸點，使得可以將裝置成形為具有盡可能光滑的表面，這使得非接觸式裝置適合用于對預期清潔/衛(wèi)生具有較高要求的應(yīng)用(例如對于食品領(lǐng)域)的能量傳輸。
特別地，高耐用性也使得在自動化領(lǐng)域中對非接觸式感應(yīng)能量傳輸感興趣，例如用于將能量傳輸?shù)綑C器人的替換式工具。
出版物WO 2013/087676 A2描述了一種用于從初級部分到次級部分(例如，機器人的替換式工具)的非接觸式感應(yīng)能量傳輸?shù)难b置，該裝置可以代替用于能量傳輸?shù)臋C械式插頭-插座連接。初級部分和次級部分各自包括至少一個線圈，所述線圈可以彼此感應(yīng)耦合并且與鐵氧體磁芯配合。鐵氧體磁芯以其磁導率提高磁通量，使得即使在該裝置的結(jié)構(gòu)尺寸小且傳輸表面小的情況下，也可以傳輸高的電氣性能。
如果初級部分和次級部分(仍然)未處于使得它們之間的距離最小的位置，而是在它們之間存在間隙的情況下，通過高磁通量也可以傳輸能量。在初級部分和次級部分存在某種程度橫向(側(cè)面)偏移的情況下(因而當初級部分和次級部分的線圈不位于公共軸線上時)，也可能進行能量傳輸。然而，太大的距離和/或太大的橫向偏移會影響可傳輸?shù)淖畲笮阅堋１M管即使有橫向偏移或大距離時也可以在所連接裝置的某些操作狀態(tài)下對該裝置進行供電，但是在存在更高性能要求的其它操作狀態(tài)下，因為無法傳輸所需的性能而可能會發(fā)生該裝置的不可預測的操作干擾。
出版物US 2010/0201315 A1還描述了用于感應(yīng)能量傳輸?shù)难b置。該裝置特別適用于移動設(shè)備的無線加載裝置。該裝置的初級部分可以安裝在例如桌板下面，使得可以通過簡單地將移動設(shè)備置于桌板上來對移動設(shè)備(例如，包括該裝置的次級部分的移動電話)充電。
在初級部分或次級部分中，用作磁傳感器的輔助線圈布置在相應(yīng)的線圈周圍。由輔助線圈測量的磁場的大小可確定初級部分和次級部分之間的橫向偏移量，并將該偏移量顯示給用戶，以便用于可以定位所述移動設(shè)備，且因此使次級部分在橫向上對準初級部分。或者，確定最大可能負載電流，并且當最大可能負載電流高于給定閾值時，產(chǎn)生信號。相應(yīng)的信號于是向用戶顯示移動設(shè)備的至少足夠好的橫向定位。
然而，在被供電的組件的極大可用性和相當高的傳輸性能顯得很重要的應(yīng)用中(例如在工業(yè)機器人中，由于距離的變化可能導致傳輸?shù)耐蝗恢袛?，所描述的方法不提供任何充分的功能安全性。
本發(fā)明的任務(wù)是在通過最初記載的用于非接觸式能量傳輸?shù)难b置對設(shè)備的供電期間盡可能完全地消除不可預測的操作干擾。
發(fā)明內(nèi)容
該問題通過具有獨立權(quán)利要求的特定特征的裝置和用于這種裝置的操作方法來解決。在從屬權(quán)利要求中指出了該裝置和操作方法的有利實施例和進一步的改進。
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