[發明專利]一種用于旋轉設備無線供電的磁柱式耦合裝置

在審

• 申請號: 201810601337.6
• 申請日: 2018-06-12
• 公開（公告）號: CN108667157A
• 公開（公告）日: 2018-10-16
• 發明（設計）人: 朱春波;馬冰卿;宋凱;魏國;逯仁貴;董帥
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: H02J50/12
• 分類號: H02J50/12;H01F38/14;H01F27/24;H01F27/30
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠知識產權代理有限公司 23211
• 代理人: 劉景祥

本發明提供了一種用于旋轉設備無線供電的磁柱式耦合裝置，包括供電磁芯和供電線圈，所述的供電磁芯包括原邊磁芯，所述的供電線圈包括原邊線圈和副邊線圈，所述的原邊磁芯為罐型磁芯，所述的原邊線圈繞制在罐型磁芯的磁罐內，所述的罐型磁芯的磁罐呈圓桶狀，所述的副邊線圈繞制在套在罐型磁芯的中心柱上的支撐圓筒上，所述的支撐圓筒與轉動軸固定連接，所述的原邊線圈和副邊線圈的位置相對應，所述的原邊線圈和副邊線圈之間存在氣隙距離，所述的原邊線圈和副邊線圈為同軸嵌套的螺線管線圈。本發明可以在360°旋轉范圍內實現電能穩定的無線傳輸，接收線圈旋轉工作，接收端無磁芯，大大減輕了旋轉端的重量，避免了磁芯對旋轉軸的影響。

技術領域

本發明創造屬于無線供電技術領域，尤其是涉及一種用于旋轉設備無線供電的磁柱式耦合裝置。

背景技術

旋轉設備無法直接使用電纜方式進行供電，因為其旋轉工作時電纜會發生纏繞，進而破壞供電電纜，導致供電中斷。目前旋轉設備主要依靠導電滑環進行供電，而滑環采用電刷接觸方式供電，因此長時間工作，接觸表面磨損嚴重，接觸電阻變大，產生局部過熱現象，從而導致接觸不良或接觸脫離，極大降低了旋轉設備供電的可靠性，減少滑環的使用壽命，嚴重可能導致重大事故發生，而且更換滑環，需消耗較大的成本。

發明內容

有鑒于此，本發明創造旨在提出一種用于旋轉設備無線供電的磁柱式耦合裝置，可以在360°旋轉范圍內實現電能穩定的無線傳輸，接收線圈旋轉工作，接收端無磁芯，大大減輕了旋轉端的重量，避免了磁芯對旋轉軸的影響。

為達到上述目的，本發明創造的技術方案是這樣實現的：

一種用于旋轉設備無線供電的磁柱式耦合裝置，包括供電磁芯和供電線圈，所述的供電磁芯包括原邊磁芯，所述的供電線圈包括原邊線圈和副邊線圈，所述的原邊磁芯為罐型磁芯，所述的原邊線圈繞制在罐型磁芯的磁罐內，所述的罐型磁芯的磁罐呈圓桶狀，所述的副邊線圈繞制在套在罐型磁芯的中心柱上的支撐圓筒上，所述的支撐圓筒與轉動軸固定連接，所述的原邊線圈和副邊線圈的位置相對應，所述的原邊線圈和副邊線圈之間存在氣隙距離，所述的原邊線圈和副邊線圈為同軸嵌套的螺線管線圈。

進一步的，所述原邊線圈貼所述罐型磁芯的磁罐壁繞制，所述原邊線圈尺寸大于所述副邊線圈尺寸。

進一步的，所述原邊線圈貼所述罐型磁芯的中心柱繞制，所述原邊線圈尺寸小于所述副邊線圈尺寸。

進一步的，所述原邊線圈和副邊線圈位置互換形成旋轉供電裝置為固定裝置供電模式。

近一步的，所述原邊線圈和副邊線圈之間的氣隙距離為0.1mm-1m。

進一步的，所述原邊線圈和副邊線圈均通過膠水固定在罐型磁芯和支撐圓筒上。

進一步的，所述支撐圓筒由非金屬材料PLA、ABS或PMMA制成。

相對于現有技術，本發明創造所述的一種用于旋轉設備無線供電的磁柱式耦合裝置具有以下優勢：

本發明所述的一種用于旋轉設備無線供電的磁柱式耦合裝置，此種裝置避免了傳統滑環供電方式所存在的接觸磨損嚴重，可靠性差，成本高等問題，具有非接觸，安全可靠的特點，具有更加廣泛的應用前景，適用于風力發電機、衛星、雷達、石油鉆井、直升機旋翼等多個需要給旋轉用電設備供電的場合。而且所設計的耦合裝置，僅發射端有磁芯，接收端僅包括單個線圈，極大的減輕了接收端的重量，同時供電線圈采用螺線管線圈嵌套形式，具有較高的耦合系數，且耦合裝置在旋轉過程中，磁芯固定不變，所以耦合裝置各參數穩定不變，可以有效保證系統功率的平穩傳輸；此裝置適配性高，應用廣泛。

附圖說明

構成本發明創造的一部分的附圖用來提供對本發明創造的進一步理解，本發明創造的示意性實施例及其說明用于解釋本發明創造，并不構成對本發明創造的不當限定。在附圖中：