一种交流母线磁耦合取能装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种交流母线磁耦合取能装置及方法，包括设置于交流载流母排上部的一对导磁侧板、设置于导磁侧板之间且两端分别与对应导磁侧板内侧面固定连接的磁柱以及绕设于所述磁柱上的绕组。通过导磁侧板吸引交流母排电流产生的交流磁通，通过磁柱集中磁通，并通过绕组感应输出电压。本发明专利技术所提出一种交流母线磁耦合取能装置及方法，能直接从交流载流母排通过磁耦合获得电能的取能装置，只要将该装置放置在母排上方，就可以从交流载流母排上获取足够的电能为电子电路供电，使用简单便捷，体积小，免维护，取能效率高。

【技术实现步骤摘要】
一种交流母线磁耦合取能装置及方法
本专利技术涉及一种交流母线磁耦合取能装置及方法。
技术介绍
为了检测交流载流母排的电压、电流、温度等信息，并将这些信息通过无线方式发射出去，需要对检测和无线发射电子电路供电。因此需要一个体积小，免维护，安装便捷的装置可以直接从载流母排获得电能的取能装置。为了从交流载流母排上获得电能给检测电子电路供电，现有方法采用电池供电、无线电能传输供电或穿心取能CT供电。但电池供电需要更换电池和维护；无线电能传输供电需要发射侧和接收侧的对应，安装复杂，而且难以适用复杂的电气接线环境；穿心取能CT需要将CT穿套在载流母线上，安装复杂，而且占用空间大，影响电压绝缘，难以适用结构紧凑的应用场合。故现有的上述技术主要问题是体积大，安装不便或需要维护。如果减小体积，则取能功率太小，无法满足电子电路的电能需求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种交流母线磁耦合取能装置及方法，以克服现有技术中存在的缺陷。为实现上述目的，本专利技术的技术方案是：一种交流母线磁耦合取能装置，包括设置于交流载流母排上部的一对导磁侧板、两端分别与对应导磁侧板固定连接的磁柱以及绕设于所述磁柱上的绕组。在本专利技术一实施例中，所述导磁侧板上开设有线状缝隙，该线状缝隙的一端以所述磁柱的端部为中心，呈放射性分布，且放射性分布的方向与直流情况下导磁侧板中静磁场的磁力线方向大体一致。在本专利技术一实施例中，所述磁柱包括单根条柱状芯柱或复数根端部呈圆形分布的条柱状芯柱，且磁柱的端部截面面积大于磁柱本体截面面积。在本专利技术一实施例中，所述磁柱为包括单片片状芯柱或复数片相互堆叠且片间有电绝缘的片状芯柱。在本专利技术一实施例中，所述导磁侧板的底端分别设置与之相连接的导磁底板。在本专利技术一实施例中，所述导磁底板上开设有线状缝隙，该线状缝隙的走向与直流情况下底板中静磁场的磁力线方向大体一致。在本专利技术一实施例中，所述导磁底板包括内侧底板与外侧底板；所述内侧底板的一端与对应导磁侧板内侧面固定连接；所述外底板的一端与对应导磁侧板外侧面固定连接。在本专利技术一实施例中，设置于一侧的导磁侧板包括一内导磁侧板以及一外导磁侧板；所述内导磁侧板的外侧壁与所述外导磁侧板的内侧壁相接触，且所述内导磁侧板和外导磁侧板所开设的线状缝隙位置相互交错。在本专利技术一实施例中，所述磁柱两端还分别设置有弯折接触部，通过弯折接触部与对应侧导磁侧板的内侧面或外侧面固定连接。在本专利技术一实施例中，所述导磁侧板、所述磁柱以及所述底板为软磁铁磁材料。进一步的，还提供一种交流母线磁耦合取能方法，通过所述导磁侧板吸引交流母排电流产生的交流磁通，通过所述磁柱集中磁通，并通过所述绕组感应输出电压，且通过所述线状缝隙降低交流磁场产生的涡流去磁和损耗效应。相较于现有技术，本专利技术具有以下有益效果：1、采用较高饱和磁密的软磁铁磁材料，由于饱和磁密高，可使得磁柱的面积尽量小。而如果采用铁氧体导磁材料，由于饱和磁密低，使得磁柱面积增大，导致绕组长度增大，绕组电阻增大。2、磁柱采用圆柱形、方形或近似方形的矩形，使得磁柱的周长较短，绕组平均匝长最小，从而绕组电阻最小。3、当导磁侧板和磁柱采用组合方式结合时，磁柱与导磁侧板接触部分的端部部分面积大于中间部分面积，有助于降低磁柱与导磁侧板结合处的磁阻，增大磁通量，而又能保证较小的中间部分面积，使得绕组长度较短。4、为了减小母线电流产生的交流磁通在导磁侧板上感应的涡流产生的去磁效应和损耗效应，在导磁侧板上开有缝隙，且缝隙的走向为沿着直流情况下导磁侧板上静磁场的磁力线走向。由于缝隙的作用降低了交流磁通感应的涡流。而如果采用整块没有开缝隙的铁磁材料，交流磁通将在整片铁磁材料上产生较大的涡流，不仅引起涡流发热损耗，而且涡流的去磁效应将降低导磁侧板的导磁作用，从而降低通过磁柱的磁通。5、如果导磁侧板采用铁氧体材料，虽然铁氧体的电导率很低，涡流效应大大降低，但铁氧体的饱和磁密小，导致体积增大。而本专利的磁耦合结构很好地既利用了铁磁材料高饱和磁密的优点，又克服了铁磁材料电导率大导致涡流损耗大和去磁效应大的缺点。6、只要将该装置放置在母排上方，就可以从交流载流母排上获取足够的电能为电子电路供电，使用简单便捷，体积小，免维护，取能效率高。附图说明图1为本专利技术实施例1中交流母线磁耦合取能装置结构示意图。图2为本专利技术实施例2中交流母线磁耦合取能装置结构示意图。图3为本专利技术实施例3中交流母线磁耦合取能装置结构示意图。图4为本专利技术实施例4中交流母线磁耦合取能装置结构示意图。图5为本专利技术实施例5中交流母线磁耦合取能装置结构示意图。图6为本专利技术实施例6中交流母线磁耦合取能装置结构示意图。图7为本专利技术实施例7中交流母线磁耦合取能装置结构示意图。图8为本专利技术实施例8中交流母线磁耦合取能装置结构示意图。图9为本专利技术实施例9中交流母线磁耦合取能装置结构示意图。图10为本专利技术实施例10中交流母线磁耦合取能装置结构示意图。图11为本专利技术实施例11中交流母线磁耦合取能装置结构示意图。图12为本专利技术实施例12中交流母线磁耦合取能装置结构示意图。图13为本专利技术实施例13中交流母线磁耦合取能装置结构示意图。具体实施方式下面结合附图，对本专利技术的技术方案进行具体说明。本专利技术提供一种交流母线磁耦合取能装置，如图1所示，包括一对设置于交流载流母排外侧面的导磁侧板1、设置于导磁侧板之间且两端分别与对应导磁侧板内侧面固定连接的磁柱2以及绕设于磁柱上的绕组。导磁侧板用于吸引交流母排3电流产生的磁场，磁柱用于集中磁通，绕组用于感应输出电压。进一步的，导磁侧板和磁柱均为软磁铁磁材料，包括电工硅钢片、铁、非晶、铁镍合金等，磁柱和导磁侧板为一体制成。进一步的，导磁侧板上开设有线状缝隙4，该线状缝隙的一端以磁柱的端部为中心，呈放射性分布，且放射性分布的方向与直流情况下导磁侧板中静磁场的磁力线方向一致。通过在导磁侧板上沿磁力线走向开缝隙的措施，使得导磁侧板汇聚的磁通可以最短的路径向磁柱流通，并有效降低交流磁通在导磁侧板感应的涡流，可有效降低导磁侧板产生的涡流损耗以及去磁效应，增强感应取能效果。进一步的，磁柱与导磁侧板可一体制成或固定连接组合而成，且磁柱的形状可为圆柱形、方形或近似方形的矩形。进一步的，绕好绕组的线圈骨架可以先套在磁柱上，然后将磁柱穿过导磁侧板，再将磁柱弯折90°，使其能够与导磁侧板固定连接，这样不仅可以实现增强磁柱聚磁能力，还可以使得磁柱与线圈骨架组合的工艺更为简单。实施例1如图1所示，磁柱为圆柱，且纵向截面的半径由磁柱的中部至两侧均相等。实施例2如图2所示，磁柱为圆柱，纵向截面为圆形，且截面的半径是中间部分较小，两端较大。如与导磁侧板接触的两端部分21面积较大，中间部分面积较小。实施例3如图3所示，在实施例1的基础上，导磁侧板的底端设置与之相连接的两块底板5。导磁侧板增加一个底板部分，可以增强导磁侧板的聚磁能力，从而提高整个磁耦合结构的输出功率。底板上开设有线状缝隙6，该线状缝隙的开设走向与直流情况下底板中静磁场的磁力线方向一致。实施例4如图4所示，在实施例2的基础上，导磁侧板的底端设置与之相连接的两块底板。导磁侧板增加一个底板部分，可以增强导磁侧板的聚磁能力，从而提高整个磁耦合结构的输出功率。底板上开设有线状缝隙，该线状缝隙的开设方向与本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种交流母线磁耦合取能装置，其特征在于，包括设置于交流载流母排上部的一对导磁侧板、两端分别与对应导磁侧板固定连接的磁柱以及绕设于所述磁柱上的绕组。

【技术特征摘要】
1.一种交流母线磁耦合取能装置，其特征在于，包括设置于交流载流母排上部的一对导磁侧板、两端分别与对应导磁侧板固定连接的磁柱以及绕设于所述磁柱上的绕组。2.根据权利要求1所述的一种交流母线磁耦合取能装置，其特征在于，所述导磁侧板上开设有线状缝隙，该线状缝隙的一端以所述磁柱的端部为中心，呈放射性分布，且放射性分布的方向与直流情况下导磁侧板中静磁场的磁力线方向一致。3.根据权利要求2所述的一种交流母线磁耦合取能装置，其特征在于，所述磁柱包括单根条柱状芯柱或复数根条柱状芯柱。4.根据权利要求2所述的一种交流母线磁耦合取能装置，其特征在于，所述磁柱的端部截面积大于磁柱本体截面积。5.根据权利要求2所述的一种交流母线磁耦合取能装置，其特征在于，所述磁柱为包括单片片状芯柱或复数片相互堆叠且片间有电绝缘的片状芯柱。6.根据权利要求2、3、4或5所述的一种交流母线磁耦合取能装置，其特征在于，所述导磁侧板的底端分别设置有与导磁侧板相连接的导磁底板。...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈为，柳百毅，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：发明
国别省市：福建,35