用于感应式功率传输的系统的功率传输单元、制造及操作功率传输单元的方法技术方案

本发明专利技术涉及一种用于感应式功率传输的系统的功率传输单元，其中，所述功率传输单元包括绕组结构(1)，其中，功率传输单元还包括用于引导电磁场的磁通量的至少一个磁通引导装置(3)，其中，所述至少一个磁通引导装置包括或提供具有第一磁阻的至少一个低磁阻区段和具有另外的磁阻的至少一个高磁阻区段，其中，所述另外的磁阻高于第一磁阻。此外，本发明专利技术涉及一种制造功率传输单元的方法，并且涉及一种操作功率传输单元的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于感应式功率传输的系统的功率传输单元、制造功率传输单元的方法及操作功率传输单元的方法
本专利技术涉及一种用于感应式功率传输、尤其是向车辆的功率传输的系统的功率传输单元。此外，本专利技术还涉及一种制造这种功率传输单元的方法以及涉及一种这种操作功率传输单元的方法。
技术介绍
电动车辆、尤其是轨道车辆和/或道路车辆可通过借助于感应式功率传输而输送的电能来操作。这种车辆可包括电路装置，所述电路装置可以是车辆的牵引系统或牵引系统的一部分，电路装置包括接收装置，所述接收装置也可称为副单元、适于接收交变电磁场并且通过电磁感应产生交流电流。此外，这种车辆可包括适于将交流(AC)转换成直流(DC)的整流器。DC可用于对牵引电池充电或操作电机。在后一种情况下，DC可借助于换流器转换成AC。感应式功率传输使用两组例如三相绕组来执行。第一组安装在地面上(主绕组结构)，并可由路旁功率转换器(WPC)供给。主绕组结构可以是路旁主单元的一部分。第二组绕组(副绕组结构)安装在车辆上。例如，第二组绕组可安装在车辆之下，在有轨电车的情况下安装在其某些车厢之下。对于汽车，它可连接至车辆底盘。第二组绕组或通常是副侧、通常被称为拾取结构、接收器或副单元。第一组绕组和第二组绕组形成高频变压器，以将电能输送至车辆。这可在静态(当车辆没有移动时)和动态(车辆移动时)下完成。特别是在道路车辆的情况下，固定的主单元包括通常在空间上分开地布置的多个元件。GB2512864A1公开了包括壳体、主绕组结构和连接端子的主单元。还公开了用于引导磁通量的至少一个引导装置。GB2485617A1公开了一种用于将电能输送至车辆、特别是道路车辆或轨道车辆、如轻轨车辆的系统，其中，所述系统包括用于产生磁场并由此向车辆输送能量的电导体结构。电导体结构包括至少一条电流线，其中，每条电流线适于承载产生磁场的电流，或适于承载产生磁场的并联电流之一，电流线在第一高度水平处延伸。该系统还包括用于屏蔽磁场的导电屏蔽件，其中，屏蔽件在轨道下方延伸并且在第一高度水平之下延伸，并且磁芯沿着轨道在第二高度水平处延伸并在屏蔽件之上延伸。如果主绕组结构被激励，以便产生将被副绕组结构接收的电磁场，则电磁场的场线不会都被副绕组结构接收。这进而在主绕组结构和副绕组结构旁产生了不期望的电磁辐射、即不期望的磁通密度。由于在主绕组结构和副绕组结构的周围环境中的人或物体可能暴露于所述辐射，所以希望将辐射减少到最低限度，以提高感应式功率传输系统的操作安全性。
技术实现思路
本专利技术的一个目的在于提供一种用于向车辆进行感应式功率传输的系统的功率传输单元，其中，功率传输单元的周围环境中的不期望的辐射或场密度被减小。该解决方案由具有权利要求1、10和12的特征的主题提供。本专利技术的有利实施例由从属权利要求的主题提供。本专利技术的主要思想在于提供一种磁通引导装置用于引导由功率传输单元的绕组结构产生或接收的电磁场的磁通量，其中，磁通引导装置具有变化的磁阻。在本文中，磁阻(reluctance)表示磁阻参量(magneticresistance)。本文提出了一种用于特别是向车辆进行感应式功率传输的系统的功率传输单元。功率传输单元可作为用于感应式功率传输的系统的主单元。替代地，功率传输单元可以是用于感应式功率传输的系统的副单元。本专利技术尤其可应用于向任何陆上车辆、例如轨道车辆、例如有轨车辆(例如有轨电车)进行能量传输的领域。此外，本专利技术还涉及向道路车辆、例如个人(私人)乘用车或公共交通工具(例如公共汽车)进行能量传输的领域。功率传输单元包括绕组结构。如果功率传输单元是主单元，则所述绕组结构可称为主绕组结构。主绕组结构用于产生电磁场(功率传输场)。如果功率传输单元是副单元，则所述绕组结构可称为副绕组结构。副绕组结构用于接收由主单元产生的电磁场、特别是电磁场的磁性部分。绕组结构可包括两个或两个以上的子绕组。子绕组可包括主绕组结构的相线的一个或一个以上的区段。主绕组结构可包括用于承载电流的一条或一条以上的相线、例如三条相线。子绕组可围绕预定区域。子绕组也可提供或形成例如以预定圈数的线圈。每个子绕组可提供所产生或接收的电磁场的极点。如果电流流过子绕组结构，则副绕组结构的子绕组例如可提供极点。绕组结构可包括用于承载电流的一条或一条以上的相线。绕组结构的相线可设计成使得相线的路线提供彼此邻近地布置的偶数个或奇数个的子绕组。在这种情况下，子绕组可表示包围预定区域的优选地完整的导体环路。导体环路可提供或包括相应的子绕组的一匝或多匝。彼此邻近意味着子绕组的中心轴线、特别是对称轴线沿着共同的直线彼此间隔开、例如以预定的距离间隔开。这将在下文中说明。所述共同的直线可平行于参考坐标系的纵向轴线，并可对应于绕组结构的延伸方向。这意味着绕组结构的相线可在延伸方向上延伸，其中，沿着所述延伸方向设置预定数量的子绕组。相邻或邻近的子绕组可相对地定向。在这种情况下，相对地定向可意味着第一子绕组中的电流是顺时针方向的，其中，相邻或邻近的第二子绕组中的电流是逆时针方向的。顺时针方向可相对于指向相同方向的平行的中心轴线来定义。如果电流流过所述子绕组，则邻近的子绕组将产生该量级的方向相反的磁场。优选地，绕组结构可以是8字形的。这可意味着至少相线的路线是8字形的。在这种情况下，相线可包括沿着上述延伸方向彼此邻近地布置的例如圆形或矩形的两个子绕组。优选地，绕组结构可包括三条相线，其中，每条相线可包括或提供沿着共同的延伸方向延伸的多个子绕组。替代地，绕组结构、特别是主绕组结构的相线可具有曲折的路线。在这种情况下，“曲折”意味着绕组结构的相位线以曲折的方式沿一轨道或路径延伸，即，在导体的路线中，提供相线的电线的沿绕组结构的纵向方向延伸的区段之后是相对于纵向方向(即沿绕组结构的侧向方向)横向地延伸的区段。在具有至少两条电相线的多相系统的情况下，这优选地适用于所有相线。此外，功率传输单元包括用于引导由绕组结构生成或接收的电磁场的磁通量的至少一个磁通引导装置。磁通引导装置可由磁性物质、特别是铁磁材料制成，优选地由铁素体制成。在本文中，可使用以下参考坐标系。也可称为纵向轴线的第一轴线可平行于绕组结构的纵向轴线、例如上述的延伸方向延伸。也可称为侧向轴线的第二轴线可平行于绕组结构的侧向轴线定向。也可称为竖直轴线的第三轴线可定向为由绕组结构产生或接收的、即由主绕组结构产生或由副绕组结构接收电磁场的电磁场主传播方向，即定向成从主绕组结构朝向副绕组结构。第一、第二和第三轴线可提供右手笛卡尔坐标系。第三轴线可垂直于路径的表面定向，尤其是在主单元集成到路径中和/或布置在路径的表面之下的情况下，或者在副单元布置在车辆的下面或下方的情况下。替代地，第三轴线可垂直于主单元的上表面定向，尤其是在主单元例如作为凸出的充电垫安装在路径的表面上的情况下，或者第三轴线可垂直于副单元的下表面。长度可沿第一轴线测量，宽度可沿第二轴线测量，高度可沿第三轴线测量。关于方向的术语、例如“之上”、“之下”、“前”、“旁”可与上述纵向、侧向和竖直轴线有关。磁通引导装置可布置在绕组结构之下，尤其是在绕组结构是主绕组结构的情况下。在这种情况下，磁通引导装置可作为副绕组结构布置在主绕组结构的相反侧。替代地，磁通引导装置可布置在绕组结构之上，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于感应式功率传输的系统的功率传输单元，其中，所述功率传输单元包括绕组结构(1)，其中，功率传输单元还包括用于引导电磁场的磁通量的至少一个磁通引导装置(3)，其中，所述至少一个磁通引导装置包括或提供具有第一磁阻的至少一个低磁阻区段和具有另外的磁阻的至少一个高磁阻区段，其中，所述另外的磁阻高于第一磁阻，其中，所述至少一个高磁阻区段平行于绕组结构(1)的侧向轴线(y)延伸，其特征在于，所述至少一个高磁阻区段的几何中心或中心线布置在由绕组结构(1)提供的两个相邻极点之间的中心平面内。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.02.16 GB 1502527.31.一种用于感应式功率传输的系统的功率传输单元，其中，所述功率传输单元包括绕组结构(1)，其中，功率传输单元还包括用于引导电磁场的磁通量的至少一个磁通引导装置(3)，其中，所述至少一个磁通引导装置包括或提供具有第一磁阻的至少一个低磁阻区段和具有另外的磁阻的至少一个高磁阻区段，其中，所述另外的磁阻高于第一磁阻，其中，所述至少一个高磁阻区段平行于绕组结构(1)的侧向轴线(y)延伸，其特征在于，所述至少一个高磁阻区段的几何中心或中心线布置在由绕组结构(1)提供的两个相邻极点之间的中心平面内。2.根据权利要求1所述的功率传输单元，其特征在于，所述至少一个磁通引导装置(3)设计为磁通引导层。3.根据权利要求1或2所述的功率传输单元，其特征在于，所述磁通引导层包括一个或一个以上的铁素体条(4)或铁素体板，其中，所述铁素体条或铁素体板(4)平行于绕组结构(1)的纵向轴线(x)延伸。4.根据权利要求1-3中任一项所述的功率传输单元，其特征在于，所述至少一个高磁阻区段至少部分地通过所述至少一个磁通引导装置(3)的截面面积的减小来提供。5.根据权利要求1-4中任一项所述的功率传输单元，其特征在于，所述至少一个高磁阻区段由两个低磁阻区段之间的间隙(6)提供。6.根据权利要求1-5中任一项所述的功率传输单元，其特征在于，所述功率传输单元包括用于控制磁通引导装置(3)中的磁通的至少一个磁通控制装置。7.根据权利要求1-6中任一项所述的功率传输单元，其特征在于，所述至少一个高磁阻区段相对于所述绕组结构(1)对称地布置。8.根据权利要求1-7中任...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·沃罗诺维茨，R·查因斯基，
申请(专利权)人：庞巴迪无接触运行有限责任公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE