一种旋转式非接触电能传输装置制造方法及图纸

一种旋转式非接触电能传输装置，属于非接触电能传输装置。该传输装置的原边整流滤波装置、原边高频逆变装置、原边补偿装置、旋转式无线电能传输磁路机构、副边整流装置和副边逆变装置顺序连接。其磁路机构包括原边定子和副边转子，原边定子由原边屏蔽层、原边磁芯和原边磁芯线圈组成，副边转子由副边屏蔽层、副边磁芯、副边磁芯线圈组成，定子和转子之间具有空间间隙。原边磁芯线圈接入高频交流电在线圈周围产生高频磁场，副边磁芯线圈产生感应电动势，并通过副边整流装置、副边逆变装置实现工频220V交流电输出，为负载供电。优点：避免了接触式汇流环定子与转子的接触研磨，节省其造价成本；在原副边分离、负载旋转状态下仍可实现电能的有效传输。

【技术实现步骤摘要】
一种旋转式非接触电能传输装置
本专利技术涉及一种非接触电能传输装置，特别是一种旋转式非接触电能传输装置。
技术介绍
低空预警雷达建设项目是在全国范围内即将开放3000米以下空域及国内小型航空飞行器大量增长的背景下提出的建设任务。多数雷达在工作状态下需要360°全方位旋转，从而探测工作范围内的目标，这使得雷达中旋转部分与固定部分之间需要一个汇流环装置来实现能量传输。汇流环又称滑环，一般采用比较昂贵的金属经过特殊设计制成，由于其固有的工作特性，其必须工作在相对干净的环境中且需要定期更换滑环，这不仅制约了雷达的工作范围还增加了雷达的造价。目前汇流环多采用接触式传输方式，虽然传统接触式汇流环已取得一系列显著成就，但仍存在以下问题：(1)汇流环对电接触材料在化学、机械、电接触等性能方面都有较高要求。目前电接触材料主要采用贵金属及其合成材料，因为贵金属及其合成电接触材料才能较好地满足上述性能要求，但这导致汇流环造价成本价较高。(2)接触式汇流环关键零部件主要包括导电环、绝缘环、环芯和电刷组合等，这些关键零部件的加工工艺会直接影响汇流环的整体质量和性能指标要求，因此接触式汇流环对加工工艺需求较高，制造难度较高。(3)接触式汇流环固定部分与转动部分之间相互接触研磨，这会导致材料磨损、振颤及偏心等问题，使汇流环工作寿命缩短、工作不稳定，同时需要定期维护，增加人力成本。
技术实现思路
本专利技术的目的是要提供一种能够提高系统的输出功率和传输效率的旋转式非接触电能传输装置。本专利技术的目的是这样实现的：旋转式非接触电能传输装置包括：原边整流滤波装置，原边高频逆变装置，原边补偿装置，旋转式无线电能传输磁路机构，副边整流装置和副边逆变装置；原边整流滤波装置，原边高频逆变装置，原边补偿装置，旋转式无线电能传输磁路机构，副边整流装置和副边逆变装置顺序连接；在原边整流滤波装置加上交流电源，在副边逆变装置连接上负载，在负载上即获得电能。旋转式无线电能传输磁路机构包括：原边定子与副边转子，原边定子和副边转子之间具有空间间隙。所述的原边定子包括：”U”型的原边磁芯、”L”型的原边屏蔽层和原边磁芯线圈，原边屏蔽层、原边磁芯、原边磁芯线圈固定在一起；原边磁芯线圈的引入/出导线经原边屏蔽层的走线槽在原边定子的下方与外电路连接；所述的副边转子包括：”U”型的副边磁芯、”L”型的副边屏蔽层和副边磁芯线圈，副边磁芯、副边屏蔽层和副边磁芯线圈连接在一起；副边磁芯线圈的引入/出导线经副边屏蔽层的走线槽在副边转子的上方与外电路连接，后与负载连接，实现无线电能传输。所述的原边补偿装置为原边磁芯线圈绕组的原边补偿装置，包括LCL补偿网络、原边磁芯线圈绕组；副边补偿装置采用S补偿即电容串联补偿；原边补偿装置采用LCL补偿网络，实现原边线圈恒流输出，副边磁芯线圈绕组采用S补偿，在原边恒流的基础上，实现拾取电压恒压输出。有益效果，由于采用了上述方案，交流电源通过原边整流滤波装置与原边高频逆变装置产生高频方波，高频方波经过原边补偿装置后在原边磁芯线圈产生恒定的高频交流电流，高频交流电流作为原边定子的输入端，高频交流电流在线圈周围产生高频电磁场，在副边转子转动的情况下，副边磁芯线圈仍然可以产生感应电动势，并通过副边整流装置、副边逆变装置实现工频220V交流电输出，为负载供电；为防止电磁场泄漏对雷达系统产生影响，同时为避免不必要的损耗，在原边定子外侧与副边转子内侧均添加了铝屏蔽层，因此原边定子由原边屏蔽层、原边磁芯、原边磁芯线圈组成，副边转子由副边屏蔽层、副边磁芯、副边磁芯线圈组成；为防止磁芯线圈在工作过程中出现松散的现象，利用环氧树脂对磁芯线圈进行固封。优点：避免了接触式汇流环定子与转子的接触研磨，节省其造价成本；在原副边分离、负载旋转状态下仍可实现电能的有效传输。本专利技术采用无线电能传输技术对汇流环进行改造，把汇流环改造为非接触电能传输的电磁耦合机构，令雷达旋转部分与固定部分在非接触条件下实现正常的电能传输。附图说明图1为本专利技术旋转式非接触电能传输装置的电路结构示意图。图2为本专利技术旋转式无线电能传输磁路机构原副边补偿电路结构示意图。图3(a)为本专利技术旋转式无线电能传输磁路机构的原边定子磁芯结构图。图3(b)为本专利技术旋转式无线电能传输磁路机构的副边转子磁芯结构图。图4(a)为本专利技术旋转式无线电能传输磁路机构的副边转子屏蔽层结构图。图4(b)为本专利技术旋转式无线电能传输磁路机构的副边转子屏蔽层端盖结构图。图5(a)为本专利技术旋转式无线电能传输磁路机构的原边定子屏蔽层结构图。图5(b)为本专利技术旋转式无线电能传输磁路机构的原边定子屏蔽层端盖结构图。图6为本专利技术旋转式无线电能传输磁路机构的装配图。图7为本专利技术旋转式无线电能传输磁路机构的结构示意图。其中：1、中心转轴；2、转子屏蔽层；3、定子屏蔽层；4、转子磁芯；5、定子磁芯；6、转子线圈；7、定子线圈。具体实施方式旋转式非接触电能传输装置包括：原边整流滤波装置，原边高频逆变装置，原边补偿装置，旋转式无线电能传输磁路机构，副边整流装置和副边逆变装置；原边整流滤波装置，原边高频逆变装置，原边补偿装置，旋转式无线电能传输磁路机构，副边整流装置和副边逆变装置顺序连接；在原边整流滤波装置加上交流电源，在副边逆变装置连接上负载，在负载上即获得电能。旋转式无线电能传输磁路机构包括：原边定子与副边转子，原边定子和副边转子之间具有空间间隙。所述的原边定子包括：”U”型的原边磁芯、”L”型的原边屏蔽层和原边磁芯线圈，原边屏蔽层、原边磁芯、原边磁芯线圈固定在一起；原边磁芯线圈的引入/出导线经原边屏蔽层的走线槽在原边定子的下方与外电路连接；所述的副边转子包括：”U”型的副边磁芯、”L”型的副边屏蔽层和副边磁芯线圈，副边磁芯、副边屏蔽层和副边磁芯线圈连接在一起；副边磁芯线圈的引入/出导线经副边屏蔽层的走线槽在副边转子的上方与外电路连接，后与负载连接，实现无线电能传输。所述的原边补偿装置为原边磁芯线圈绕组的原边补偿装置，包括LCL补偿网络、副边磁芯线圈绕组；副边补偿装置采用S补偿即电容串联补偿；原边补偿装置采用LCL补偿网络，实现原边线圈恒流输出，副边磁芯线圈绕组采用S补偿，在原边恒流的基础上，实现拾取电压恒压输出。下面结合附图对本专利技术专利做进一步的详细描述。实施例1：图1为旋转式非接触电能传输装置的电路结构示意图，本专利技术的旋转式无线电能传输磁路机构原副边有一定的间隙，导致磁路的漏感增大，使系统中的无功功率增加，降低系统的传输效率与传输功率。为满足输出要求，需要对原、副边回路添加补偿网络，达到补偿原副边磁芯线圈的漏感，补偿无功功率以提高系统的输出功率和传输效率的目的。基本补偿方式有S补偿和P补偿，由基本补偿方式又衍生出LCL、LCCL等其他补偿方式。根据所需的输出要求，原边绕组采用LCL补偿网络，副边绕组采用S补偿，此时原副边均处于谐振状态，可以有效实现无功补偿，同时原边补偿装置采用LCL补偿网络，通过合理参数设计，可实现原边线圈恒流输出，副边磁芯线圈绕组采用S补偿，在原边恒流的基础上，实现拾取电压恒压输出。所述的旋转式非接触电能传输装置补偿电路如图2所示，补偿电路分别连接在原边磁芯线圈、副边磁芯线圈的回路中，原边磁芯线圈绕组采用LCL补偿电路、副边磁芯线圈绕组本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种旋转式非接触电能传输装置，其特征是：旋转式非接触电能传输装置包括：原边整流滤波装置，原边高频逆变装置，原边补偿装置，旋转式无线电能传输磁路机构，副边整流装置和副边逆变装置；原边整流滤波装置，原边高频逆变装置，原边补偿装置，旋转式无线电能传输磁路机构，副边整流装置和副边逆变装置顺序连接；在原边整流滤波装置加上交流电源，在副边逆变装置连接上负载，在负载上即获得电能。

【技术特征摘要】
1.一种旋转式非接触电能传输装置，其特征是：旋转式非接触电能传输装置包括：原边整流滤波装置，原边高频逆变装置，原边补偿装置，旋转式无线电能传输磁路机构，副边整流装置和副边逆变装置；原边整流滤波装置，原边高频逆变装置，原边补偿装置，旋转式无线电能传输磁路机构，副边整流装置和副边逆变装置顺序连接；在原边整流滤波装置加上交流电源，在副边逆变装置连接上负载，在负载上即获得电能。2.根据权利要求1所述的一种旋转式非接触电能传输装置，其特征是：所述的旋转式无线电能传输磁路机构包括：原边定子与副边转子，原边定子和副边转子之间具有空间间隙。3.根据权利要求2所述的一种旋转式非接触电能传输装置，其特征是：所述的原边定子包括：”U”型的原边磁芯、”L”型的原边屏蔽层和原边磁芯线圈，原边屏蔽层、原边磁芯、原边磁芯...

【专利技术属性】
技术研发人员：王向伟，房景仕，赵克俊，常健，刘文科，张瑞珏，郑传荣，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第三十八研究所，
类型：发明
国别省市：安徽,34