本发明专利技术涉及一种功率传输系统(21)，用于在电机(12)的转子(17)的激励绕组(18)中产生电流，其中设置有连用于布置在该转子(17)处的次级侧绕组(23)和连接到该次级侧绕组(23)的整流器电路板(REC)，该整流器电路板用于提供在该激励绕组(18)的两个连接接触部(47)之间产生的直流电压(U)。本发明专利技术提出，该次级侧绕组(23)的缠绕电路板(41)具备多个并联连接的螺旋线圈(A1，A2，A3，A4，A5)，并且这些螺旋线圈(A1，A2，A3，A4，A5)中的每一个由多个螺旋元件(50)构成，并且另外该缠绕电路板(41)设计为多层式的，并且在该缠绕电路板(41)的每一层(L1，L2，L3，L4)中这些螺旋元件(50)中的多个螺旋元件相对彼此分别以角度偏置量(51)偏置地布置，并且对于这些螺旋线圈(A1，A2，A3，A4，A5)中的每一个而言，其所有层(L1，L2，L3，L4)的相应的螺旋元件(50)借助于该缠绕电路板(41)的贯穿接触部(52)串联连接。接触部(52)串联连接。接触部(52)串联连接。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于在电机转子的激励绕组中产生电流的功率传输系统以及电机和机动车辆
[0001]本专利技术涉及一种功率传输系统，用于在电机的转子的激励绕组中产生电流。该功率传输系统具有旋转传输器，即电感式耦合器。借助于该功率传输系统，可以无接触地产生直流电压，以便在电机的转子的激励绕组中驱动电流。本专利技术还涉及一种具有该功率传输系统的电机以及一种具有本专利技术电机的机动车辆。
技术介绍
[0002]从DE 10 2014 202 719 A1中已知所述类型的旋转传输器。据此，用于电机的功率传输系统具有旋转传输器的初级侧绕组，该初级侧绕组用于在空间上固定地布置在电机中并且用于产生交变磁场。另外，该功率传输系统具有旋转传输器的次级侧绕组和整流器电路板，该次级侧绕组用于布置在电机的转子的端面处并且用于将在时间上变化的磁通量转变成交流电压，该整流器电路板带有整流器电路以便对交流电压进行整流。旋转传输器是带有气隙的旋转对称的变压器，其中次级侧绕组相对于初级侧绕组是可旋转地安装的。电机的转子可以与次级侧绕组一起旋转，即在初级侧绕组的交变磁场中旋转。整流器的连接到次级侧绕组的整流器电路板被适配为用于从由次级侧绕组产生的交流电压产生直流电压并且将该直流电压提供给用于激励绕组的连接接触部。即，当在这两个连接接触部处产生直流电压时，激励绕组中的电流一直是流动的。从现有技术已知，次级侧绕组可以基于电路板的导体路径形成。具有用于绕组的导体路径的此类电路板在下文中称为缠绕电路板(Windungsplatine)。“绕组”在此不是指卷绕的金属丝，而是指电气绕组的功能，也就是说具有电气线圈的组件。
[0003]所描述的在使用旋转对称的变压器或旋转传输器的情况下以直流电压供应激励线圈的无接触传输系统可以在外部激励的同步机器中替代滑环-碳刷系统。使用缠绕电路板与使用基于绞线或圆线的次级侧绕组相比具有以下优点，即可以将次级侧绕组设计得更扁平。
[0004]然而，在使用带有导体路径的缠绕电路板的情况下对于次级侧绕组的必需的缠绕而言产生了冲突。为了能够承载足够大的电流，导体路径必须对应地设计为较宽。但是这导致如下缺点：在交变磁场中的导体路径之内感生了旋涡电流，该旋涡电流进而不利影响旋转传输器的功率，即降低了在输出端可提供的电功率。
[0005]从US 6 664 883 B2已知如下原则：将螺旋线圈分布在多层缠绕电路板的多个层上。在缠绕电路板中实现了变压器的初级线圈和次级线圈的交替缠绕。初级线圈和次级线圈因此不能相对彼此移动并且不适合用作旋转传输器。
[0006]从DE 20 2012 002 027 U1已知一种用于电机的转子，其中在端侧布置有卷绕头遮盖件，以便遮盖转子的卷绕头。在卷绕头遮盖件上布置有旋转位置编码器 (Drehlagegebers)的传感器轨道。
[0007]从DE 20 2012 002 024 U1已知一种具有卷绕头遮盖件的转子，其中布置有动量
环(Wuchtring)，用于补偿转子的不平衡。
技术实现思路
[0008]本专利技术的基本目的在于，为电机提供一种用于无接触传输电功率的功率传输系统，以便驱动激励绕组。该系统包括：用于在电机的转子的激励绕组中产生电流，其中设置有初级侧绕组和次级侧绕组，该初级侧绕组用于布置在发动机壳体处或该电机的端罩处并且用于产生交变磁场，该次级侧绕组用于布置在该转子的端侧处并且用于将该交变磁场变换为交流电压，并且其中提供有连接到该次级侧绕组的整流器电路板，该整流器电路板具有整流器电路以便提供直流电压，该直流电压从用于该激励绕组的两个连接接触部之间的交流电压产生，并且其中该次级侧绕组基于缠绕电路板的导体路径而形成，该次级侧绕组具备多个并联连接的螺旋线圈，并且这些螺旋线圈中的每一个螺旋线圈由多个螺旋元件构成，并且另外该缠绕电路板设计为多层式的，并且在该缠绕电路板的每一层中这些螺旋元件中的多个螺旋元件相对彼此分别以角度偏置量偏置地布置，并且相应地每一层的这些螺旋元件之一分别属于这些螺旋线圈之一，并且对于这些螺旋线圈中的每一个而言，其所有层的相应的螺旋元件借助于该缠绕电路板的贯穿接触部串联连接。
[0009]本专利技术从开篇描述的带有初级侧绕组、次级侧绕组和具有整流器电路的整流器电路板的无接触功率传输系统出发。
[0010]本专利技术还使用缠绕电路板用于以导体路径的形式提供次级侧绕组。总体上，缠绕电路板必须具有环的形式，该环可以被施加到转子的轴上或者可以围绕转子的轴布置。现在，根据本专利技术，次级侧绕组具有多个并联连接的螺旋线圈，其中这些螺旋线圈中的每一个螺旋线圈由多个线圈区段或线圈元件构成。螺旋线圈在此并不一定是指圆形线圈。螺旋线圈可以具有圆形或其他能以角度偏置量转动对称或旋转对称地布置的几何形状。螺旋线圈总体上形成单独导体带或单独绕组。为了构成螺旋线圈，缠绕电路板设计为多层的。即，涉及所谓的多层电路板(多层PCB，PCB为印刷电路板)。缠绕电路板的每一层(英文：Layer)能够以已知方式具有多个导体路径。在缠绕电路板的每一层中布置有这些螺旋线圈的螺旋元件中的多个螺旋元件，确切地说在每个螺旋线圈之前一个螺旋元件。每一层的螺旋元件优选是同心的并且相对彼此分别以角度偏置量偏置地布置。同心布置是相对于转子的旋转轴线得出的。即螺旋元件可以布置为圈状或者围绕转子的旋转轴线以环状布置。每一个螺旋元件相对于分别相邻的螺旋元件以预定的角度偏置量来偏置。
[0011]即每一个螺旋线圈在缠绕电路板的每层分别具有仅一个螺旋元件。对于每一个螺旋线圈，其缠绕电路板的所有层的相应螺旋单元借助于缠绕电路板的贯穿接触部串联连接。相邻层的螺旋元件在此直接电耦合。即，从缠绕电路板的最上层出发以如下方式产生了一个螺旋线圈：这个层的螺旋元件与位于其下方的层的螺旋元件电连接并且这个螺旋元件进而与位于其下方的层的螺旋元件电连接，以此类推，直至到达最下层的最后一个螺旋元件。于是每一个螺旋线圈的末端都与整流器电路板相连。通过所描述的布置，螺旋线圈在此以分布在缠绕电路板的多个层上的方式布置并且彼此纠缠或交织。即它们不具有在其他情况下常见的平坦或板状的形状。
[0012]通过本专利技术产生了以下优点，由螺旋线圈组成的并联电路的载流能力高于每一个单独的螺旋线圈。由于在缠绕电路板的每一层上的单独螺旋元件的电分离，仍然不会在螺
旋线圈之间造成旋涡电流。即，因此可以使并联连接的螺旋线圈的数量相对于单独螺旋线圈的每一个导体路径的宽度进行平衡，以便实现总组件(并联电路)的最大载流能力，而不产生过大的总损耗(可能设定热极限)。导体路径越窄，在每一个单独导体路径中的旋涡电流损耗就越小，但是其中每一个单独导体路径的载流能力下降。并联连接的螺旋线圈越多，总组件的载流能力就越大。在下文中为了简短起见也将整流器电路板简称为整流器。
[0013]本专利技术还包括有利的改进方案，通过这些改进方案的特征实现了另外的优点。
[0014]功率(输出功率)的其他不利影响可能由于加热导体路径和整流器而产生。一个改进方案提出，为了使该功率传输系统散热，将该整流器电路本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于在电机转子的激励绕组中产生电流的功率传输系统(21)，用于在电机(12)的转子(17)的激励绕组(18)中产生电流，其中设置有初级侧绕组(22)和次级侧绕组(23)，该初级侧绕组用于布置在发动机壳体处或该电机(12)的端罩(24)处并且用于产生交变磁场，该次级侧绕组用于布置在该转子(17)的端侧处并且用于将该交变磁场变换为交流电压(U
’
)，并且其中提供有连接到该次级侧绕组(23)的整流器电路板(43)，该整流器电路板具有整流器电路(REC)以便提供直流电压(U)，该直流电压从用于该激励绕组(18)的两个连接接触部(47)之间的交流电压(U
’
)产生，并且其中该次级侧绕组(23)基于缠绕电路板(41)的导体路径(49)而形成，其特征在于，该次级侧绕组(23)具备多个并联连接的螺旋线圈(A1，A2，A3，A4，A5)，并且这些螺旋线圈(A1，A2，A3，A4，A5)中的每一个螺旋线圈由多个螺旋元件(50)构成，并且另外该缠绕电路板(41)设计为多层式的，并且在该缠绕电路板(41)的每一层(L1，L2，L3，L4)中这些螺旋元件(50)中的多个螺旋元件相对彼此分别以角度偏置量(51)偏置地布置，并且相应地每一层(L1，L2，L3，L4)的这些螺旋元件(50)之一分别属于这些螺旋线圈(A1，A2，A3，A4，A5)之一，并且对于这些螺旋线圈(A1，A2，A3，A4，A5)中的每一个而言，其所有层(L1，L2，L3，L4)的相应的螺旋元件(50)借助于该缠绕电路板(41)的贯穿接触部(52)串联连接。2.根据权利要求1所述的用于在电机转子的激励绕组中产生电流的功率传输系统(21)，其特征是：其中为了使该功率传输系统(21)散热，将该整流器电路板(43)直接与冷却体(42)相连，并且该功率传输系统(21)的次级侧铁氧体磁芯(39)与该冷却体(42)处于接触，并且该冷却体(42)被适配为将热量从该整流器电路板(43)和该铁氧体磁芯(39)传导到该冷却体(42)的耦合面(42
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)，通过该耦合面，该冷却体(42)能够固定在该转子(17)的载体构件(31)处。3.根据权利要求2所述的用于在电机转子的激励绕组中产生电流的功率传输系统(21)，其特征是：其中为了大于15000转每分钟的转速稳定性和/或为了热传导，该整流器电路板(43)、该冷却体(42)、该缠绕电路板(41)和该铁氧体磁芯(39)是用人造树脂(32
’
)浇注的或用塑料包覆注塑的。4.根据权利要求2或3之一所述的用于在电机转子的激励绕组中产生电流的功率传输系统(21)，其特征是：其中该整流器电路板(43)具有用于热传导的金属芯并且该冷却体直接与该金属芯接触。5.根据权利要求1所述的用于在电机转子的激励绕组中产生电流的功率传输系统(21)，其特征是：其中在该整流器电路板(43)上，该整流器电路(REC)具有...
【专利技术属性】
技术研发人员：M，
申请(专利权)人：纬湃科技有限责任公司，
类型：新型
国别省市：
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