电容式非接触集流环及使用所述集流环的供电装置，涉及到一种集流环及使用集流环的供电装置。它解决了现有接触式集流环存在的易损坏、稳定性不好，以及采用集流环的供电装置输出给负载的供电电流不稳定的问题。电容式非接触集流环中的第一电容器和第二电容器的两个电极极板能够在相对距离和相对面积均保持不变的前提下产生相对运动，第一电容器的第一电极和第二电容器的第一电极固定连接，第一电容器的第二电极和第二电容器的第二电极固定连接。本发明专利技术的供电装置中的输入端高频电路和输出端高频电路通过本发明专利技术的集流环连接。本发明专利技术的电容式非接触集流环可以替换现有集流环应用的场合。本发明专利技术的装置适合于高频或者低频供电的场合。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及到一种集流环及使用集流环的供电装置。
技术介绍
通常负载在接受电源供电时，需要通过导电体直接获取电能。在供电电源 与负载之间无相对运动时，用导线或插头插座等就可以解决。当二者存在相对 运动时，简单的导线、插头插座是无法满足的，人们为此设计了集流环电刷装 置。集流环与电刷在滑动接触处满足了电源与负载的相对运动，同时满足了电流在整个电路回路的畅通。因为集流环与电刷存在滑动摩擦接触，于是这就带 来了诸多不便，首先，由于电刷与集流环之间摩擦磨损，因此需要定期更换； 另外，由于接触是滑动摩擦式的，经常会由于接触电阻的不稳定而导致供电电 源的工作电流的失稳。目前已有公开号是CN1674405的专利技术专利《电器的非接触式供电方法及其 装置》提供的技术方案是在电源侧设置能转变市电或直流电为高频交流电的 电能转换电路，将电能转换电路的输出回路中的高频输出线圈设置于一个高频 磁芯上；在用电器侧设置电源转换电路，将电能转换电路的输入回路中的高频 输入线圈设置于另一个高频磁芯上；使所述两个高频磁芯拼合，通过高频电磁 耦合方式使电源侧电源转换电路产生的高频电能变换为用电器需要的市电或直 流电。该技术方案主要是针对性的解决传统用电器需要外配变压器、充电器等 的麻烦，同时提高用电安全。但是对于微型场合、无电磁场合、电源与负载之间存在高速运动等场合下， 这种通过高频电磁耦合方式实现电能的传输，就不适用了。
技术实现思路
为了解决现有接触式集流环存在的易损坏、稳定性不好，以及采用集流环 的供电装置输出给负载的供电电流不稳定的问题，本专利技术提供了一种电容式非 接触集流环及使用所述集流环的供电装置。电容式非接触集流环由第一电容器和第二电容器组成，第一电容器和第二电容器的两个电极极板能够在相对距离和相对面积均保持不变的前提下产生相 对运动，第一电容器的第一电极和第二电容器的第一电极固定连接在一起或者 保持同步运动，所述第一电容器的第二电极和第二电容器的第二电极固定连接 在一起或者保持同步运动，所述第一电容器和第二电容器之间保持绝缘。本专利技术的电容式非接触集流环是应用电容器的两个极板之间以空气为电介 质，通过极板之间的间隙实现非接触方式的电连接。根据电容器的容值与电容 器两个极板之间的距离和相对面积的比例关系，采用在电容式非接触集流环工 作的时候，保证集流环中的每个电容器的两个极板之间的相对距离和相对面积 保持不变来使集流环的电容值不变。实现非接触的电容的单个容值至少要大于3pF，这样交流信号才比较明显。 负载阻值为1MQ，电容的单个容值为10pF时，截止频率可为30kHz。若负载 阻值越大，电容的容值越大，则可以获得更低的截止频率。若提供的交流电频 率为100kHz，功率因数可以达到95%。使用本专利技术的电容式非接触集流环的供电装置由电容式非接触集流环、第 一高频电路和第二高频电路组成，第一高频电路的两个输出端分别和第一电容 器的第一电极、第二电容器的第一电极连接，所述第一电容器的第二电极、第 二电容器的第二电极分别和第二高频电路的两个输入端连接，所述第一高频电 路和第一电容器的第一电极、第二电容器的第一电极固定连接或者保持同步运 动；所述第二高频电路与所述第一电容器的第二电极、第二电容器的第二电极 固定连接或者保持同步运动。本专利技术的供电装置的工作原理是电容式非接触集流环是一对电容器，利 用电容器的通高频阻低频的特性，将供电装置中的第一高频电路的电信号传递 给第二高频电路，进而实现了电能的传递的目的。本专利技术的供电装置的优点是 一、采用现有技术中成熟的高频电路作为电 能的传输、转换的装置，稳定性好、可靠性高；二、采用电容器作为电能耦合 器件，完全避免了现有接触式集流环供电方式中由于摩擦接触带来的一系列问 题，还使供电电源与负载之间的相对运动方式也更加灵活。本专利技术的电容式非接触集流环及使用所述集流环的供电装置可以应用到各 种负载和供电电源之间存在相对运动的场合。附图说明图1是具体实施方式二所述的电容式非接触集流环的结构示意图，图2是 图1的A-A剖视图，图3是具体实施方式三所述的电容式非接触集流环的结构 示意图，图4是图3的左视图；图5是具体实施方式四所述的电容式非接触集 流环的结构示意图，图6是图5的B-B剖视图，图8是具体实施方式五所述的 电容式非接触集流环的结构示意图，图7是图8的E-E剖视图，图9是具体实 施方式六所述的电容式非接触集流环的结构示意图，图10是图9的D-D剖视 图，图11是图9的C-C剖视图，图12是本专利技术的供电装置的结构示意图。具体实施例方式具体实施方式一本实施方式所述的电容式非接触集流环由第一电容器11和第二电容器12组成，第一电容器11和第二电容器12的两个电极极板能够在相对距离和相对面积均保持不变的前提下产生相对运动，第一电容器的第一电极111和第二电容器的第一电极121固定连接在一起或者保持同步运动， 所述第一电容器的第二电极112和第二电容器的第二电极122固定结在一起或 者保持同步运动，所述第一电容器11和第二电容器12之间保持绝缘。具体实施方式二参见图1、图2说明本实施方式。本实施方式与具体实 施方式一所述的电容式非接触集流环的区别在于，它还包括第一圆盘10和第二 圆盘20，第一圆盘10和第二圆盘20同心相对平行放置，并且所述第一圆盘10 和第二圆盘20能够同轴相对转动；所述第一圆盘10与第二圆盘20相对平面的 中心带有一个凸起的圆柱101，在所述圆柱101的外侧还有一个凸起的圆环102， 第二圆盘20与第一圆盘10相对的平面上、与第一圆盘10上的圆柱101和圆环 102之间对应有凸起的第一圆环201，在所述第一圆环201的外侧还有凸起的第 二圆环202，所述第二圆环202套在第一圆盘10上的圆环102的外侧，圆柱101 与第一圆环201、第一圆环201与圆环102、圆环102与第二圆环202之间均为 间隙配合，第一电容器的第一电极111固定在第一圆盘IO上的圆柱101的侧壁 上，第二电容器的第一电极121固定在第一圆盘10上的圆环102的内壁和外壁 上，第一电容器的第二电极112固定在第二圆盘20的第一圆环201的内侧壁上， 第二电容器的第二电极122固定在第二圆盘20的第一圆环201的外侧壁上以及 第二圆环202的内侧壁上。本实施方式所述的电容式非接触集流环固定在圆盘形的卡盘上，适用于供 电装置与负载之间为旋转连接的装置上。具体实施方式三參见图3、图4说明本实施方式。本实施方式与具体实施方式一所述的电容式非接触集流环的区别在于，它还包括轴30和第一套环 31、第二套环32，第一套环31和第二套环32分别套在轴30上，且与轴30间 隙配合，所述第一套环31和第二套环32能够同步与轴30相对转动；第一电容 器的第一电极111固定在第一套环31的内侧壁上，第一电容器的第二电极112 固定在轴30上与第一套环31对应的侧壁上，第二电容器的第一电极121固定 在第二套环32的内壁上，第二电容器的第二电极122固定在轴30上与第二套 环32对应的侧壁上。本实施方式所述的电容式非接触集流环适用于有回转运动的系统上。具体实施方式四參见图5、图6说明本实施方式。本实施方式与具体实 施方式一所述的电容式非本文档来自技高网...
【技术保护点】
电容式非接触集流环，其特征在于它包括第一电容器（１１）和第二电容器（１２），第一电容器（１１）和第二电容器（１２）的两个电极极板能够在相对距离和相对面积均保持不变的前提下产生相对运动，第一电容器的第一电极（１１１）和第二电容器的第一电极（１２１）固定连接在一起或者保持同步运动，所述第一电容器的第二电极（１１２）和第二电容器的第二电极（１２２）固定结在一起或者保持同步运动，所述第一电容器（１１）和第二电容器（１２）之间保持绝缘。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：曲建俊，邹乐，周宁宁，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：93[中国|哈尔滨]
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