一种柔性方波形接收线圈的旋转轴系无线供电装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种柔性方波形接收线圈的旋转轴系无线供电装置，其中包括：激励装置和接收装置，其中，激励装置包括激励线圈

【技术实现步骤摘要】
一种柔性方波形接收线圈的旋转轴系无线供电装置


[0001]本专利技术涉及旋转轴系无线充电
，是一种使用方波形线圈的
FPC
来切割磁感线的旋转轴系无线充电接收装置
。

技术介绍

[0002]无线充电技术根据能量传输过程中中继能量形式的不同，可分为
:
磁耦合式
、
电耦合式
、
电磁辐射式
、
机械波耦合式
。
而旋转轴系的无线充电系统一般采用松耦合变压器来实现，其原理是电磁感应原理，利用高频交流电实现电
‑
磁
‑
电的转换，从而实现电能的无线传输
。
由激励装置
(
固定侧
)
产生交变磁场，接收装置
(
旋转侧
)
产生感应电动势，继而通过整流滤波电路输出稳定电压
。
[0003]现有技术中，旋转轴系的无线充电的松耦合变压器的结构形式主要有：柱面耦合式和端面耦合式
。
[0004]柱面耦合的一个线圈放置在另一个线圈的内部，形成嵌套结构
。
常见的柱面耦合旋转松耦合变压器的原
、
副边的磁芯由环形导磁材料构成，两磁芯间隔一定的气隙同轴布置，在原
、
副边磁芯上缠绕有电感线圈
。
副边磁芯与线圈构成的拾取机构安装于旋转轴上随轴一起旋转，原边磁芯与线圈构成的发射机构通过夹具或螺栓固定在转轴的壳体或底座上固定不动
。
[0005]柱面耦合在旋转轴系供电的应用测试中存在许多问题
。
首先，面存在受安装条件限制不便在转轴外沿轴环绕发射线圈的情况
。
其次，这种传统方式的柱面耦合方式主
、
副边磁芯的间隙不容易得到保证，在安装时必须保证较高的位置精度，否则易发生零件的干涉和碰撞，影响系统的稳定性
。
且这种整环式的耦合机构一旦安装于轴上，当被测轴系周系转速过高时，接收装置由于收到巨大的离心力，会对轴产生局部应力，影响测量结果，甚至还会甩飞接收装置
。
要想使原
、
副边分离或将其整体卸下只能通过转轴的末端，拆卸不便
。
最后，柱面耦合式由于其嵌套结构，磁屏蔽性能不高，激励装置产生的交变磁场会影响轴系上的电子设备
。
[0006]端面耦合的原边线圈和副边线圈面对面同轴放置，形成上下分离的结构
。
端面耦合方式具有较好的磁屏蔽性能，但由于结构限制也会出现散热差
、
容易温升过高等问题，从而影响到系统的稳定性
。

技术实现思路

[0007]本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一
。
[0008]为此，本专利技术针对旋转轴系无线充电接收装置的问题，提供了一种对在旋转轴系不同工况运转下的无线充电接收装置，为旋转轴系上的电子设备提供稳定电压
。
本专利技术可用于不同环境下对旋转轴系进行无线电能传输，可以保证在不影响轴系动平衡的情况下输出稳定的电压
。
[0009]本专利技术的另一个目的在于本专利技术提出一种安装柔性方波形感应线圈的旋转轴系
无线充电感应装置，利用
FPC
与方波形导线相结合制作柔性线圈替代传统无线充电感应线圈
。
[0010]为达到上述目的，本专利技术一方面实施例提出了柔性方波形接收线圈的旋转轴系无线供电装置，包括：包括激励装置和接收装置，其中，所述激励装置包括激励线圈
、C
形磁芯
、
无线供电原边电路以及定子罩壳，所述激励线圈缠绕在所述
C
形磁芯上，并与所述无线供电原边电路相连，所述无线供电原边电路安装在所述
C
形磁芯上组成定子，所述定子罩壳包裹在所述
C
形磁芯外部；所述接收装置包括柔性方波形接收线圈和无线供电副边电路，所述柔性方波形接收线圈安装在旋转轴系表面，所述无线供电副边电路由整流电路
、
滤波电路以及稳压电路组成，所述无线供电副边电路外部两侧钻有固定螺栓孔，安装在所述旋转轴系的表面，预留接口，并且与所述无线供电副边电路相连组成转子
。
[0011]本专利技术实施例的一种柔性方波形接收线圈的旋转轴系无线供电装置，利用
FPC
与方波形线圈相结合制作柔性线圈替代传统松耦合变压器，在复杂工况中，松耦合变压器中的柱面耦合式和端面耦合式的接收线圈不方便安装及拆卸，加装屏蔽罩困难，且螺线管接收线圈重量较大，会影响轴系动平衡
。
[0012]另外，根据本专利技术上述实施例的一种柔性方波形接收线圈的旋转轴系无线供电装置还可以具有以下附加的技术特征：
[0013]进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述柔性方波形接收线圈由凸齿与凹齿组成，所述凸齿和凹齿均为奇数个，根据旋转轴系的半径大小以及所述激励装置产生的磁场面积大小来确定所述柔性方波形线圈的凸齿和凹齿的长度和宽度
。
且所述柔性方波形接收线圈印制在柔性电路板，按照所需输出电压大小选择所述柔性方波形接收线圈的层数，且每层所述柔性方波形接收线圈通过过孔串联
。
[0014]进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述柔性方波形接收线圈旋转轴系的轴颈尺寸安放所述柔性方波形接收线圈，保证所述柔性方波形接收线圈环绕旋转轴系一周；
[0015]进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述柔性方波形接收线圈通过导电与所述无线供电副边电路预留接口相连，经过所述整流电路
、
滤波电路以及稳压电路三部分，得到稳定持续的电压输出
。
[0016]为达到上述目的，本专利技术提出了一种柔性方波形接收线圈的旋转轴系无线供电装置，包括以下步骤：步骤
S1
，将所述激励线圈通直流电流产生空间磁场，通过所述
C
形磁芯将磁场聚焦在所述旋转轴系轴上，表现为圆形匀强磁场；步骤
S2
，当所述旋转轴系旋转时，所述方波形线圈的凸齿
、
凹齿切割聚焦磁力线，由于方波形线圈内部的磁通量发生改变，线圈中将产生感应电压；步骤
S3
，根据法拉第电磁感应定律计算所述感应电压的电压值；步骤
S4
，所述的感应电压
U
，通过导线连接到所述无线供电副边电路的预留接口上，通过所述的整流电路
、
滤波电路以及稳压电路得到持续稳定的直流输出电压；
[0017]本专利技术实施例的一种柔性方波形接收线圈的旋转轴系无线供电装置，利用
FPC
与方波形导线相结合制作柔性线圈替代传统无线供电线圈，在复杂工况中，柱面耦合式和端面耦合式的接收线圈不方便安装及拆卸，加装屏蔽罩困难，且螺线管接收线圈重量较大，会影响轴系动平衡，故选用柔性方波形线圈代替传本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种柔性方波形接收线圈的旋转轴系无线供电装置，其特征在于，包括激励装置
、
接收装置，其中，所述激励装置包括激励线圈
、C
形磁芯
、
无线供电原边电路以及定子罩壳，所述激励线圈缠绕在所述
C
形磁芯上，并与所述无线供电原边电路相连，所述无线供电原边电路安装在所述
C
形磁芯上组成定子，所述定子罩壳包裹在所述
C
形磁芯外部；所述接收装置包括柔性方波形接收线圈
、
无线供电副边电路，所述柔性方波形接收线圈安装在旋转轴系表面，所述无线供电副边电路由整流电路
、
滤波电路以及稳压电路组成，所述无线供电副边电路外部两侧钻有固定螺栓孔，安装在所述旋转轴系的表面，预留接口，并且与所述无线供电副边电路相连组成转子
。2.
根据权利要求1所述的一种柔性方波形接收线圈的旋转轴系无线供电装置，其特征在于，所述柔性方波形接收线圈由凸齿与凹齿组成
(
凸齿与凹齿是相对而言的
)
，所述凸齿和凹齿均为奇数个，根据旋转轴系的半径大小以及所述激励装置产生的磁场面积大小来确定所述柔性方波形线圈的凸齿和凹齿的长度和宽度
。
且所述柔性方波形接收线圈印制在柔性电路板，按照所需输出电压大小选择所述柔性方波形接收线圈的层数，且每层所述柔性方波形接收线圈通过过孔串联
。3.
根据权利要求1所述的一种柔性方波形接收线圈的旋转轴系无线供电装置，其特征在于，依据旋转轴系的轴颈尺寸安放所述柔性方波形接收线圈，保证所述柔性方波形接收线圈环绕旋转轴系一周
。4.
根据权利要求1所述的一种柔性方波形接收线圈的旋转轴系无线供电装置，其特征在于，所述柔性方波形接收线圈通过导线与所述无线供电副边电路预留接口相连，经过所述整流电路
、
滤波电路以及稳压电路三部分，得到稳定持续的电压输出
。5.
一种柔性方波形接收线圈的旋转轴系无线供电装置，其特征在于，基于权利要求1‑4任一项所述的一种柔性方波形接收线圈的旋转轴系无线供电装置，包括以下步骤：步骤

【专利技术属性】
技术研发人员：李志鹏，王春鹏，郭艳玲，朱世宁，
申请(专利权)人：东北林业大学，
类型：发明
国别省市：