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CN116054521A - 一种基于单励磁线圈的旋转驱动与非接触供电系统 - Google Patents

一种基于单励磁线圈的旋转驱动与非接触供电系统 Download PDF

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CN116054521A
CN116054521A CN202211587994.2A CN202211587994A CN116054521A CN 116054521 A CN116054521 A CN 116054521A CN 202211587994 A CN202211587994 A CN 202211587994A CN 116054521 A CN116054521 A CN 116054521A
Authority
CN
China
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rotor
stator
coil
coil winding
phase
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202211587994.2A
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English (en)
Inventor
黄宇涛
夏桦康
夏银水
叶益迭
张义
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ningbo University
Original Assignee
Ningbo University
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Publication date
Application filed by Ningbo University filed Critical Ningbo University
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K33/00Motors with reciprocating, oscillating or vibrating magnet, armature or coil system
    • H02K33/16Motors with reciprocating, oscillating or vibrating magnet, armature or coil system with polarised armatures moving in alternate directions by reversal or energisation of a single coil system
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)

Abstract

本发明公开了一种基于单励磁线圈的旋转驱动与非接触供电系统,通过三相逆变电路模块将三相方波驱动电压加载到定子励磁线圈绕组部件上,定子励磁线圈绕组部件产生电磁转矩加载到转子永磁体部件上,转子旋转平台部件、三相整流电路模块、转子受电线圈绕组部件和转子永磁体部件做旋转运动,同时,转子受电线圈绕组部件中磁链大小发生周期性变化产生三相感应电动势电压,三相整流电路模块对三相感应电动势电压进行整流变换后输出直流电压;优点是能够同时实现旋转驱动与非接触旋转供电功能,从而能够减少旋转工况设备中的功能模块数量,减小其体积,降低其维护成本,促进旋转工况设备的小型化和低成本化。

Description

一种基于单励磁线圈的旋转驱动与非接触供电系统
技术领域
本发明涉及供电系统,尤其是涉及一种基于单励磁线圈的旋转驱动与非接触供电系统。
背景技术
在诸如激光雷达、智能钻头、视觉影像等旋转工作设备中,一些部件需要在旋转运动状态下进行工作。因此,一方面需要为这些部件提供旋转驱动力矩使其旋转,另一方面还需要为这些部件中的电子设备供应电能。针对旋转驱动需求,可以在静止基座上安装电机,并通过电机转轴与皮带轮或者其他传动机构的配合,从而将电机输出的旋转驱动力矩传递到特定部件(即旋转部件)上,最终驱动该部件旋转。针对旋转供电需求,由于主供电电源通常安装在静止部件上,因此无法通过电力线缆直连方式向旋转部件上的受电设备进行供电,通常采用导电滑环机构或者旋转耦合变压器来实现旋转供电。导电滑环机构供电方案属于接触式供电技术,该方案利用电刷与导电滑环的滑动接触进行电能传输,电能传输容量及效率较高,但电刷与导电滑环之间相互摩擦容易产生火花、粉尘、磨损等不良状况;旋转耦合变压器方案属于非接触式供电技术,该方案利用变压器原边线圈和副边线圈磁耦合实现电能传输,可解决接触式供电技术的上述缺陷。
旋转驱动与旋转供电在很多场合均有应用。如申请号为CN201910782720.0的中国专利中公开了一种旋转驱动装置及LED灯带旋转成像设备,该LED灯带旋转成像设备采用一个独立的电机驱动LED灯带旋转来呈现不同的视觉效果,同时在定子平台和转子平台上分别安装发射线圈与接收线圈来实现非接触式电能传输,从而为旋转运动状态下的LED灯带供电。又如申请号为CN202110039571.6的中国专利中公开了一种轻武器智能对抗反击系统,该系统采用一个独立的旋转电机来驱动激光发射装置旋转,同时采用一个独立的旋转供电单元为旋转激光发射装置进行供电,从而实现在360度范围进行激光指示。再如申请号为CN202110810362.7的中国专利中公开了一种窄窗口同轴单线激光扫描测距仪,该窄窗口同轴单线激光扫描测距仪采用一个独立的电机驱动测距激光模块旋转,从而实现360度单线激光扫描测距;同时,该窄窗口同轴单线激光扫描测距仪设计了独立的无线供电发射/接收模块,其中无线供电发射模块安装在静止基座上,而无线供电接收模块则与测距激光模块一同做旋转运动,通过无线供电发射模块的发射线圈与无线供电接收模块的接收线圈之间的磁耦合作用来进行无线电能传输,从而为测距激光模块供电。
由此可见,目前此类旋转工况设备较多地采用了旋转驱动与旋转供电二者功能相分离的设计方案,即采用一套独立的动力装置(如加装电机等)来实现旋转驱动,同时再采用另一套独立的供电装置(如导电滑环、旋转耦合变压器等)来实现旋转供电。这种二者功能分离的方案虽然能够实现预期目标,但也导致了旋转工况设备中的功能模块数量增多、设备体积增大、维护成本增加等问题,这些问题阻碍了此类旋转工况设备的小型化、低成本化。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种基于单励磁线圈的旋转驱动与非接触供电系统。该系统能够同时实现旋转驱动与非接触旋转供电功能,从而能够减少旋转工况设备中的功能模块数量,减小其体积,降低其维护成本,促进旋转工况设备的小型化和低成本化。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为:一种基于单励磁线圈的旋转驱动与非接触供电系统,包括定子基座平台部件、三相逆变电路模块、转子永磁体部件、定子励磁线圈绕组部件、转子受电线圈绕组部件、三相整流电路模块、转子旋转平台部件和转子转轴,所述的转子旋转平台部件位于所述的定子基座平台部件上方,所述的定子励磁线圈绕组部件、所述的转子永磁体部件和所述的三相逆变电路模块按照从上到下顺序间隔分布,所述的定子励磁线圈绕组部件和所述的三相逆变电路模块均固定在所述的定子基座平台部件上,所述的转子受电线圈绕组部件固定在所述的转子旋转平台部件上,所述的转子受电线圈绕组部件位于所述的定子励磁线圈绕组部件上方,所述的三相整流电路模块位于所述的转子受电线圈绕组部件上方,且固定在所述的转子旋转平台部件上,所述的转子转轴从上到下依次穿过所述的转子旋转平台部件、所述的三相整流电路模块、所述的转子受电线圈绕组部件、所述的定子励磁线圈绕组部件、所述的转子永磁体部件、所述的三相逆变电路模块和所述的定子基座平台部件,所述的转子转轴与所述的转子旋转平台部件、所述的转子受电线圈绕组部件和所述的转子永磁体部件之间均固定连接,所述的转子转轴与所述的定子基座平台部件之间转动连接,所述的三相逆变电路模块与所述的定子励磁线圈绕组部件通过线缆进行电气连接,所述的三相整流电路模块与所述的转子受电线圈绕组部件通过线缆进行电气连接;当所述的旋转驱动与非接触供电系统工作时,所述的三相逆变电路模块与外部直流电源连接,将外部直流电源输出处至其处的直流电源电压逆变成三相方波驱动电压加载到所述的定子励磁线圈绕组部件上,所述的定子励磁线圈绕组部件产生交变旋转磁场作用到所述的转子永磁体部件上,与所述的转子永磁体部件产生的永磁体磁场发生相互作用,从而产生电磁转矩加载到所述的转子永磁体部件上,在所述的电磁转矩驱动作用下,所述的转子旋转平台部件、所述的三相整流电路模块、所述的转子受电线圈绕组部件、所述的转子永磁体部件与所述的转子转轴相对于所述的定子励磁线圈绕组部件、所述的三相逆变电路模块与所述的定子基座平台部件做旋转运动;同时,所述的交变旋转磁场作用到所述的转子受电线圈绕组部件上,使所述的转子受电线圈绕组部件中磁链大小发生周期性变化从而产生三相感应电动势电压,所述的三相整流电路模块对所述的三相感应电动势电压进行整流变换后输出直流电压,从而为安装在所述的转子旋转平台部件上、随所述的转子旋转平台部件做同步旋转运动的其他受电设备进行供电。
所述的定子励磁线圈绕组部件包括定子支撑结构、三相定子线圈绕组和六个定子硅钢片群组,所述的定子支撑结构包括第一外圆周圆环、第一内圆周圆环与六个第一连接臂,所述的第一内圆周圆环同轴设置在所述的第一外圆周圆环内,所述的转子转轴从所述的第一外圆周圆环中同轴穿过,所述的第一外圆周圆环与所述的转子转轴之间采用可转动连接方式,所述的第一外圆周圆环固定在所述的定子基座平台部件上,所述的第一外圆周圆环与所述的第一内圆周圆环通过所述的六个第一连接臂连接固定,所述的六个第一连接臂以所述的转子转轴为圆心沿圆周均匀间隔排列,每相邻两个第一连接臂之间角度为60度,每相邻两个第一连接臂之间形成一个第一装配空间,所述的六个第一连接臂之间形成六个第一装配空间,所述的六个定子硅钢片群组一一对应安装在所述的六个第一装配空间中,每个所述的定子硅钢片群组均由n个硅钢片沿其所处第一装配空间的径向堆叠而成,且其径向截面为等腰梯形,n为大于等于2的整数,每个所述的定子硅钢片群组的等腰梯形径向截面的上底朝向所述的第一内圆周圆环,每个所述的定子硅钢片群组的等腰梯形径向截面的下底朝向所述的第一外圆周圆环,每个所述的定子硅钢片群组的等腰梯形径向截面的两条腰以胶粘方式固定于其左右两个第一连接臂上;所述的三相定子线圈绕组包括六个定子子线圈,所述的六个定子子线圈与所述的六个定子硅钢片群组一一对应,相对应的一个定子子线圈与一个定子硅钢片群组中,该定子子线圈缠绕在该定子硅钢片群组的内侧面、左侧面、外侧面和右侧面上,该定子子线圈的一端从该定子硅钢片群组的外侧面处引出,另一端靠近该定子硅钢片群组的内侧面,相邻两个定子子线圈的缠绕方向相反,即一个为顺时针方向,另一个为逆时针方向;所述的三相定子线圈绕组分别记为A相定子线圈绕组、B相定子线圈绕组和C相定子线圈绕组;将任意一个缠绕方向沿顺时针方向的定子子线圈作为第1个定子子线圈,从第1个定子子线圈开始,沿顺时针方向其他五个子线圈依次为第2个定子子线圈、第3个定子子线圈、第4个定子子线圈、第5个定子子线圈和第6个定子子线圈,第1个定子子线圈和第4个定子子线圈构成所述的A相定子线圈绕组,第1个定子子线圈靠近定子硅钢片群组的外侧面的一端记为所述的定子励磁线圈绕组部件的A+,第4个定子子线圈靠近定子硅钢片群组的外侧面的一端记为所述的定子励磁线圈绕组部件的A-,第1个定子子线圈的另一端和第4个定子子线圈的另一端连接,第2个定子子线圈和第5个定子子线圈构成所述的C相定子线圈绕组,第2个定子子线圈靠近定子硅钢片群组的外侧面的一端记为所述的定子励磁线圈绕组部件的C-,第5个定子子线圈靠近定子硅钢片群组的外侧面的一端记为所述的定子励磁线圈绕组部件的C+,第2个定子子线圈的另一端和第5个定子子线圈的另一端连接,第3个定子子线圈和第6个定子子线圈构成所述的B相定子线圈绕组,第3个定子子线圈靠近定子硅钢片群组的外侧面的一端记为所述的定子励磁线圈绕组部件的B+,第6个定子子线圈靠近定子硅钢片群组的外侧面的一端记为所述的定子励磁线圈绕组部件的B-,第3个定子子线圈的另一端和第6个定子子线圈的另一端连接,所述的定子励磁线圈绕组部件的 A-、所述的定子励磁线圈绕组部件的B-和所述的定子励磁线圈绕组部件的C-连接;所述的三相逆变电路模块通过所述的定子励磁线圈绕组部件的A+、B+和C+对所述的三相定子线圈绕组加载三相方波驱动电压,采用六步换相-两两导通方式对所述的三相定子线圈绕组进行通电控制,第1步为A相定子线圈绕组、B相定子线圈绕组通电:所述的定子励磁线圈绕组部件的A+施加正电压,所述的定子励磁线圈绕组部件的B+接地,所述的定子励磁线圈绕组部件的C+悬空;第2步为A相定子线圈绕组、C相定子线圈绕组通电:所述的定子励磁线圈绕组部件的A+施加正电压,所述的定子励磁线圈绕组部件的B+悬空,所述的定子励磁线圈绕组部件的C+接地;第3步为B相定子线圈绕组、C相定子线圈绕组通电:所述的定子励磁线圈绕组部件的A+悬空,所述的定子励磁线圈绕组部件的B+施加正电压,所述的定子励磁线圈绕组部件的C+接地;第4步为B相定子线圈绕组、A相定子线圈绕组通电:所述的定子励磁线圈绕组部件的A+接地,所述的定子励磁线圈绕组部件的B+施加正电压,所述的定子励磁线圈绕组部件的C+悬空;第5步为C相定子线圈绕组、A相定子线圈绕组通电:所述的定子励磁线圈绕组部件的A+接地,所述的定子励磁线圈绕组部件的B+悬空,所述的定子励磁线圈绕组部件的C+施加正电压;第6步为C相定子线圈绕组、B相定子线圈绕组通电:所述的定子励磁线圈绕组部件的A+悬空,所述的定子励磁线圈绕组部件的B+接地,所述的定子励磁线圈绕组部件的C+施加正电压;在所述的通电控制下,所述的定子励磁线圈绕组部件产生顺时针旋转的交变旋转磁场,该交变旋转磁场为所述的转子永磁体部件提供电磁转矩,同时为所述的转子受电线圈绕组部件进行非接触供电。
所述的转子受电线圈绕组部件包括转子线圈支撑结构、三相转子线圈绕组和六个转子硅钢片群组,所述的转子线圈支撑结构包括第二外圆周圆环、第二内圆周圆环与六个第二连接臂,所述的第二内圆周圆环同轴设置在所述的第二外圆周圆环内,所述的转子转轴从所述的第二外圆周圆环中同轴穿过,所述的第二外圆周圆环与所述的转子转轴固定连接,所述的第二外圆周圆环固定在所述的转子旋转平台部件上,所述的第二外圆周圆环与所述的第二内圆周圆环通过所述的六个第二连接臂连接固定,所述的六个第二连接臂以所述的转子转轴为圆心沿圆周均匀间隔排列,每相邻两个第二连接臂之间角度为60度,每相邻两个第二连接臂之间形成一个第二装配空间,所述的六个第二连接臂之间形成六个第二装配空间,所述的六个转子硅钢片群组一一对应安装在所述的六个第二装配空间中,每个所述的转子硅钢片群组均由m个硅钢片沿其所处第二装配空间的径向堆叠而成,且其径向截面为等腰梯形,m为大于等于2的整数,每个所述的转子硅钢片群组的等腰梯形径向截面的上底朝向所述的第二内圆周圆环,每个所述的转子硅钢片群组的等腰梯形径向截面的下底朝向所述的第二外圆周圆环,每个所述的转子硅钢片群组的等腰梯形径向截面的两条腰以胶粘方式固定于其左右两个第二连接臂上;所述的三相转子线圈绕组包括六个转子子线圈,所述的六个转子子线圈与所述的六个转子硅钢片群组一一对应,相对应的一个转子子线圈与一个转子硅钢片群组中,该转子子线圈缠绕在该转子硅钢片群组的内侧面、左侧面、外侧面和右侧面上,该转子子线圈的一端从该转子硅钢片群组的外侧面处引出,另一端靠近该转子硅钢片群组的内侧面,相邻两个转子子线圈的缠绕方向相反,即一个为顺时针方向,另一个为逆时针方向;所述的三相转子线圈绕组分别记为A相转子线圈绕组、B相转子线圈绕组和C相转子线圈绕组;将任意一个缠绕方向沿顺时针方向的转子子线圈作为第1个转子子线圈,从第1个转子子线圈开始,沿顺时针方向其他五个子线圈依次为第2个转子子线圈、第3个转子子线圈、第4个转子子线圈、第5个转子子线圈和第6个转子子线圈,第1个转子子线圈和第4个转子子线圈构成所述的A相转子线圈绕组,第1个转子子线圈靠近转子硅钢片群组的外侧面的一端记为所述的转子受电线圈绕组部件的A+,第4个转子子线圈靠近转子硅钢片群组的外侧面的一端记为所述的转子受电线圈绕组部件的A-,第1个转子子线圈的另一端和第4个转子子线圈的另一端连接,第2个转子子线圈和第5个转子子线圈构成所述的C相转子线圈绕组,第2个转子子线圈靠近转子硅钢片群组的外侧面的一端记为所述的转子受电线圈绕组部件的C-,第5个转子子线圈靠近转子硅钢片群组的外侧面的一端记为所述的转子受电线圈绕组部件的C+,第2个转子子线圈的另一端和第5个转子子线圈的另一端连接,第3个转子子线圈和第6个转子子线圈构成所述的B相转子线圈绕组,第3个转子子线圈靠近转子硅钢片群组的外侧面的一端记为所述的转子受电线圈绕组部件的B+,第6个转子子线圈靠近转子硅钢片群组的外侧面的一端记为所述的转子受电线圈绕组部件的B-,第3个转子子线圈的另一端和第6个转子子线圈的另一端连接,所述的转子受电线圈绕组部件的 A-、所述的转子受电线圈绕组部件的B-和所述的转子受电线圈绕组部件的C-连接;所述的转子受电线圈绕组部件随着所述的转子转轴转动,与所述的定子励磁线圈绕组部件产生的交变的旋转磁场因为发生相对运动引起磁感线切割,从而在所述的三相转子线圈绕组上产生感应电动势,所述的感应电动势输入到所述的三相整流电路模块进行整流后输出直流电压,用于为所述的转子旋转平台部件上的受电设备进行供电。
所述的转子永磁体部件包括转子永磁体支撑结构和六个永磁体,所述的转子永磁体支撑结构包括第三外圆周圆环、第三内圆周圆环与六个第三连接臂,所述的第三内圆周圆环同轴设置在所述的第三外圆周圆环内,所述的转子转轴从所述的第三外圆周圆环中同轴穿过,所述的第三外圆周圆环与所述的转子转轴固定连接,所述的第三外圆周圆环与所述的第三内圆周圆环通过所述的六个第三连接臂连接固定,所述的六个第三连接臂以所述的转子转轴为圆心沿圆周均匀间隔排列,每相邻两个第三连接臂之间角度为60度,每相邻两个第三连接臂之间形成一个第三装配空间,所述的六个第三连接臂之间形成六个第三装配空间,所述的六个永磁体一一对应安装在所述的六个第三装配空间中,每个所述的永磁体均采用轴向充磁,其径向截面均为等腰梯形,每个所述的永磁体的等腰梯形径向截面的上底朝向所述的第三内圆周圆环,每个所述的永磁体的等腰梯形径向截面的下底朝向所述的第三外圆周圆环,每个所述的永磁体的等腰梯形径向截面的两条腰以胶粘方式固定于其左右两个第三连接臂上;相邻两个所述的永磁体朝相同轴向的磁极极性相反,即沿顺时钟方向观察,六个永磁体朝相同轴向的磁极极性分别为N极、S极、N极、S极、N极、S极;所述的定子励磁线圈绕组部件产生的交变旋转磁场与所述的转子永磁体部件产生的永磁体磁场发生相互作用,从而产生电磁转矩作用到所述的转子永磁体部件上,在该电磁转矩驱动作用下,所述的转子旋转平台部件、所述的三相整流电路模块、所述的转子受电线圈绕组部件、所述的转子永磁体部件与所述的转子转轴发生旋转运动。
所述的转子转轴通过第一轴承安装在所述的定子基座平台部件上,所述的第一轴承的内圈与所述的转子转轴接触配合,所述的第一轴承的外圈与所述的定子基座平台部件接触配合,所述的转子永磁体部件与所述的转子转轴之间通过键槽配合方式进行轴向固定,所述的定子励磁线圈绕组部件通过多个螺栓固定在所述的定子基座平台部件上,所述的定子励磁线圈绕组部件与所述的转子转轴之间设置有第二轴承,所述的第二轴承的内圈与所述的转子转轴接触配合,所述的第二轴承的外圈与所述的定子励磁线圈绕组部件接触配合,所述的转子旋转平台部件与所述的转子转轴通过键槽配合方式进行轴向固定,所述的转子受电线圈绕组部件与所述的转子旋转平台部件采用多个螺栓进行轴向固定。
与现有技术相比,本发明的优点在于通过定子基座平台部件、三相逆变电路模块、转子永磁体部件、定子励磁线圈绕组部件、转子受电线圈绕组部件、三相整流电路模块、转子旋转平台部件和转子转轴构成基于单励磁线圈的旋转驱动与非接触供电系统,当工作时,三相逆变电路模块与外部直流电源连接,将外部直流电源输出处至其处的直流电源电压逆变成三相方波驱动电压加载到定子励磁线圈绕组部件上,定子励磁线圈绕组部件产生交变旋转磁场作用到转子永磁体部件上,与转子永磁体部件产生的永磁体磁场发生相互作用,从而产生电磁转矩加载到转子永磁体部件上,在电磁转矩驱动作用下,转子旋转平台部件、三相整流电路模块、转子受电线圈绕组部件、转子永磁体部件与转子转轴相对于定子励磁线圈绕组部件、三相逆变电路模块与定子基座平台部件做旋转运动;同时,交变旋转磁场作用到转子受电线圈绕组部件上,使转子受电线圈绕组部件中磁链大小发生周期性变化从而产生三相感应电动势电压,三相整流电路模块对三相感应电动势电压进行整流变换后输出直流电压,从而为安装在转子旋转平台部件上、随转子旋转平台部件做同步旋转运动的其他受电设备进行供电,由此本发明能够同时实现旋转驱动与非接触旋转供电功能,从而能够减少旋转工况设备中的功能模块数量,减小其体积,降低其维护成本,促进旋转工况设备的小型化和低成本化。
附图说明
图1为本发明的基于单励磁线圈的旋转驱动与非接触供电系统的整体结构示意图;
图2为本发明的基于单励磁线圈的旋转驱动与非接触供电系统的定子励磁线圈绕组部件结构示意图;
图3为本发明的基于单励磁线圈的旋转驱动与非接触供电系统的定子励磁线圈绕组部件中A相定子线圈绕组及其定子硅钢片群组的结构及连接示意图;
图4为本发明的基于单励磁线圈的旋转驱动与非接触供电系统的转子永磁体部件结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例:如图1所示一种基于单励磁线圈的旋转驱动与非接触供电系统,包括定子基座平台部件A1、三相逆变电路模块A2、转子永磁体部件A3、定子励磁线圈绕组部件A4、转子受电线圈绕组部件A5、三相整流电路模块A6、转子旋转平台部件A7和转子转轴A8,转子旋转平台部件A7位于定子基座平台部件A1上方,定子励磁线圈绕组部件A4、转子永磁体部件A3和三相逆变电路模块A2按照从上到下顺序间隔分布,定子励磁线圈绕组部件A4和三相逆变电路模块A2均固定在定子基座平台部件A1上,转子受电线圈绕组部件A5固定在转子旋转平台部件A7上,转子受电线圈绕组部件A5位于定子励磁线圈绕组部件A4上方,三相整流电路模块A6位于转子受电线圈绕组部件A5上方,且固定在转子旋转平台部件A7上,转子转轴A8从上到下依次穿过转子旋转平台部件A7、三相整流电路模块A6、转子受电线圈绕组部件A5、定子励磁线圈绕组部件A4、转子永磁体部件A3、三相逆变电路模块A2和定子基座平台部件A1,转子转轴A8与转子旋转平台部件A7、转子受电线圈绕组部件A5和转子永磁体部件A3之间均固定连接,转子转轴A8与定子基座平台部件A1之间转动连接,三相逆变电路模块A2与定子励磁线圈绕组部件A4通过线缆进行电气连接,三相整流电路模块A6与转子受电线圈绕组部件A5通过线缆进行电气连接;当旋转驱动与非接触供电系统工作时,三相逆变电路模块A2与外部直流电源连接,将外部直流电源输出处至其处的直流电源电压逆变成三相方波驱动电压加载到定子励磁线圈绕组部件A4上,定子励磁线圈绕组部件A4产生交变旋转磁场作用到转子永磁体部件A3上,与转子永磁体部件A3产生的永磁体磁场发生相互作用,从而产生电磁转矩加载到转子永磁体部件A3上,在电磁转矩驱动作用下,转子旋转平台部件A7、三相整流电路模块A6、转子受电线圈绕组部件A5、转子永磁体部件A3与转子转轴A8相对于定子励磁线圈绕组部件A4、三相逆变电路模块A2与定子基座平台部件A1做旋转运动;同时,交变旋转磁场作用到转子受电线圈绕组部件A5上,使转子受电线圈绕组部件A5中磁链大小发生周期性变化从而产生三相感应电动势电压,三相整流电路模块A6对三相感应电动势电压进行整流变换后输出直流电压,从而为安装在转子旋转平台部件A7上、随转子旋转平台部件A7做同步旋转运动的其他受电设备进行供电。
实施例二:本实施例与实施例一基本相同,区别仅在于:本实施例中,如图2和图3所示,定子励磁线圈绕组部件A4包括定子支撑结构、三相定子线圈绕组和六个定子硅钢片群组Y4-1、Y4-2、Y4-3、Y4-4、Y4-5和Y4-6,定子支撑结构包括第一外圆周圆环Y1、第一内圆周圆环Y3与六个第一连接臂Y2-1、Y2-2、Y2-3、Y2-4、Y2-5和Y2-6,第一内圆周圆环Y3同轴设置在第一外圆周圆环Y1内,转子转轴A8从第一外圆周圆环Y1中同轴穿过,第一外圆周圆环Y1与转子转轴A8之间采用可转动连接方式,第一外圆周圆环Y1固定在定子基座平台部件A1上,第一外圆周圆环Y1与第一内圆周圆环Y3通过六个第一连接臂Y2-1、Y2-2、Y2-3、Y2-4、Y2-5和Y2-6连接固定,六个第一连接臂以转子转轴A8为圆心沿圆周均匀间隔排列,每相邻两个第一连接臂之间角度为60度,每相邻两个第一连接臂之间形成一个第一装配空间,六个第一连接臂之间形成六个第一装配空间,六个定子硅钢片群组一一对应安装在六个第一装配空间中,每个定子硅钢片群组均由n个硅钢片沿其所处第一装配空间的径向堆叠而成,且其径向截面为等腰梯形,n为大于等于2的整数,每个定子硅钢片群组的等腰梯形径向截面的上底朝向第一内圆周圆环Y3,每个定子硅钢片群组的等腰梯形径向截面的下底朝向第一外圆周圆环Y1,每个定子硅钢片群组的等腰梯形径向截面的两条腰以胶粘方式固定于其左右两个第一连接臂上;三相定子线圈绕组包括六个定子子线圈,六个定子子线圈与六个定子硅钢片群组一一对应,相对应的一个定子子线圈与一个定子硅钢片群组中,该定子子线圈缠绕在该定子硅钢片群组的内侧面、左侧面、外侧面和右侧面上,该定子子线圈的一端从该定子硅钢片群组的外侧面处引出,另一端靠近该定子硅钢片群组的内侧面,相邻两个定子子线圈的缠绕方向相反,即一个为顺时针方向,另一个为逆时针方向;三相定子线圈绕组分别记为A相定子线圈绕组、B相定子线圈绕组和C相定子线圈绕组;将任意一个缠绕方向沿顺时针方向的定子子线圈作为第1个定子子线圈,从第1个定子子线圈开始,沿顺时针方向其他五个子线圈依次为第2个定子子线圈、第3个定子子线圈、第4个定子子线圈、第5个定子子线圈和第6个定子子线圈,第1个定子子线圈和第4个定子子线圈构成A相定子线圈绕组,第1个定子子线圈靠近定子硅钢片群组的外侧面的一端记为定子励磁线圈绕组部件A4的A+,第4个定子子线圈靠近定子硅钢片群组的外侧面的一端记为定子励磁线圈绕组部件A4的A-,第1个定子子线圈的另一端和第4个定子子线圈的另一端连接,第2个定子子线圈和第5个定子子线圈构成C相定子线圈绕组,第2个定子子线圈靠近定子硅钢片群组的外侧面的一端记为定子励磁线圈绕组部件A4的C-,第5个定子子线圈靠近定子硅钢片群组的外侧面的一端记为定子励磁线圈绕组部件A4的C+,第2个定子子线圈的另一端和第5个定子子线圈的另一端连接,第3个定子子线圈和第6个定子子线圈构成B相定子线圈绕组,第3个定子子线圈靠近定子硅钢片群组的外侧面的一端记为定子励磁线圈绕组部件A4的B+,第6个定子子线圈靠近定子硅钢片群组的外侧面的一端记为定子励磁线圈绕组部件A4的B-,第3个定子子线圈的另一端和第6个定子子线圈的另一端连接,定子励磁线圈绕组部件A4的 A-、定子励磁线圈绕组部件A4的B-和定子励磁线圈绕组部件A4的C-连接;三相逆变电路模块A2通过定子励磁线圈绕组部件A4的A+、B+和C+对三相定子线圈绕组加载三相方波驱动电压,采用六步换相-两两导通方式对三相定子线圈绕组进行通电控制,第1步为A相定子线圈绕组、B相定子线圈绕组通电:定子励磁线圈绕组部件A4的A+施加正电压,定子励磁线圈绕组部件A4的B+接地,定子励磁线圈绕组部件A4的C+悬空;第2步为A相定子线圈绕组、C相定子线圈绕组通电:定子励磁线圈绕组部件A4的A+施加正电压,定子励磁线圈绕组部件A4的B+悬空,定子励磁线圈绕组部件A4的C+接地;第3步为B相定子线圈绕组、C相定子线圈绕组通电:定子励磁线圈绕组部件A4的A+悬空,定子励磁线圈绕组部件A4的B+施加正电压,定子励磁线圈绕组部件A4的C+接地;第4步为B相定子线圈绕组、A相定子线圈绕组通电:定子励磁线圈绕组部件A4的A+接地,定子励磁线圈绕组部件A4的B+施加正电压,定子励磁线圈绕组部件A4的C+悬空;第5步为C相定子线圈绕组、A相定子线圈绕组通电:定子励磁线圈绕组部件A4的A+接地,定子励磁线圈绕组部件A4的B+悬空,定子励磁线圈绕组部件A4的C+施加正电压;第6步为C相定子线圈绕组、B相定子线圈绕组通电:定子励磁线圈绕组部件A4的A+悬空,定子励磁线圈绕组部件A4的B+接地,定子励磁线圈绕组部件A4的C+施加正电压;在通电控制下,定子励磁线圈绕组部件A4产生顺时针旋转的交变旋转磁场,该交变旋转磁场为转子永磁体部件A3提供电磁转矩,同时为转子受电线圈绕组部件A5进行非接触供电。
实施例三:本实施例与实施例二基本相同,区别仅在于:本实施例中,转子受电线圈绕组部件A5包括转子线圈支撑结构、三相转子线圈绕组和六个转子硅钢片群组,转子线圈支撑结构包括第二外圆周圆环、第二内圆周圆环与六个第二连接臂,第二内圆周圆环同轴设置在第二外圆周圆环内,转子转轴A8从第二外圆周圆环中同轴穿过,第二外圆周圆环与转子转轴A8固定连接,第二外圆周圆环固定在转子旋转平台部件A7上,第二外圆周圆环与第二内圆周圆环通过六个第二连接臂连接固定,六个第二连接臂以转子转轴A8为圆心沿圆周均匀间隔排列,每相邻两个第二连接臂之间角度为60度,每相邻两个第二连接臂之间形成一个第二装配空间,六个第二连接臂之间形成六个第二装配空间,六个转子硅钢片群组一一对应安装在六个第二装配空间中,每个转子硅钢片群组均由m个硅钢片沿其所处第二装配空间的径向堆叠而成,且其径向截面为等腰梯形,m为大于等于2的整数,每个转子硅钢片群组的等腰梯形径向截面的上底朝向第二内圆周圆环,每个转子硅钢片群组的等腰梯形径向截面的下底朝向第二外圆周圆环,每个转子硅钢片群组的等腰梯形径向截面的两条腰以胶粘方式固定于其左右两个第二连接臂上;三相转子线圈绕组包括六个转子子线圈,六个转子子线圈与六个转子硅钢片群组一一对应,相对应的一个转子子线圈与一个转子硅钢片群组中,该转子子线圈缠绕在该转子硅钢片群组的内侧面、左侧面、外侧面和右侧面上,该转子子线圈的一端从该转子硅钢片群组的外侧面处引出,另一端靠近该转子硅钢片群组的内侧面,相邻两个转子子线圈的缠绕方向相反,即一个为顺时针方向,另一个为逆时针方向;三相转子线圈绕组分别记为A相转子线圈绕组、B相转子线圈绕组和C相转子线圈绕组;将任意一个缠绕方向沿顺时针方向的转子子线圈作为第1个转子子线圈,从第1个转子子线圈开始,沿顺时针方向其他五个子线圈依次为第2个转子子线圈、第3个转子子线圈、第4个转子子线圈、第5个转子子线圈和第6个转子子线圈,第1个转子子线圈和第4个转子子线圈构成A相转子线圈绕组,第1个转子子线圈靠近转子硅钢片群组的外侧面的一端记为转子受电线圈绕组部件A5的A+,第4个转子子线圈靠近转子硅钢片群组的外侧面的一端记为转子受电线圈绕组部件A5的A-,第1个转子子线圈的另一端和第4个转子子线圈的另一端连接,第2个转子子线圈和第5个转子子线圈构成C相转子线圈绕组,第2个转子子线圈靠近转子硅钢片群组的外侧面的一端记为转子受电线圈绕组部件A5的C-,第5个转子子线圈靠近转子硅钢片群组的外侧面的一端记为转子受电线圈绕组部件A5的C+,第2个转子子线圈的另一端和第5个转子子线圈的另一端连接,第3个转子子线圈和第6个转子子线圈构成B相转子线圈绕组,第3个转子子线圈靠近转子硅钢片群组的外侧面的一端记为转子受电线圈绕组部件A5的B+,第6个转子子线圈靠近转子硅钢片群组的外侧面的一端记为转子受电线圈绕组部件A5的B-,第3个转子子线圈的另一端和第6个转子子线圈的另一端连接,转子受电线圈绕组部件A5的 A-、转子受电线圈绕组部件A5的B-和转子受电线圈绕组部件A5的C-连接;转子受电线圈绕组部件A5随着转子转轴A8转动,与定子励磁线圈绕组部件A4产生的交变的旋转磁场因为发生相对运动引起磁感线切割,从而在三相转子线圈绕组上产生感应电动势,感应电动势输入到三相整流电路模块A6进行整流后输出直流电压,用于为转子旋转平台部件A7上的受电设备进行供电。
实施例四:本实施例与实施例一基本相同,区别仅在于:本实施例中,如图4所示,转子永磁体部件A3包括转子永磁体支撑结构和六个永磁体Z4-1、Z4-2、Z4-3、Z4-4、Z4-5、Z4-6,转子永磁体支撑结构包括第三外圆周圆环Z1、第三内圆周圆环Z3与六个第三连接臂Z2-1、Z2-2、Z2-3、Z2-4、Z2-5、Z2-6,第三内圆周圆环Z3同轴设置在第三外圆周圆环Z1内,转子转轴A8从第三外圆周圆环Z1中同轴穿过,第三外圆周圆环Z1与转子转轴A8固定连接,第三外圆周圆环Z1与第三内圆周圆环Z3通过六个第三连接臂连接Z2-1、Z2-2、Z2-3、Z2-4、Z2-5、Z2-6固定,六个第三连接臂Z2-1、Z2-2、Z2-3、Z2-4、Z2-5、Z2-6以转子转轴A8为圆心沿圆周均匀间隔排列,每相邻两个第三连接臂之间角度为60度,每相邻两个第三连接臂之间形成一个第三装配空间,六个第三连接臂Z2-1、Z2-2、Z2-3、Z2-4、Z2-5、Z2-6之间形成六个第三装配空间,六个永磁体Z4-1、Z4-2、Z4-3、Z4-4、Z4-5、Z4-6一一对应安装在六个第三装配空间中,每个永磁体均采用轴向充磁,其径向截面均为等腰梯形,每个永磁体的等腰梯形径向截面的上底朝向第三内圆周圆环Z3,每个永磁体的等腰梯形径向截面的下底朝向第三外圆周圆环Z1,每个永磁体的等腰梯形径向截面的两条腰以胶粘方式固定于其左右两个第三连接臂上;相邻两个永磁体朝相同轴向的磁极极性相反,即沿顺时钟方向观察,六个永磁体朝相同轴向的磁极极性分别为N极、S极、N极、S极、N极、S极;定子励磁线圈绕组部件A4产生的交变旋转磁场与转子永磁体部件A3产生的永磁体磁场发生相互作用,从而产生电磁转矩作用到转子永磁体部件A3上,在该电磁转矩驱动作用下,转子旋转平台部件A7、三相整流电路模块A6、转子受电线圈绕组部件A5、转子永磁体部件A3与转子转轴A8发生旋转运动。
实施例五:本实施例与实施例一基本相同,区别仅在于:本实施例中,转子转轴A8通过第一轴承B1安装在定子基座平台部件A1上,第一轴承B1的内圈与转子转轴A8接触配合,第一轴承B1的外圈与定子基座平台部件A1接触配合,转子永磁体部件A3与转子转轴A8之间通过键槽配合方式进行轴向固定,定子励磁线圈绕组部件A4通过多个螺栓固定在定子基座平台部件A1上,定子励磁线圈绕组部件A4与转子转轴A8之间设置有第二轴承B2,第二轴承B2的内圈与转子转轴A8接触配合,第二轴承B2的外圈与定子励磁线圈绕组部件A4接触配合,转子旋转平台部件A7与转子转轴A8通过键槽配合方式进行轴向固定,转子受电线圈绕组部件A5与转子旋转平台部件A7采用多个螺栓B3进行轴向固定。

Claims (5)

1.一种基于单励磁线圈的旋转驱动与非接触供电系统,其特征在于包括定子基座平台部件、三相逆变电路模块、转子永磁体部件、定子励磁线圈绕组部件、转子受电线圈绕组部件、三相整流电路模块、转子旋转平台部件和转子转轴,所述的转子旋转平台部件位于所述的定子基座平台部件上方,所述的定子励磁线圈绕组部件、所述的转子永磁体部件和所述的三相逆变电路模块按照从上到下顺序间隔分布,所述的定子励磁线圈绕组部件和所述的三相逆变电路模块均固定在所述的定子基座平台部件上,所述的转子受电线圈绕组部件固定在所述的转子旋转平台部件上,所述的转子受电线圈绕组部件位于所述的定子励磁线圈绕组部件上方,所述的三相整流电路模块位于所述的转子受电线圈绕组部件上方,且固定在所述的转子旋转平台部件上,所述的转子转轴从上到下依次穿过所述的转子旋转平台部件、所述的三相整流电路模块、所述的转子受电线圈绕组部件、所述的定子励磁线圈绕组部件、所述的转子永磁体部件、所述的三相逆变电路模块和所述的定子基座平台部件,所述的转子转轴与所述的转子旋转平台部件、所述的转子受电线圈绕组部件和所述的转子永磁体部件之间均固定连接,所述的转子转轴与所述的定子基座平台部件之间转动连接,所述的三相逆变电路模块与所述的定子励磁线圈绕组部件通过线缆进行电气连接,所述的三相整流电路模块与所述的转子受电线圈绕组部件通过线缆进行电气连接;当所述的旋转驱动与非接触供电系统工作时,所述的三相逆变电路模块与外部直流电源连接,将外部直流电源输出处至其处的直流电源电压逆变成三相方波驱动电压加载到所述的定子励磁线圈绕组部件上,所述的定子励磁线圈绕组部件产生交变旋转磁场作用到所述的转子永磁体部件上,与所述的转子永磁体部件产生的永磁体磁场发生相互作用,从而产生电磁转矩加载到所述的转子永磁体部件上,在所述的电磁转矩驱动作用下,所述的转子旋转平台部件、所述的三相整流电路模块、所述的转子受电线圈绕组部件、所述的转子永磁体部件与所述的转子转轴相对于所述的定子励磁线圈绕组部件、所述的三相逆变电路模块与所述的定子基座平台部件做旋转运动;同时,所述的交变旋转磁场作用到所述的转子受电线圈绕组部件上,使所述的转子受电线圈绕组部件中磁链大小发生周期性变化从而产生三相感应电动势电压,所述的三相整流电路模块对所述的三相感应电动势电压进行整流变换后输出直流电压,从而为安装在所述的转子旋转平台部件上、随所述的转子旋转平台部件做同步旋转运动的其他受电设备进行供电。
2.根据权利要求1所述的一种基于单励磁线圈的旋转驱动与非接触供电系统,其特征在于所述的定子励磁线圈绕组部件包括定子支撑结构、三相定子线圈绕组和六个定子硅钢片群组,所述的定子支撑结构包括第一外圆周圆环、第一内圆周圆环与六个第一连接臂,所述的第一内圆周圆环同轴设置在所述的第一外圆周圆环内,所述的转子转轴从所述的第一外圆周圆环中同轴穿过,所述的第一外圆周圆环与所述的转子转轴之间采用可转动连接方式,所述的第一外圆周圆环固定在所述的定子基座平台部件上,所述的第一外圆周圆环与所述的第一内圆周圆环通过所述的六个第一连接臂连接固定,所述的六个第一连接臂以所述的转子转轴为圆心沿圆周均匀间隔排列,每相邻两个第一连接臂之间角度为60度,每相邻两个第一连接臂之间形成一个第一装配空间,所述的六个第一连接臂之间形成六个第一装配空间,所述的六个定子硅钢片群组一一对应安装在所述的六个第一装配空间中,每个所述的定子硅钢片群组均由n个硅钢片沿其所处第一装配空间的径向堆叠而成,且其径向截面为等腰梯形,n为大于等于2的整数,每个所述的定子硅钢片群组的等腰梯形径向截面的上底朝向所述的第一内圆周圆环,每个所述的定子硅钢片群组的等腰梯形径向截面的下底朝向所述的第一外圆周圆环,每个所述的定子硅钢片群组的等腰梯形径向截面的两条腰以胶粘方式固定于其左右两个第一连接臂上;所述的三相定子线圈绕组包括六个定子子线圈,所述的六个定子子线圈与所述的六个定子硅钢片群组一一对应,相对应的一个定子子线圈与一个定子硅钢片群组中,该定子子线圈缠绕在该定子硅钢片群组的内侧面、左侧面、外侧面和右侧面上,该定子子线圈的一端从该定子硅钢片群组的外侧面处引出,另一端靠近该定子硅钢片群组的内侧面,相邻两个定子子线圈的缠绕方向相反,即一个为顺时针方向,另一个为逆时针方向;所述的三相定子线圈绕组分别记为A相定子线圈绕组、B相定子线圈绕组和C相定子线圈绕组;将任意一个缠绕方向沿顺时针方向的定子子线圈作为第1个定子子线圈,从第1个定子子线圈开始,沿顺时针方向其他五个子线圈依次为第2个定子子线圈、第3个定子子线圈、第4个定子子线圈、第5个定子子线圈和第6个定子子线圈,第1个定子子线圈和第4个定子子线圈构成所述的A相定子线圈绕组,第1个定子子线圈靠近定子硅钢片群组的外侧面的一端记为所述的定子励磁线圈绕组部件的A+,第4个定子子线圈靠近定子硅钢片群组的外侧面的一端记为所述的定子励磁线圈绕组部件的A-,第1个定子子线圈的另一端和第4个定子子线圈的另一端连接,第2个定子子线圈和第5个定子子线圈构成所述的C相定子线圈绕组,第2个定子子线圈靠近定子硅钢片群组的外侧面的一端记为所述的定子励磁线圈绕组部件的C-,第5个定子子线圈靠近定子硅钢片群组的外侧面的一端记为所述的定子励磁线圈绕组部件的C+,第2个定子子线圈的另一端和第5个定子子线圈的另一端连接,第3个定子子线圈和第6个定子子线圈构成所述的B相定子线圈绕组,第3个定子子线圈靠近定子硅钢片群组的外侧面的一端记为所述的定子励磁线圈绕组部件的B+,第6个定子子线圈靠近定子硅钢片群组的外侧面的一端记为所述的定子励磁线圈绕组部件的B-,第3个定子子线圈的另一端和第6个定子子线圈的另一端连接,所述的定子励磁线圈绕组部件的 A-、所述的定子励磁线圈绕组部件的B-和所述的定子励磁线圈绕组部件的C-连接;所述的三相逆变电路模块通过所述的定子励磁线圈绕组部件的A+、B+和C+对所述的三相定子线圈绕组加载三相方波驱动电压,采用六步换相-两两导通方式对所述的三相定子线圈绕组进行通电控制,第1步为A相定子线圈绕组、B相定子线圈绕组通电:所述的定子励磁线圈绕组部件的A+施加正电压,所述的定子励磁线圈绕组部件的B+接地,所述的定子励磁线圈绕组部件的C+悬空;第2步为A相定子线圈绕组、C相定子线圈绕组通电:所述的定子励磁线圈绕组部件的A+施加正电压,所述的定子励磁线圈绕组部件的B+悬空,所述的定子励磁线圈绕组部件的C+接地;第3步为B相定子线圈绕组、C相定子线圈绕组通电:所述的定子励磁线圈绕组部件的A+悬空,所述的定子励磁线圈绕组部件的B+施加正电压,所述的定子励磁线圈绕组部件的C+接地;第4步为B相定子线圈绕组、A相定子线圈绕组通电:所述的定子励磁线圈绕组部件的A+接地,所述的定子励磁线圈绕组部件的B+施加正电压,所述的定子励磁线圈绕组部件的C+悬空;第5步为C相定子线圈绕组、A相定子线圈绕组通电:所述的定子励磁线圈绕组部件的A+接地,所述的定子励磁线圈绕组部件的B+悬空,所述的定子励磁线圈绕组部件的C+施加正电压;第6步为C相定子线圈绕组、B相定子线圈绕组通电:所述的定子励磁线圈绕组部件的A+悬空,所述的定子励磁线圈绕组部件的B+接地,所述的定子励磁线圈绕组部件的C+施加正电压;在所述的通电控制下,所述的定子励磁线圈绕组部件产生顺时针旋转的交变旋转磁场,该交变旋转磁场为所述的转子永磁体部件提供电磁转矩,同时为所述的转子受电线圈绕组部件进行非接触供电。
3.根据权利要求2所述的一种基于单励磁线圈的旋转驱动与非接触供电系统,其特征在于所述的转子受电线圈绕组部件包括转子线圈支撑结构、三相转子线圈绕组和六个转子硅钢片群组,所述的转子线圈支撑结构包括第二外圆周圆环、第二内圆周圆环与六个第二连接臂,所述的第二内圆周圆环同轴设置在所述的第二外圆周圆环内,所述的转子转轴从所述的第二外圆周圆环中同轴穿过,所述的第二外圆周圆环与所述的转子转轴固定连接,所述的第二外圆周圆环固定在所述的转子旋转平台部件上,所述的第二外圆周圆环与所述的第二内圆周圆环通过所述的六个第二连接臂连接固定,所述的六个第二连接臂以所述的转子转轴为圆心沿圆周均匀间隔排列,每相邻两个第二连接臂之间角度为60度,每相邻两个第二连接臂之间形成一个第二装配空间,所述的六个第二连接臂之间形成六个第二装配空间,所述的六个转子硅钢片群组一一对应安装在所述的六个第二装配空间中,每个所述的转子硅钢片群组均由m个硅钢片沿其所处第二装配空间的径向堆叠而成,且其径向截面为等腰梯形,m为大于等于2的整数,每个所述的转子硅钢片群组的等腰梯形径向截面的上底朝向所述的第二内圆周圆环,每个所述的转子硅钢片群组的等腰梯形径向截面的下底朝向所述的第二外圆周圆环,每个所述的转子硅钢片群组的等腰梯形径向截面的两条腰以胶粘方式固定于其左右两个第二连接臂上;所述的三相转子线圈绕组包括六个转子子线圈,所述的六个转子子线圈与所述的六个转子硅钢片群组一一对应,相对应的一个转子子线圈与一个转子硅钢片群组中,该转子子线圈缠绕在该转子硅钢片群组的内侧面、左侧面、外侧面和右侧面上,该转子子线圈的一端从该转子硅钢片群组的外侧面处引出,另一端靠近该转子硅钢片群组的内侧面,相邻两个转子子线圈的缠绕方向相反,即一个为顺时针方向,另一个为逆时针方向;所述的三相转子线圈绕组分别记为A相转子线圈绕组、B相转子线圈绕组和C相转子线圈绕组;将任意一个缠绕方向沿顺时针方向的转子子线圈作为第1个转子子线圈,从第1个转子子线圈开始,沿顺时针方向其他五个子线圈依次为第2个转子子线圈、第3个转子子线圈、第4个转子子线圈、第5个转子子线圈和第6个转子子线圈,第1个转子子线圈和第4个转子子线圈构成所述的A相转子线圈绕组,第1个转子子线圈靠近转子硅钢片群组的外侧面的一端记为所述的转子受电线圈绕组部件的A+,第4个转子子线圈靠近转子硅钢片群组的外侧面的一端记为所述的转子受电线圈绕组部件的A-,第1个转子子线圈的另一端和第4个转子子线圈的另一端连接,第2个转子子线圈和第5个转子子线圈构成所述的C相转子线圈绕组,第2个转子子线圈靠近转子硅钢片群组的外侧面的一端记为所述的转子受电线圈绕组部件的C-,第5个转子子线圈靠近转子硅钢片群组的外侧面的一端记为所述的转子受电线圈绕组部件的C+,第2个转子子线圈的另一端和第5个转子子线圈的另一端连接,第3个转子子线圈和第6个转子子线圈构成所述的B相转子线圈绕组,第3个转子子线圈靠近转子硅钢片群组的外侧面的一端记为所述的转子受电线圈绕组部件的B+,第6个转子子线圈靠近转子硅钢片群组的外侧面的一端记为所述的转子受电线圈绕组部件的B-,第3个转子子线圈的另一端和第6个转子子线圈的另一端连接,所述的转子受电线圈绕组部件的 A-、所述的转子受电线圈绕组部件的B-和所述的转子受电线圈绕组部件的C-连接;所述的转子受电线圈绕组部件随着所述的转子转轴转动,与所述的定子励磁线圈绕组部件产生的交变的旋转磁场因为发生相对运动引起磁感线切割,从而在所述的三相转子线圈绕组上产生感应电动势,所述的感应电动势输入到所述的三相整流电路模块进行整流后输出直流电压,用于为所述的转子旋转平台部件上的受电设备进行供电。
4.根据权利要求1所述的一种基于单励磁线圈的旋转驱动与非接触供电系统,其特征在于所述的转子永磁体部件包括转子永磁体支撑结构和六个永磁体,所述的转子永磁体支撑结构包括第三外圆周圆环、第三内圆周圆环与六个第三连接臂,所述的第三内圆周圆环同轴设置在所述的第三外圆周圆环内,所述的转子转轴从所述的第三外圆周圆环中同轴穿过,所述的第三外圆周圆环与所述的转子转轴固定连接,所述的第三外圆周圆环与所述的第三内圆周圆环通过所述的六个第三连接臂连接固定,所述的六个第三连接臂以所述的转子转轴为圆心沿圆周均匀间隔排列,每相邻两个第三连接臂之间角度为60度,每相邻两个第三连接臂之间形成一个第三装配空间,所述的六个第三连接臂之间形成六个第三装配空间,所述的六个永磁体一一对应安装在所述的六个第三装配空间中,每个所述的永磁体均采用轴向充磁,其径向截面均为等腰梯形,每个所述的永磁体的等腰梯形径向截面的上底朝向所述的第三内圆周圆环,每个所述的永磁体的等腰梯形径向截面的下底朝向所述的第三外圆周圆环,每个所述的永磁体的等腰梯形径向截面的两条腰以胶粘方式固定于其左右两个第三连接臂上;相邻两个所述的永磁体朝相同轴向的磁极极性相反,即沿顺时钟方向观察,六个永磁体朝相同轴向的磁极极性分别为N极、S极、N极、S极、N极、S极;所述的定子励磁线圈绕组部件产生的交变旋转磁场与所述的转子永磁体部件产生的永磁体磁场发生相互作用,从而产生电磁转矩作用到所述的转子永磁体部件上,在该电磁转矩驱动作用下,所述的转子旋转平台部件、所述的三相整流电路模块、所述的转子受电线圈绕组部件、所述的转子永磁体部件与所述的转子转轴发生旋转运动。
5.根据权利要求1所述的一种基于单励磁线圈的旋转驱动与非接触供电系统,其特征在于所述的转子转轴通过第一轴承安装在所述的定子基座平台部件上,所述的第一轴承的内圈与所述的转子转轴接触配合,所述的第一轴承的外圈与所述的定子基座平台部件接触配合,所述的转子永磁体部件与所述的转子转轴之间通过键槽配合方式进行轴向固定,所述的定子励磁线圈绕组部件通过多个螺栓固定在所述的定子基座平台部件上,所述的定子励磁线圈绕组部件与所述的转子转轴之间设置有第二轴承,所述的第二轴承的内圈与所述的转子转轴接触配合,所述的第二轴承的外圈与所述的定子励磁线圈绕组部件接触配合,所述的转子旋转平台部件与所述的转子转轴通过键槽配合方式进行轴向固定,所述的转子受电线圈绕组部件与所述的转子旋转平台部件采用多个螺栓进行轴向固定。
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