CN201294389Y - 传输器头和设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种用于非接触式能量传输设备的传输器头。所述传输器头的壳体包围次级线圈及其线圈芯，以及用于形成与线圈电连接的电容的电容器。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种传输器头/变压器头
和设备。
背景技术
DE 44 46 779 C2和WO 92/17929公开了用于非接触式能量传输的方法和(设备)，其中存在弱感应耦合。
实用新型内容
因此本实用新型的目的在于，能以低成本制造一种设备。
按照本实用新型，所述目的由具有权利要求1所述特征的传输器头和具有权利要求13所述特征的设备来实现。
本实用新型在传输器头方面的重要特征是，用于非接触式能量传输设备的传输器头，其中所述传输器头的壳体包围次级线圈及其线圈芯，以及用于形成与线圈电连接的电容的电容器。
其中有利的是，传输器头可安装成单元并可设置一个共同的构件散热装置。此外，对于所有构件仅需一个壳体，这些构件可紧凑布置并绝缘。但另外重要的优点还有，可简单地抑制特别是在串联振荡回路/谐振电路中出现的高电压或者特别是在并联振荡回路中出现的大电流，并避免在电感和电容之间布设长电线，这种布设耗费大、成本高并会导致辐射和损失增大。此外，通向负载仅设置一条必须传递负载电流和负载电压的连接导线。仅在并联或串联振荡回路内出现或由于并联或串联振荡回路出现的大电流或电压在空间上位于传输器头内。因此，在传输器头内部设置有所属的技术装置，如用于强电流的母线(汇流排/触轨)和/或用于高电压的绝缘装置，亦即布置于在空间上限制得狭小的区域内。因此结构可设计成紧凑的。
此外，传输器头的壳体可用于绝缘和附带用作防触保护装置。此外，除了连接导线外，布线(即电连接和连接部位)可设置在所述的在空间上限制得狭小的区域内。
在一种有利的实施形式中，在所述传输器头内设有至少一个电感和电容作为振荡回路，特别是并联或串联振荡回路，其中谐振频率与初级电流的中频基本一致。其中有利的是，可减小电磁辐射和电连接的消耗。
在一种有利的实施形式中，所述壳体由(多个)壳体部件组成，特别是密封地、可拆卸地连接地和/或以高的防护等级组成。其中有利的是，传输器头也可用在潮湿环境或润湿环境或者甚至水的环境中。通过在传输器头内填料/浇注材料可实现更高的密封性和更好的机械稳定性/物理稳定性。
在一种有利的实施形式中，所述线圈芯可由铁氧体构成，特别由多个铁氧体部件特别是相同的铁氧体部件组成。其中有利的是，可由始终相同的部件制成不同的线圈芯。因此可制成整个结构系列的线圈芯或相应传输器头，其中仅须储存一种或少量几种部件。而在这种结构模块内可由此实现的大的变化却仅需很小的仓储体积和相应小的费用和成本需求。
在一种有利的实施形式中，在壳体内应用一种、两种或多种铁氧体部件。其中有利的是，可以在结构模块中以少的费用产生大的变化。
在一种有利的实施形式中，所述传输器头包括通向负载的电连接，该负载可由传输器头供电。其中有利的是，仅需一根向外通向负载的连接导线。因此，其它必需的连接装置和连接结构可设置在传输器头内，并可由填料和/或壳体保护、绝缘和机械固定。
在一种有利的实施形式中，电容器设置在至少一块印制电路板上，该电路板的印制导线与次级线圈电连接。其中有利的是，所述连接能以简单而经济的方式制成。
在一种有利的实施形式中，所述线圈绕组包围线圈芯并在线圈的外表面上设有铁氧体板。其中有利的是，可实现减小杂散场并进而改善效率。
在一种有利的实施形式中，所述线圈芯设计成U形、C形或E形，特别是U、E、C分支在其端部加宽。其中有利的是，本实用新型可应用于设计不同的线圈芯，进而也可应用于布置结构类型不同的初级导线
如DE 44 46 779 C2和WO 92/17929中所示。在第一个文献中，馈线大致设置在U的内部。在E形芯中，馈线可设置在前两个分支的区域内而回线可设置在后两个分支中。
在一种有利的实施形式中，在印制电路板和线圈芯之间设有一绝缘体。其中有利的是，可实现空间上非常紧凑的布置结构。
在一种有利的实施形式中，次级线圈由分别与所属电容形成串联振荡回路的子绕组组成，其中(该振荡回路的)谐振频率与初级电流的中频基本一致。其中有利的是，与仅具有一个电感和一个电容的传输器头的实施形式相比，在该串联振荡回路中可减小所出现的电压。在具有由相应的子绕组和所属的、相应匹配的电容构成的振荡回路并联而成的并联振荡回路的类似实施形式中，可相应地减小电流。
在一种有利的实施形式中，传输器头包括串联振荡回路的串联电路，所述串联振荡回路包括相应的子绕组和相应所属的电容。其中有利的是，可减小在传输器头内出现的电压，因而可实现较简单的绝缘。
在设备方面的重要特征是，上述的传输器头沿一延展的初级导线可移动地设置。其中有利的是，可设置特别紧凑的设备，在该设备中可由供电装置给初级导线系统供电，该初级导线系统可非接触地通过弱感应耦合亦即以大气隙给可动设置的负载供电。
进一步的优点由从属权利要求得出。
附图说明
现根据附图详细说明本实用新型：
在图1中以分解图示出根据本实用新型的设备。
具体实施方式
其中涉及所谓的传输器头，该传输器头例如可安装在负载上。负载沿着初级导线可动地布置，其中由供电装置给初级导线施加中频交流电。该供电装置优选设计成电流源。
在传输器头内设有所属的次级绕组，该次级绕组可与初级导线感应耦合。该耦合设计成弱(耦合)，亦即通过大的气隙(耦合)。但尽管如此，为了能在从初级导线系统向次级线圈非接触地传输电功率时实现高的效率，该次级线圈与一电容这样串联连接，使得所属的振荡回路具有与所述中频基本一致的谐振频率。
传输器头具有优选由塑料制成的绝缘壳体1。该壳体包围U形铁氧体磁芯3并且包围该铁氧体磁芯的次级绕组16，在该次级绕组的外侧设有铁氧体磁芯15用于减小杂散场。铁氧体磁芯还具有侧铁氧体层2，该铁氧体层指向内部并进一步改善效率。
壳体1设计成，即使人或金属元件与壳体1接触时也相对于传输器头的导电部件保持一绝缘距离。因此，壳体1由电绝缘的材料制成，保证在接触时的绝缘距离并以高的防护等级执行壳体功能，所以也对喷射的水甚至预期中的水密封。
由铁氧体磁芯和绕组构成的整个结构设置在壳体1内部。在印制电路板5和U形铁氧体磁芯3之间设有绝缘装置4。在印制电路板5上设有电容器6，这些电容器形成所述的与次级线圈的电感串联连接的电容。
借助于密封装置7，在使用螺钉9的情况下可将壳体板8拧紧在壳体1上并与之密封连接。对于壳体板由金属特别是由铝制成的实施形式，可实现特别好的散热。在此，热量被散发到负载的固定杆或固定元件上，或者散发到负载的行驶托架上。在运动时，冷却气流对壳体1的冷却也是有效的。少量热流也经由该壳体散发到外界空气中。但主要的散热通过壳体板和与该壳体板连接的固定元件实现。
在壳体1上也设有引向连接导线10的电缆螺纹套管接头11，该连接导线10经由螺纹套管接头12引入插塞连接器壳体部件13并与插塞连接器下部件14的连接装置相连接。因此，可为负载如电动机或电子电路供电。
U形铁氧体磁芯3由多个小的铁氧体板组成。因此，可以简单、经济且快速地制成不同的几何尺寸和形状。
在根据本实用新型的其它实施例中，电容设计成与次级线圈的电感并联而不是串联。
在根据本实用新型的其它实施例中，次级线圈的绕组由(多个)子绕组组成，其中在每个子绕组下游串联一电容，以减小在次级线圈接头上亦即也在连接导线10中所出现的峰值电压。因此次级电流经由第一子绕组并接着流入所属的第一电容。然后，该次级电流经由第二子绕组并接着流入所属的第二电容。这样继续进行直至最后的电容。在此，每个电感和所属的电容的参数这样确定，使得所属的谐振频率与所述中频基本一致。印制电路板特别好地适合于以简单而经济的方式在子绕组和电容器之间实现连接。这样也可减小峰值电压并在传输器头内实现高的整体密封性，因为可选择较小的导电部件间电压间隔。因为多个电容器可自动装配在印制电路板上，所以不增加生产成本。
在根据本实用新型的其它实施例中，通过串联和/或并联多个电容器实现所述电容。
在根据本实用新型的其它实施例中，代替U形的铁氧体磁芯，也可使用E形或C形或其它形状的铁氧体磁芯。
附图标记列表
1 壳体
2 侧铁氧体层
3 U形铁氧体磁芯
4 绝缘装置
5 印制电路板
6 电容器
7 密封装置
8 壳体板
9 螺钉
10 连接导线
11 电缆螺纹套管接头
12 螺纹套管接头
13 插塞连接器壳体部件
14 插塞连接器下部件
Claims (18)
1.一种用于非接触式能量传输设备的传输器头，其特征在于，所述传输器头的壳体包围次级线圈及其线圈芯，以及用于形成与线圈电连接的电容的电容器。
2.根据权利要求1所述的传输器头，其特征在于，在所述传输器头内设有至少一个电感和电容作为振荡回路，其中谐振频率与初级电流的中频基本一致。
3.根据权利要求2所述的传输器头，其特征在于，所述振荡回路是并联或串联的振荡回路。
4.根据权利要求1或2所述的传输器头，其特征在于，所述壳体由壳体部件组成。
5.根据权利要求4所述的传输器头，其特征在于，所述壳体由壳体部件密封地、可拆卸连接地和/或以高的防护等级组成。
6.根据上述权利要求1或2所述的传输器头，其特征在于，所述线圈芯由铁氧体构成。
7.根据权利要求6所述的传输器头，其特征在于，所述线圈芯由多个铁氧体部件组成。
8.根据权利要求7所述的传输器头，其特征在于，所述线圈芯由多个相同的铁氧体部件组成。
9.根据上述权利要求1或2所述的传输器头，其特征在于，在所述壳体内应用一种、两种或多种铁氧体部件。
10.根据上述权利要求1或2所述的传输器头，其特征在于，所述传输器头包括通向负载的电连接，该负载可由该传输器头供电。
11.根据上述权利要求1或2所述的传输器头，其特征在于，电容器设置在至少一块印制电路板上，该电路板的印制导线与次级线圈电连接。
12.根据上述权利要求1或2所述的传输器头，其特征在于，所述线圈包围线圈芯，在线圈的外表面上设有铁氧体板以减小杂散场。
13.根据上述权利要求1或2所述的传输器头，其特征在于，线圈芯设计成U形、C形或E形。
14.根据权利要求13所述的传输器头，其特征在于，所述U、E、C的分支在其端部加宽。
15.根据上述权利要求11所述的传输器头，其特征在于，在印制电路板和线圈芯之间设有一绝缘体。
16.根据上述权利要求1或2所述的传输器头，其特征在于，所述次级线圈由子绕组组成，所述子绕组分别与所属的电容形成串联振荡回路，其中谐振频率与初级电流的中频基本一致。
17.根据上述权利要求1或2所述的传输器头，其特征在于，所述传输器头包括串联振荡回路的串联电路，所述串联振荡回路包括子绕组和相应所属的电容。
18.一种具有根据上述权利要求中至少一项所述的传输器头的设备，其特征在于，所述传输器头沿着延展的初级导线可移动地设置。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20090819 |
|
| CX01 | Expiry of patent term |