其中附图8f是上开口采用弧面配合;下开口采用斜面配合。
[0067]实施例九：
[0068]参见附图9,其在附图5和附图6a结构的基本上，沿轴向延伸磁芯。
[0069] 其中附图9a是上下开口都是直面配合的磁芯沿轴上下同时延伸。
[0070] 其中附图9b是上下开口都是直面配合的磁芯沿轴向下延伸。
[0071] 其中附图9c是上下开口都是直面配合的磁芯沿轴向上延伸。
[0072]其中附图9d是上下开口都是斜面配合的磁芯沿轴向上向下延伸。
[0073]其中附图9e是上下开口都是斜面配合的磁芯沿轴向下延伸。
[0074]其中附图9f是上下开口都是斜面配合的磁芯沿轴向上延伸。
[0075] 实施例十：
[0076] 参见附图10,是本发明的非接触供电滑环中，除附图5原副边绕组同轴上下平行绕 制之外的另外两种绕制方式，附图IOa为同轴内外绕制，附图IOb为同轴锥形绕制。
[0077] 实施例^^一：
[0078] 参见附图11，是采用6个如附图5的非接触滑环组合而成的三相非接触滑环。这种 结构的非接触滑环，其磁芯中形成的是行波磁场。
[0079] 实施例十二：
[0080]参见附图12,是传统轴向半截面UU型磁芯的非接触供电滑环与本发明中的轴向半 截面LL型非接触供电滑环的结构尺寸图。绕组匝数为1匝，绕组间距为5mm，中轴(含亚克力 筒)直径为90mm，磁芯厚度同为5mm，直径为3mm。
[00811其中附图12a是传统UU型结构的尺寸图，其上下开口气隙的垂直距离为5mm。
[0082] 其中附图12b是本发明中的基本LL型的尺寸图，其上下开口气隙的垂直距离为 5mm 〇
[0083] 其中附图12c是本发明中LL-arc型的尺寸图，其上下开口气隙的最小距离为5mm。 [0084]其中附图12d是本发明中LL-deIta型的尺寸图的尺寸图，其上下开口气隙的垂直 距离为5mm。
[0085] 参见附图13,是传统滑环结构及本发明滑环结构的Ansoft 2D仿真的磁密云图。仿 真环境为:静磁场仿真，磁芯材料为铁氧体，原边励磁电流为IOA，副边开路。在磁芯和铜材 用量、体积基本不变的情况下，本发明中的轴向半截面LL型非接触供电滑环显著提高了非 接触供电滑环的耦合系数。
[0086] 其中附图13a是传统UU型结构的仿真磁密云图，磁芯气隙开口处附近的金属中轴 中的磁密非常大。这种结构的左右两个气隙开口垂直于金属中轴，进入中轴的边缘磁通和 杂散磁通较大，在中轴上产生的涡流损耗较大。
[0087]其中附图13b是本发明中的基本LL型结构的仿真磁密云图。这种结构的上下开口 都为直面配合方式，其上下两个气隙开口平行于金属中轴，且上开口距离中轴较远，进入中 轴的边缘磁通和杂散磁通相比附图13a大大减小，在中轴上产生的涡流损耗对应较小。 [0088]其中附图13c是本发明中的LL-arc型结构的仿真磁密云图。这种结构的上下开口 都为弧面配合方式，其上下两个气隙开口与金属中轴成一定角度，且上开口距离中轴较远， 进入中轴的边缘磁通和杂散磁通相比附图13a大大减小，在中轴上产生的涡流损耗对应较 小。
[0089]其中附图13d是本发明中的LL-de I ta型结构的仿真磁密云图。这种结构的上下开 口都为斜面配合方式，其上下两个气隙开口与金属中轴成一定角度，进入中轴的边缘磁通 和杂散磁通相比附图13b和附图13c有所增加，但远小于附图13a，在中轴上产生的涡流损耗 对应较小。
[0090] 参见表1，是传统滑环结构及本发明滑环结构的Ansoft 2D仿真的结果。耦合系数 从大到小，依次为传统UU型、本发明中的基本LL型、本发明中的LL-arc型、本发明中的LL-delta 型。
[0091] 可见，本发明的轴向半截面LL型非接触供电滑环相比传统UU型供电滑环，进入中 轴的边缘磁通和杂散磁通都有所减小，对应金属中轴涡流损耗的减小，同时耦合系数都有 所提尚。
[0092]表l:Ansoft 2D仿真结果
[0094]以上所述，仅为本发明的较佳实例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本 发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范 围之内。
【主权项】
1. 一种轴向半截面LL型非接触供电滑环，包括原边单元和副边单元，原边单元包括原 边磁芯和绕制在原边磁芯上的原边绕组，副边单元包括副边磁芯和绕制在副边磁芯上的副 边绕组，原边单元和副边单元之间留气隙，原边和副边磁芯径向截面呈环形或多边形，其特 征是:所述原/副磁芯的轴向半截面呈L型，则副/原磁芯的轴向半截面呈倒L型，且原、副边 绕组同轴分绕位于原、副边磁芯之间。2. 如权利要求1所述的轴向半截面LL型非接触供电滑环，其特征是：原、副边单元的轴 向半截面的L型磁芯和倒L型磁芯组合成非接触式上、下开口的矩形结构，并在上、下开口位 置形成气隙。3. 如权利要求2所述的轴向半截面LL型非接触供电滑环，其特征是：原、副边磁芯在上 开口和下开口位置采用直面、斜面、或弧面三种配合方式中进行两两任意组合，包含:直面-直面组合，直面-斜面组合，直面-弧面组合，斜面-直面组合，斜面-斜面组合，斜面-弧面组 合，弧面-直面组合，弧面-斜面组合，弧面-弧面组合。4. 如权利要求1、2或3所述的轴向半截面LL型非接触供电滑环，其特征在于：轴向半截 面LL型原边和/或副边磁芯可沿轴向延伸。5. 如权利要求1、2、3或4所述的轴向半截面LL型非接触供电滑环，其特征是：内侧磁芯 和绕组作为原边单元，外侧磁芯和绕组作为副边单元;或者外侧磁芯和绕组作为原边单元， 内侧磁芯和绕组作为副边单元;原边单元作为非接触滑环的供电侧，副边单元作为非接触 滑环的受电侧;其中供电侧旋转，或受电侧旋转。6. 如权利要求1、2、3、4或5所述的轴向半截面LL型非接触供电滑环，其特征是：原边磁 芯和/或副边磁芯采用整体式结构或分体拼装式结构。7. 如权利要求6所述的轴向半截面LL型非接触供电滑环，其特征在于:通过多个轴向半 截面LL型非接触供电滑环可组合成多通道或多相滑环。8. 如权利要求6所述的轴向半截面LL型非接触供电滑环，其特征是:原边磁芯和副边磁 芯材料采用硅钢片、铁氧体、微晶、超微晶或坡莫合金材料。9. 如权利要求6所述的轴向半截面LL型非接触供电滑环，其特征是:原边绕组和副边绕 组采用同轴内外绕制、同轴平行绕制或同轴锥形绕制，原边绕组和副边绕组之间形成绕组 气隙。10. 如权利要求6所述的轴向半截面LL型非接触供电滑环，其特征是：原边绕组和副边 绕组的导线选用实心导线、Litz线、铜箱或者PCB绕组，原、副边绕组的匝数相同或不同。
【专利摘要】本发明提供一种轴向半截面LL型非接触供电滑环，其磁芯结构以轴向半截面基本LL型为基础，原/副磁芯的轴向半截面呈L型，则副/原磁芯的轴向半截面呈倒L型，且原、副边绕组同轴分绕位于原、副边磁芯之间。保持绕组之间及磁芯之间的气隙垂直距离不变，通过切割原/副边磁芯的一个三角形和/或弧形的部分，移至副/原边，增加了原副边磁芯之间耦合磁路的有效面积，减小了磁阻，亦适用于其他变压器磁芯的处理；原副边磁芯可分别沿轴向延伸。所述原副边绕组同轴绕制，可同轴平行绕制、同轴内外绕制或同轴锥形绕制；所述轴向半截面LL型非接触供电滑环可组合成任意通道数或相数。本发明适用于供电侧或受电侧需要旋转的非接触式电能传输场合。
【IPC分类】H01F27/30, H01F3/14, H02J50/10, H01F38/14
【公开号】CN105679521
【申请号】CN201610046691
【发明人】何广明, 陈乾宏, 辛平平, 黄君涛, 陈欣
【申请人】南京航空航天大学
【公开日】2016年6月15日
【申请日】2016年1月22日