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专利号: 2022105955282
申请人: 河海大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 基本电气元件
更新日期:2026-08-19
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种磁通变换式高频旋转松耦合变压器:包括固定组件和旋转组件,其特征在于:旋转组件包括转子铁心(11)、转子绕组(12)以及转子侧电路(1);

转子铁心(11)截面大致呈“工”字型,两侧为圆弧状,中间凹陷处缠绕转子绕组(12),与转子侧电路(1)连接;

固定组件包括定子铁心(21)、定子绕组(12)以及定子侧电路(2);

固定组件同轴装在旋转组件外周,两者间设有固定距离的径向气隙;

定子铁心(21)截面与电机的定子铁心截面类似,呈圆环状,12个定子齿沿周向均匀分布在圆环内圆上,每两个定子齿构成一对,每对定子齿上绕设的两个定子绕组串联,且产生的磁通方向一致,共6对定子绕组(AA’~FF’),与控制电路连接来控制每对定子齿上绕组的导通,控制电路再与其他定子侧电路(2)连接;

定子绕组的控制电路有两种连接方式:控制电路E1或控制电路E2。

2.根据权利要求1所述的磁通变换式高频旋转松耦合变压器,其特征在于:定子侧电路(2)由并联滤波电容C1、逆变全桥H2、串联谐振电容C3以及控制电路E1构成;

转子侧电路(1)由串联谐振电容C4、整流全桥H1以及滤波电容C2构成;

逆变全桥H2、谐振电容C3、谐振电感Lk2、谐振电容C4、谐振电感Lk1、整流全桥H1以及高频旋转松耦合变压器绕组共同组成CLLC谐振电路;

控制电路E1由12个辅助开关SP1~SP6、SN1~SN6以及6对定子绕组电感AA’~FF’构成;

控制电路E1共6个并联支路,每个并联支路由一个辅助开关SP串联一对定子绕组电感后,再串联一个辅助开关SN构成;并联组成六支路的控制电路后,串联谐振电容C3和谐振电感Lk2,后连接逆变全桥H2和滤波电容C1,组成定子侧电路(2)。

3.根据权利要求2所述的磁通变换式高频旋转松耦合变压器,其特征在于:可以只连定子侧串联谐振电容C3,转子侧无谐振电容;

可以谐振电容C3和谐振电容C4分别在定、转子侧并联;

可以只连定子侧并联谐振电容C3,转子侧无谐振电容。

4.根据权利要求1所述的磁通变换式高频旋转松耦合变压器,其特征在于:控制电路E2由12个辅助开关SP1~SP6、SN1~SN6以及6对定子绕组AA’~FF’构成;

在控制电路E2中,每对定子绕组各选一端连结到一点,然后每对定子绕组另一端连接两个并联的辅助开关SP和SN,两条并联支路再串联谐振电容C3和谐振电感Lk2分别接入到逆变全桥H2的两个端口,最后通过滤波电容C2接到直流电源,组成定子侧电路(2);

转子侧电路(1)与权利要求2所述相同。

5.根据权利要求1所述的磁通变换式高频旋转松耦合变压器,其特征在于:旋转组件包括转子铁心(11)、转子绕组(13、14、15、16)以及转子侧电路(1);

转子铁心(11)为4极,转子绕组(13、14、15、16)由原来的1个变为4个,分别缠绕在转子铁心(11)中间“十”字区域的四个柱上,串联连接后连接转子侧电路(1);转子铁心(11)也可扩展为多极;

固定组件与权利要求1所述相同;

定子绕组(AA’~FF’)以及定子侧电路(2)也可扩展为多组。

6.据权利要求1所述的磁通变换式高频旋转松耦合变压器,其特征在于:转子铁心(11)和定子铁心(21)适宜采用超薄硅钢片、纳米晶等材料,绕组适宜采用利兹线、铜线等材料。