[发明专利]旋转传能装置

说明书

本发明公开了一种旋转传能装置，主要解决现有技术电参数不稳定、三相线圈难以集成及三相线圈的自感与漏感不平衡问题，其包括两组线圈(1，2)、两块PCB板(5，6)和固定件(4)，发射线圈(1)嵌在发射PCB板(5)中，接受线圈(2)嵌在接收PCB板(6)中，两块PCB板上通过固定件(4)均设有导磁体，分别形成发射端和接收端。每块PCB板为圆形的多层结构，其上设有供导磁体插入的导磁体安装孔和供固定件插入的固定孔，且呈内、中、外三圈均匀排布在PCB板上。两块嵌有线圈的PCB板之间通过空气隔离，本发明平衡了三相线圈的自感与漏感，提高了能量传输的安全可靠性，可用于空间太阳能电站或地面传能场合。

技术领域

本发明涉及电子设备领域，尤其涉及一种旋转传能装置，可用于空间太阳能电站或地面传能场合。

背景技术

太阳能是一种可再生的绿色能源，对于解决世界能源紧张和环境污染问题将发挥重大的作用。相对于地面太阳能电站，空间太阳能电站SSPS由于不受昼夜和天气的影响，可以连续工作，太阳能利用效率高，具有广阔的应用前景，已引起各航天大国的广泛关注。

空间太阳能电站是指在空间中将太阳能转化为电能，再通过无线能量传输方式传输到地面的电力系统。空间太阳能电站主要由三大部分组成：太阳能发电装置，能量转换和发射装置，地面接收和转换装置。而太阳能发电装置主要是由太阳翼构成，太阳翼上搭载有光伏电池，用于将太阳光转化为电能。

太阳翼作为一个旋转关节，其能量传输方式是非常重要的，传统使用线缆硬连接的传输方式显然是有很多诸如缠绕，损耗，磨削以及老化放电等问题。国际上对于空间中这一旋转关节的设计有很多，最为人所知的有最初的电刷方案和近年来NASA提出的滚环方案，但效果都并未达到预期。电刷方案最主要的问题在于其接触电阻波动很大，原子氧氧化剧烈并在工作过程中伴有大量的磨屑生成。滚环的性能虽然有一定的提升，但为保证其接触面的接触电阻极小且保持恒定，保证各环路的均流，会给机械加工及设计上带来巨大的挑战。传统的非接触式能量传输多为单相系统，但是单相系统传输能量的能力显然不如三相系统。而传统的三相系统又存在难以集成于一个装置中，旋转会带来电参数不稳定，以及三相系统不平衡等问题。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种旋转传能装置，以降低整体加工制造难度，避免接触式的缠绕，损耗，磨削以及老化放电问题，提高三相系统的平衡度和电参数的稳定性。

为实现上述目的，本发明的的旋转传能装置，包括：

包括两组线圈、两块PCB板和固定件，其特征在于：发射线圈嵌在发射PCB板中，接受线圈嵌在接收PCB板中，这两块嵌有线圈的PCB板之间通过空气隔离，且每块PCB板上通过固定件安装有导磁体，分别形成发射端和接收端。

进一步，每块PCB板均为圆形的多层结构，其上设有供导磁体插入的导磁体安装孔和供固定件插入的固定孔，导磁体安装孔和固定孔交替设置互相不重叠，且呈内、中、外三圈均匀排布在PCB板上，三圈中的每个固定孔直径相同，三圈中的安装孔直径不相同，即内圈安装孔直径＞外圈安装孔直径＞中圈安装孔直径。

进一步，每组线圈嵌入到PCB板中是将铜线绕成多匝线圈，分布在PCB板的每一层中，且将所有线圈都环绕在导磁体安装孔周围。

进一步，每组线圈包括A、B、C三相系统中的每一相线圈，且每一相线圈在导磁体三种尺寸安装孔周围的绕制匝数各不相同，即A相在三种尺寸安装孔周围绕制匝数为n+a，a，a，B相在三种尺寸安装孔周围绕制匝数为b，n+b，b，C相在三种尺寸安装孔周围绕制匝数为c，c，n+c，其中n，a，b，c都是整数且n≠0，a，b，c互不相等。

进一步，固定件包括两个环氧树脂和一个轴承，每个环氧树脂分别插入两块PCB板的固定孔中，轴承的两端分别插入两个环氧树脂中并固定，以实现两块PCB板的连接。

本发明与现有技术相比，具有如下优点：