專利名稱：電能耦合器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電能耦合器，特別涉及把變壓器、發(fā)電機內(nèi)的磁力線 封閉在由導磁材料構(gòu)成的兩個磁通路中的新型結(jié)構(gòu)的電能耦合器。
背景技術(shù)：
目前，公知的變壓器、發(fā)電機多是原邊線圏及轉(zhuǎn)子來勵磁，通過導磁 材料中磁通的變化感應到副邊線圏或定子線圏產(chǎn)生電壓、電流，大多數(shù)變 壓器、發(fā)電機存在著能量轉(zhuǎn)換效率低等問題。因此，提高電力耦合、能量 轉(zhuǎn)換效率便成了人們研究、追求的方向。但是到目前為止，還沒有出現(xiàn)能 量轉(zhuǎn)換效率高的電能耦合器，應用在變壓器、發(fā)電機等類似的電器和電力
設(shè)備中。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了 一種電能耦合器，為一種原邊線圏磁通變化被封閉 在一導磁材料內(nèi)形成一封閉磁力線回路、副邊線圏受到原邊線圏磁通 變化感應產(chǎn)生的變化磁通被封閉在另 一導磁材料內(nèi)形成另 一封閉磁力 線回路結(jié)構(gòu)，使原邊線圏能量高效率地耦合到副邊線圏中，有效解決 現(xiàn)有技術(shù)的不足。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種電能耦合器，包括機座、機殼、
原邊支架、副邊支架、固定支架，輸入開關(guān)、輸入控制調(diào)配器、輸出開關(guān)、 輸出控制調(diào)配器和風扇，固定支架的底部固接在機座上，固定支架上部固 接由導磁材料組成的原邊支架和副邊支架，原邊線圏繞設(shè)在原邊支架上， 副邊線圏繞設(shè)在副邊支架上，副邊支架上繞設(shè)的副邊線圏位置為空芯體， 空芯體內(nèi)設(shè)有低導磁介質(zhì)，低導磁介質(zhì)、副邊線圏和副邊支架共同套在原 邊支架上，使原邊支架外部和副邊支架內(nèi)部對應部位之間隔有低導磁介質(zhì)， 原邊支架在原邊線圏內(nèi)部和外部整體固接互通相連，副邊支架在副邊線圏
內(nèi)部和外部整體固接互通相連；原邊線圏與輸入控制調(diào)配器相連，輸入控
制調(diào)配器與輸入開關(guān)相連，輸入開關(guān)與引入電源線連接；副邊線圏與輸出
控制調(diào)配器相連，輸出控制調(diào)配器和輸出開關(guān)相連，輸出開關(guān)和引出電源
線連接；風扇安裝固定在機殼上，使電力耦合器工作溫度降低。 所述原邊支架、副邊支架由至少一種導磁材料組成。 所述原邊支架作為原邊線圏產(chǎn)生的磁場磁力線的封閉回路。 所述副邊支架作為副邊線圏產(chǎn)生的磁場磁力線的封閉回路。 所述低導磁介質(zhì)是低導磁固體、低導磁氣體或低導磁液體。 在原邊支架與副邊支架對應重合位置，所述副邊支架和原邊支架之間
的距離大于或等于0. Olmm。
所述原邊線圏、副邊線圏是由至少一圏以上的導電材料構(gòu)成或由至少
一層以上的導電材料構(gòu)成。
所述原邊線圏、副邊線圏的繞組至少由一個以上繞組串聯(lián)或并聯(lián)構(gòu)成。 所述降溫是風扇降溫或液體降溫。
所述液體降溫是制冷機降溫或電能耦合器殼體外部與其內(nèi)部相通的管
道內(nèi)液體受熱循環(huán)流動到電能耦合器殼體外部降溫。
本發(fā)明開拓了一種新的思維和新的設(shè)計方法，本發(fā)明電能耦合器結(jié)構(gòu) 簡單，使用方便，清潔無污染，能量轉(zhuǎn)換效率高，可廣泛用于變壓器、發(fā) 電機等電器和電力設(shè)備。


圖1為本發(fā)明的原理示意圖2為本發(fā)明的一種機型示意圖3為本發(fā)明的原邊支架和副邊支架結(jié)構(gòu)示意圖4為圖3中A-A截面示意圖5為本發(fā)明具體實施機型結(jié)構(gòu)示意圖6為本發(fā)明的一種串聯(lián)機型結(jié)構(gòu)示意圖7為本發(fā)明的一種并聯(lián)機型結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖標記i兌明
l--原邊支架； 2—原邊線圏； 3-副邊支架；4—副邊線圏； 5--低導磁介質(zhì)；6—磁力線； 7—輸入開關(guān)；8—輸入控制調(diào)配器； 9--輸出控制調(diào)配；10—輸出開關(guān)；11—固定支架； 12—風扇；
13—機殼； 14—機座。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的描述
圖1為本發(fā)明的原理示意圖。眾所周知，磁力線總是喜歡在最容易通
過的導磁材料中通過，本發(fā)明利用磁力線這一特性，把一組原邊線圏2固 定繞設(shè)在由導磁材料組成的原邊支架1上，且原邊支架1在原邊線圏2內(nèi) 部和外部整體固接互通相連，再把一組副邊線圏4繞設(shè)在有導磁材料組成 的副邊支架3上，且副邊支架3在副邊線圏4內(nèi)部和外部整體固接互通相 連，副邊支架3上繞設(shè)副邊線圏4位置為空心體，空芯體內(nèi)設(shè)有低導磁介 質(zhì)5，有低導磁介質(zhì)和副邊線圏4及副邊支架3共同套在原邊支架1上。 當原邊線圏2接通電源時，原邊線圏2內(nèi)的磁場將隨電流的變化在導磁材 料組成的原邊支架1內(nèi)變化通磁，這時副邊線圏4隨原邊支架1內(nèi)磁通變 化被感應產(chǎn)生電勢，如果副邊線圏4接有負載將有電流通過，副邊線圏4 將產(chǎn)生和原邊線圏2磁場方向相反的磁場，這個相反的磁場在導磁材料組 成的副邊支架3內(nèi)。由于導磁材料組成的原邊支架1和導磁材料組成的副 邊支架3之間隔有低導磁介質(zhì)5，而磁力線喜歡在最容易通過的導磁材料 中通過，因此原邊線團2產(chǎn)生的磁場磁力線6在原邊支架1內(nèi)封閉通過， 副邊線圏4被感應產(chǎn)生的磁場磁力線6在副邊支架3內(nèi)封閉通過，原邊支 架1和副邊支架3各自形成磁力線回路，兩個磁力線回路內(nèi)通過的磁力線 之間相互不產(chǎn)生作用，二者所通過的磁力線6沒有磁場能量抵消。在原邊 線圏2感應副邊線圏4的過程中，仍然遵循著電磁感應定律，只是副邊線 圏4被感應產(chǎn)生的磁場磁力線6被封閉在副邊支架3內(nèi)，避免了與原邊支 架l內(nèi)的磁力線6發(fā)生作用，這樣原邊線圏2和副邊線圏4在實現(xiàn)電力耦 合的過程中能量轉(zhuǎn)換效率可以得到大大提高。通過上述i兌明情況可以看出， 本發(fā)明電能耦合器的工作原理基本上與變壓器的工作原理一樣，可以借鑒
變壓器的設(shè)計方法。
圖2為本發(fā)明的一種機型示意圖，圖3為本發(fā)明的原邊支架和副邊支 架結(jié)構(gòu)示意圖，圖4為圖3中A-A截面示意圖，圖5為本發(fā)明具體實施機 型結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2—圖5所示，本發(fā)明電能耦合器包括原邊支架1、原 邊線圏2、副邊支架3、副邊線圏4、低導磁介質(zhì)5、輸入開關(guān)7、輸入控 制調(diào)配器8、輸出控制調(diào)配器9、輸出開關(guān)IO、固定支架ll、風扇12、機 殼13、機座14等部件。固定支架11的底部固接在才幾座14上，固定支架 11上部將原邊支架1和副邊支架3固定固接，原邊線圏2繞設(shè)在原邊支架 1上，副邊線圏4繞設(shè)在副邊支架3上，副邊支架3上繞設(shè)的副邊線圈4 位置為空芯體，空芯體內(nèi)設(shè)有低導磁介質(zhì)5,有低導磁介質(zhì)5、副邊線圏4 和副邊支架3共同套在原邊支架1上，副邊支架3和原邊支架1之間的距 離大于或等于0. Olmm。原邊支架1和副邊支架3都是由導磁材料組成，并 且原邊支架1和副邊支架3在線圏內(nèi)部和外部都是整體固接互通相連。原 邊線圏2與輸入控制調(diào)配器8相連，輸入控制調(diào)配器8與輸入開關(guān)7相連， 輸入開關(guān)7與引入電源線連接，副邊線圏4與輸出控制調(diào)配器9相連，輸 出控制調(diào)配器9和輸出開關(guān)10相連，輸出開關(guān)IO與引出電源線連接。風 扇12設(shè)置在利于原邊線圏2、副邊線圏4、輸入開關(guān)7、輸入控制調(diào)配器8、 輸出控制調(diào)配器9和輸出開關(guān)IO通風的位置，并固定在機殼13上，使電 力耦合器工作溫度降低。原邊線圏2接通電源，原邊線圏2內(nèi)的磁場將隨 電流的變化在導磁材料組成的原邊支架1內(nèi)變化通磁，這時副邊線圏4隨 原邊支架l內(nèi)磁通變化被感應產(chǎn)生電勢，副邊線圏4接有負載時有電流通 過，副邊線圏4將產(chǎn)生和原邊線圏2磁場方向相反的磁場，這個相反的磁場在導磁材料組成的副邊支架3內(nèi)，由于導磁材料組成的原邊支架1和導 磁材料組成的副邊支架3之間隔有低導磁介質(zhì)5，而磁力線喜歡在最容易 通過的導磁材料中通過，因此原邊線圏2產(chǎn)生的磁場磁力線在原邊支架1 內(nèi)封閉通過，副邊線圏4被感應產(chǎn)生的磁場磁力線在副邊支架3內(nèi)封閉通 過，原邊支架1和副邊支架3各自形成磁力線回路，兩個磁力線回路內(nèi)通 過的磁力線之間相互不產(chǎn)生作用，沒有磁場能量抵消。在原邊線圏2感應 副邊線圏4的過程中，仍然遵循著電磁感應定律，只是副邊線圏4被感應 產(chǎn)生的磁場磁力線被封閉在副邊支架3內(nèi)，避免了與原邊支架1內(nèi)的磁力 線發(fā)生作用，原邊線圏2和副邊線圏4在實現(xiàn)電力耦合的過程中能量轉(zhuǎn)換 效率可以得到大大提高。
圖6為本發(fā)明的一種串聯(lián)機型結(jié)構(gòu)示意圖，圖7為本發(fā)明的一種并聯(lián) 機型結(jié)構(gòu)示意圖，其工作原理與圖l、圖2、圖5所示基本相同，區(qū)別是 圖6中原邊線圏2有一繞組，副邊線圈4有三繞組、每組副邊線圏4的導 磁支架空芯框體套在前一導磁支架框體外部，形成每個導磁支架3和副邊 線圏4的串聯(lián)結(jié)構(gòu)；圖7中原邊線圏2有一繞組，副邊線圏4有三繞組、 每組副邊線圏4的導磁支架3空芯框體共同套在導磁支架1框體外部，形 成導磁支架3和副邊線圏4的并聯(lián)聯(lián)結(jié)構(gòu)。當然，原邊線圏2、副邊線圏4 是由至少一圏以上的導電材料構(gòu)成，原邊線圏2、副邊線圏4的繞組至少 有一個以上構(gòu)成，可以采用不同數(shù)量的繞組，如2個、10個、30個、80 個甚至更多繞組串聯(lián)(如圖6)或并聯(lián)(如圖7)組合成多種電能耦合器， 實現(xiàn)大能量、高效率的電力耦合轉(zhuǎn)換。
本發(fā)明工作過程如下當輸入開關(guān)7接通電源，通過輸入控制調(diào)配器 8的調(diào)壓、調(diào)頻，電流進入原邊線圈2，原邊線圏2內(nèi)的磁場將隨電流的變 化在導磁材料組成的原邊支架1內(nèi)變化通磁，這時副邊線圏4隨原邊支架 1內(nèi)磁通變化被感應產(chǎn)生電勢，副邊線圏4接有負栽有電流通過，副邊線 圏4產(chǎn)生和原邊線圏2磁場方向相反的磁場，這個相反的磁場在導磁材料 組成的副邊支架3內(nèi)，由于導磁材料組成的原邊支架1和導磁材料組成的 副邊支架3之間隔有低導磁介質(zhì)5,而磁力線喜歡在最容易通過的導磁材 料中通過，原邊線團2產(chǎn)生的磁場磁力線6在原邊支架1內(nèi)被封閉通過， 副邊線圏4被感應產(chǎn)生的磁場磁力線6在副邊支架3內(nèi)被封閉通過，原邊 支架1副邊支架3各自形成磁力線回路，兩個磁力線回路內(nèi)通過的磁力線 6之間相互不產(chǎn)生作用，沒有磁場能量抵消。在原邊線圏2感應副邊線圏4 的過程中，仍然遵循著電磁感應定律，只是副邊線圏4被感應產(chǎn)生的磁場 磁力線6被封閉在副邊支架3內(nèi)，避免了與原邊支架1內(nèi)的磁力線6發(fā)生 作用，這樣原邊線圏2和副邊線圏4實現(xiàn)最佳電力能量耦合，副邊線圏4 產(chǎn)生的電流通過輸出控制調(diào)配器9調(diào)頻、穩(wěn)壓或輸出控制調(diào)配器9調(diào)頻、 穩(wěn)壓、整流經(jīng)輸出開關(guān)10對外輸出電流作功。當輸入開關(guān)7繼續(xù)通電，把 輸出開關(guān)10斷開，電能耦合器將停止對外輸出電流停止作功。當電源輸入 開關(guān)7斷開電源，原邊線圏2將停止產(chǎn)生磁場，電能耦合器將停止對外輸 出電流停止作功。
權(quán)利要求
1.一種電能耦合器，包括機座、機殼、原邊支架、副邊支架、固定支架，輸入開關(guān)、輸入控制調(diào)配器、輸出開關(guān)、輸出控制調(diào)配器和風扇，其特征在于:固定支架的底部固接在機座上，固定支架上部固接由導磁材料組成的原邊支架和副邊支架，原邊線圈繞設(shè)在原邊支架上，副邊線圈繞設(shè)在副邊支架上，副邊支架上繞設(shè)的副邊線圈位置為空芯體，空芯體內(nèi)設(shè)有低導磁介質(zhì)，低導磁介質(zhì)、副邊線圈和副邊支架共同套在原邊支架上，使原邊支架外部和副邊支架內(nèi)部對應部位之間隔有低導磁介質(zhì)，原邊支架在原邊線圈內(nèi)部和外部整體固接互通相連，副邊支架在副邊線圈內(nèi)部和外部整體固接互通相連；原邊線圈與輸入控制調(diào)配器相連，輸入控制調(diào)配器與輸入開關(guān)相連，輸入開關(guān)與引入電源線連接；副邊線圈與輸出控制調(diào)配器相連，輸出控制調(diào)配器和輸出開關(guān)相連，輸出開關(guān)和引出電源線連接；風扇安裝固定在機殼上，使電力耦合器工作溫度降低。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電力耦合器，其特征在于所述原邊支架、 副邊支架由至少 一種導磁材料組成。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電力耦合器，其特征在于所述原邊支架作 為原邊線圏產(chǎn)生的磁場磁力線的封閉回路。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電力耦合器，其特征在于所述副邊支架作 為副邊線圏產(chǎn)生的磁場磁力線的封閉回路。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電力耦合器，其特征在于所述低導磁介質(zhì) 是低導磁固體、低導磁氣體或低導磁液體。
6、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電力耦合器，其特征在于在原邊支架與副 邊支架對應重合位置，所述副邊支架和原邊支架之間的距離大于或等于0. Ol腿。
7、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電力耦合器，其特征在于所述原邊線圏、 副邊線圏是由至少一圏以上的導電材料構(gòu)成或由至少一層以上的導電材料 構(gòu)成。
8、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電力耦合器，其特征在于所述原邊線圏、 副邊線圏的繞組至少由一個以上繞組串聯(lián)或并聯(lián)構(gòu)成。
9、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電力耦合器，其特征在于所述降溫是風 扇降溫或液體降溫；
10、 根據(jù)權(quán)利要求l、 9所述的電力耦合器，其特征在于所述液體降 溫是制冷機降溫或電能耦合器殼體外部與其內(nèi)部相通的管道內(nèi)液體受熱循 環(huán)流動到電能耦合器殼體外部降溫。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電能耦合器，包括機座、機殼、原邊支架、副邊支架，原邊線圈、副邊線圈繞設(shè)在導磁材料組成的原邊支架和副邊支架上，原邊線圈磁通變化在原邊支架內(nèi)通過，副邊線圈受到原邊線圈磁通變化感應出電流產(chǎn)生的磁場在副邊支架內(nèi)通過，原邊支架和副邊支架對應部位隔有低導磁介質(zhì)，使原邊線圈、副邊線圈的磁場磁力線在原邊支架和副邊支架內(nèi)各自形成封閉回路，原邊線圈和副邊線圈磁通變化互不影響，原邊線圈感應副邊線圈產(chǎn)生電流對外輸出作功，從而實現(xiàn)耦合器高效轉(zhuǎn)換電能，本發(fā)明設(shè)計合理，清潔無污染，能量轉(zhuǎn)換效率高，可廣泛用于變壓器、發(fā)電機等電器和電力設(shè)備。
文檔編號H01F27/28GK101373660SQ20081012926
公開日2009年2月25日 申請日期2008年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月14日
發(fā)明者剛 劉, 劉姿儀 申請人:剛 劉