1.一种C型铁芯组合式旋转松耦合变压器,包括:固定组件和旋转组件,其特征在于:固定组件包括固定铁心(101、102、103)、第一固定绕组(104)和第二固定绕组(105)、以及固定侧电路(107);
旋转组件包括:旋转磁芯(204)、旋转轴(201)、旋转卡槽(202)、旋转轴承(206)、第一径向旋转圆环(203)、第二径向旋转圆环(205)、第一旋转绕组(207)和第二旋转绕组(208)、以及转动侧电路(210)。
2.根据权利要求1所述的C型铁芯组合式旋转松耦合变压器,其特征在于:
固定铁心(101、102、103)由多个独立铁心沿周向分布在旋转轴(201)的外周构成,固定铁心(101、102、103)和旋转轴(201)之间由旋转轴承(206)固定;固定铁心(101、102、103)的纵截面呈开口向上的“C”字型,包括第一固定铁心(101),第二固定铁心(102)和第三固定铁心(103);
第一固定绕组(104)缠绕在第二固定铁心(102)内侧内壁,第二固定绕组(105)嵌在第二固定铁心(102)外侧内壁;第一固定绕组(104)和第二固定绕组(105)串联,再与固定侧电路(107)连接;
旋转磁芯(204)由导磁材料和非导磁材料复合构成径向圆环,径向旋转磁芯(204)通过固定铁心(101、102、103)上方的缺口插入,位于第一固定铁心(101)间;旋转磁芯(204)的径向圆环与固定铁心(101、102、103)的缺口两侧留有气隙;周向旋转磁芯(204)上部与第一径向旋转圆环(203)相接,下部与第二径向旋转圆环(205)相接;第二径向旋转圆环(205)通过旋转磁芯(204)、第一径向旋转圆环(203)和旋转卡槽(202)连接到旋转轴(201)上;
第一旋转绕组(207)嵌在第一径向旋转圆环(203)内壁上,第二旋转绕组(208)缠绕在径向旋转圆环外壁;第一旋转绕组(207)和第二旋转绕组(208)串联,再与转动侧电路(210)连接。
3.根据权利要求2所述的C型铁芯组合式旋转松耦合变压器,其特征在于:
固定侧电路(107)由滤波电容C1、串联谐振电容C2、谐振电感Lk1、以及两相全桥H1构成;
转动侧电路(210)由串联谐振电容C3、谐振电感Lk2、两相全桥H2、滤波电容C4、两相全桥H3构成;
两相全桥H1、谐振电容C2、谐振电感Lk1、谐振电容C3、谐振电感Lk2、两相全桥H2以及高频松耦合变压器绕组共同构成CLLC谐振电路。
4.根据权利要求2所述的C型铁芯组合式旋转松耦合变压器,其特征在于:
固定侧电路(107)由滤波电容C1、串联谐振电容C2、漏感Lk1、以及两相全桥H1构成;转动侧电路(210)由串联谐振电容C3、漏感Lk2、两相全桥H2、滤波电容C4、三相全桥H4构成;
两相全桥H1、谐振电容C2、谐振电感Lk1、谐振电容C3、谐振电感Lk2、两相全桥H2以及高频松耦合变压器绕组共同构成CLLC谐振电路。
5.根据权利要求2所述的C型铁芯组合式旋转松耦合变压器,其特征在于:
固定侧电路(107)由滤波电容C1、漏感Lk1、以及两相全桥H1构成;
转动侧电路(210)由漏感Lk2、以及两相矩阵变换器MC1构成。
6.根据权利要求2所述的C型铁芯组合式旋转松耦合变压器,其特征在于:
固定侧电路(107)由滤波电容C1、漏感Lk1、以及两相全桥H1构成;
转动侧电路(210)由漏感Lk2、以及三相矩阵变换器MC2构成。
7.根据权利要求1所述的C型铁芯组合式旋转松耦合变压器,其特征在于:
固定铁心(101、102、103)的纵截面呈开口向上的“C”字型,包括第一固定铁心(101),第二固定铁心(102)和第三固定铁心(103);
第一固定绕组(104)和第二固定绕组(105)依次缠绕在第二固定铁心(102)内侧内壁;
第一固定绕组(104)与第二固定绕组(105)串联,再与固定侧电路(107)连接;
径向旋转磁芯(204)通过固定铁心(101、102、103)上方的缺口插入,位于第一固定铁心(101)间,缺口位置偏向内侧;圆环与固定铁心(101、102、103)的缺口两侧留有气隙;周向旋转磁芯(204)上部与第一径向旋转圆环(203)相接,下部与第二径向旋转圆环(205)相接;第二径向旋转圆环(205)通过旋转磁芯(204)、第一径向旋转圆环(203)和旋转卡槽(202)连接到旋转轴(201)上;
第一旋转绕组(207)和第二旋转绕组(208)依次缠绕在第二径向旋转圆环(205)外壁;
第一旋转绕组(207)和第二旋转绕组(208)串联,再与转动侧电路(210)连接。
8.根据权利要求1所述的C型铁芯组合式旋转松耦合变压器,其特征在于:
固定铁心(101、102、103)的纵截面呈开口向上的“C”字型,包括第一固定铁心(101),第二固定铁心(102)和第三固定铁心(103);
第一固定绕组(104)缠绕在近轴半侧的第一固定铁心(101),第二固定绕组(105)缠绕在远轴半侧的第一固定铁心(101);第一固定绕组(104)与第二固定绕组(105)串联,再与固定侧电路(107)连接;
径向旋转磁芯(204)通过固定铁心(101、102、103)上方的缺口插入,位于第一固定铁心(101)间;圆环与固定铁心(101、102、103)的缺口两侧留有气隙;周向旋转磁芯(204)上部与第一径向旋转圆环(203)相接,下部与第二径向旋转圆环(205)相接;第二径向旋转圆环(205)通过旋转磁芯(204)、第一径向旋转圆环(203)和旋转卡槽(202)连接到旋转轴(201)上;
第一旋转绕组(207)和第二旋转绕组(208)依次缠绕在第二径向旋转圆环(205)外壁;
第一旋转绕组(207)和第二旋转绕组(208)串联,再与转动侧电路(210)连接。
9.根据权利要求1所述的C型铁芯组合式旋转松耦合变压器,其特征在于:
径向旋转磁芯(204)的导磁材料适宜选择铁氧体材料或是SMC材料,非导磁材料适宜选择亚克力材料,碳纤维材料等非铁磁材料,第一固定铁心(101)、第二固定铁心(102)和第三固定铁心(103)适宜采用超薄硅钢片、纳米晶等材料。