CN112151228A - 分段式功率耦合装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种分段式功率耦合装置，该分段式功率耦合装置包括被配置成在定子和转子之间传输功率的多个部段。该分段式功率耦合装置包括：该多个部段的、被布置成限定出环的第一子组，该多个部段的第一子组包括多个第一电感元件，该多个第一电感元件限定出变压器的第一绕组；以及该多个部段的、被布置成限定出部分环的第二子组，该多个部段的第二子组包括一个或多个第二电感元件，该一个或多个第二电感元件被布置成限定出变压器的一个或多个附加绕组。

Description

分段式功率耦合装置

本申请是申请号为201680088332.7(PCT申请号为PCT/US2016/045250)，申请日为2016年8月3日，发明名称为“功率耦合装置”的专利申请的分案申请。

技术领域

本申请涉及一种功率耦合装置，该功率耦合装置被配置成在旋转单元(例如，转子)和固定单元(例如，定子)之间和/或在两个旋转单元之间传输功率。该功率耦合装置特别适用于计算机断层摄影(computed tomography,CT)扫描仪，该计算机断层摄影扫描仪诸如可用于医疗、安全和/或工业应用。例如，功率耦合装置可被配置成将功率从固定单元传递到容置有辐射源和探测器阵列的旋转单元。然而，本文描述的特征不旨在限制于CT应用和/或其他成像应用。

背景技术

在旋转单元内包括电子部件的系统通常需要经由功率耦合设备向旋转单元提供功率。例如，在CT扫描仪中，使用功率耦合装置向CT扫描仪的旋转单元上的电子部件供应功率。传统上，这些功率耦合装置已经是滑环/电刷组件。滑环通过两种材料的接触(例如，经由滑动接触)在固定单元和旋转单元之间(例如，或在两个旋转单元之间)传输功率。滑环组件典型地包括两个或多个连续导电环和相应环上的一个或多个电刷，该一个或多个电刷用于将电流输送到环和从环输送电流。

虽然已经证明使用电刷和滑环能有效地向旋转单元中包含的电子部件供应功率，但是传统的电刷和滑环机构往往是脏的、不可靠的和/或有噪声的。例如，随着时间的推移，电刷会磨损而产生电子粉尘，这可能会导致超灵敏电子部件出现问题。此外，在一些应用中，诸如在执行敏感诊断/成像程序的情况下(例如，在CT成像中)，由电刷传输和/或产生的功率中固有的电子噪声会对程序造成干扰。滑环组件的其他缺点包括由于特殊材料和/或通常要求的机械精度而导致的制造的成本和复杂性。

最近，已经提出了用于在辐射成像的背景下在固定单元和旋转单元之间传输功率的非接触式组件。例如，转让给安络杰(Analogic)公司并在此引用参考的美国专利8,350,655描述了一种用于CT扫描仪和其他辐射成像装置的这种非接触式功率耦合装置。虽然这些非接触式功率耦合装置已经解决了滑环组件的许多前述缺点，但由于其尺寸要求(除其他因素之外)，这些非接触式功率耦合装置的制造成本通常很高。

发明内容

本申请的各方面解决了上述问题和其他问题。根据一个方面，功率耦合装置被配置成在定子和转子之间传输功率。功率耦合装置包括限定出开口的支撑结构。功率耦合装置包括芯元件，该芯元件包括铁氧体材料。芯元件被构造成容纳在支撑结构的开口内。芯元件限定出芯通道。功率耦合装置包括被构造成容纳在芯通道内的电感元件。功率耦合装置包括能拆卸地附接到支撑结构的附接结构。该附接结构被构造成将芯元件附接到支撑结构。芯元件被设置在支撑结构和附接结构之间。

根据另一方面，分段式功率耦合装置包括被配置成在定子和转子之间传输功率的多个部段。该分段式功率耦合装置包括部段，该部段包括限定出开口的支撑结构。该部段包括芯元件，该芯元件包括铁氧体材料并限定出第一侧部和第二侧部。该芯元件被构造成容纳在支撑结构的开口内。该芯元件限定出沿第一侧部被限定出的芯通道。该部段包括电感元件，该电感元件被配置成至少部分地容纳在芯通道内并且围绕芯元件从第一侧部缠绕到第二侧部。

根据又一方面，功率耦合装置被配置成在定子和转子之间传输功率。功率耦合装置包括限定出支撑构件和开口的支撑结构。功率耦合装置包括芯元件，该芯元件包括铁氧体材料并且被构造成容纳在支撑结构的开口内。该芯元件限定出芯通道并且该支撑结构的支撑构件被构造成容纳在芯通道内。功率耦合装置包括被构造成容纳在芯通道内的电感元件。支撑结构的支撑构件沿芯元件的背部面设置在电感元件和芯元件之间。

根据又一方面，分段式功率耦合装置包括被配置成在定子和转子之间传输功率的多个部段。分段式功率耦合装置包括多个部段的、被布置成限定出环的第一子组。该多个部段的第一子组包括多个第一电感元件，该多个第一电感元件限定出变压器的第一绕组。分段式功率耦合装置包括多个部段的、被布置成限定出部分环的第二子组。该多个部段的第二子组包括一个或多个第二电感元件，该一个或多个第二电感元件被布置成限定出变压器的一个或多个附加绕组。

本领域普通技术人员将在阅读和理解所附说明书后理解本申请的其他方面。

附图说明

在附图的图示中以示例而非限制的方式对本申请进行说明，在附图中，相同的附图标记表示相似的元件，并且在附图中：

图1是示出了使用诸如本文所描述的功率耦合装置的示例环境的示意性框图；

图2示出了示例性的功率耦合装置；

图3示出了用于功率耦合装置的示例性的部段；

图4示出了用于部段的示例性的芯元件；

图5示出了用于功率耦合装置的示例性的部段；

图6示出了用于功率耦合装置的、示出了芯元件的部段的横截面；

图7示出了用于功率耦合装置的、示出了相邻的芯元件之间的位置的部段的横截面；

图8示出了用于功率耦合装置的第二示例性的部段；

图9示出了用于功率耦合装置的、示出了芯元件的部段的横截面；以及

图10示出了被布置成形成变压器的第一绕组和第二绕组的示例性的部段。

具体实施方式

现在参考附图描述所要求保护的主题，在所有附图中，相同的附图标记通常始终用于表示相同的元件。在以下说明中，出于解释的目的，阐述了许多具体细节以便提供对所要求保护的主体的透彻理解。然而，显然可以在没有这些具体细节的情况下实践所要求保护的主题。在其他情况下，以框图的形式对结构和装置进行说明以便于描述所要求保护的主题。

本公开涉及一种功率耦合装置，该功率耦合装置被配置成在定子和转子之间传输功率。功率耦合装置包括限定出开口的支撑结构。包括铁氧体材料的芯元件能够容纳在支撑结构的开口内。芯元件能够限定出芯通道。电感元件(例如，绕组)可以容纳在芯通道内。例如，电感元件可以包括导电线。附接结构可以可拆卸地附接到支撑结构。

因此，如本文所述，附接结构能够将芯元件附接到支撑结构，使得芯元件相对于支撑结构保持在基本固定的位置。在该固定位置，芯元件可以被设置在支撑结构和附接结构之间。在示例中，附接结构能够与支撑结构分离使得芯元件能够与支撑结构分隔开并分离。

可以理解，根据前述设计，电感元件和芯元件可以通过附接结构被紧固或固定就位。因此，在功率耦合装置的制造中可以使用很少甚至不使用环氧树脂。此外，如将下文更详细描述地，可以使用导电材料或非导电材料制造支撑结构。通过用诸如聚合物基材料的低成本材料制造支撑结构，可以降低制造成本(例如，材料成本、人工成本等)。

在一些实施例中，功率耦合装置可以分成多个部段，这些部段能够在定子和转子之间传输功率。相应部段可以包括支撑结构和芯元件。由于制造件的尺寸减小，将功率耦合装置分成部段可以进一步降低制造成本。另外，一个或多个部段能够被选择性地拆卸和/或附接以允许向部段提供服务。

虽然在本文中可能使用单数形式以方便引入诸如“主体”、“物体”、“定子”、“转子”、“气隙”、“屏蔽罩”、“芯”、“绕组”、“中心”、“轴线”等术语，但一定会存在类似的情况，并且本公开和/或所要求保护的主题一般应理解为可适用于存在这种特征中的一个或多个的复数形式的情况。相反地，在讨论复数形式的情况下，不一定排除单数形式。此外，关于介词“之间”和“之中”的使用，除非上下文中另外清楚地指出，“之间”的使用并不一定意味着对两个物体的限制，并且“之中”的使用并不一定意味着对两个以上物体的限制。

注意，术语“非接触式”在本文中用来指在被构造成相对旋转的主体之间或之中以电感方式传输功率的能力，并且不应被理解为一定排除这些主体之间或之中的、用于其他目的的可能的接触，其他目的包括例如静电放电、数据交换或传输、机械驱动或机械支撑、制动与安全机构、如除了通过本文公开的各种类型的功率耦合装置电感传输的功率之外可能还需要的低压功率传输和/或高压功率传输等。

还应注意，在本说明书中，除非上下文中另外清楚地指出，否则术语“间隙”和“气隙”或多或少地可互换使用；尽管本文可以使用术语“气隙”，但这应被理解为仅仅是对惯例的遵守，应理解，这种间隙不限于空气，该间隙可以是真空、油和/或其他流体和/或气体，和/或是允许相对移动以完全地或部分地填充这些空间的滑动轴承和/或滚柱轴承或其它这种设计。

图1是示例环境100的图示，在该示例环境中，如本文所述的功率耦合装置可能是有用的。更具体地，图1示出了示例性的计算机断层摄影(CT)设备，该计算机断层摄影设备能够被配置成获取关于检查中的物体102的体积信息并根据该体积信息生成二维和/或三维图像。

应理解，虽然本文描述了CT设备，但是本申请并不旨在限制于此。也就是说，在实际可行的范围(包括所要求保护的主题)内，本申请旨在适用于包括转子(例如，旋转单元)与定子(例如，固定单元)和/或两个旋转单元的、其上具有功率传输的其他设备。此外，示例环境100仅仅示出了示例示意图，并且不旨在以限制的方式解释，例如必须指定本文中所描述的部件的位置、包含物和/或相对布置。例如，如图1所示的数据采集部件122可以是检查设备的转子104部分的一部分，或者例如更特别地可以是探测器阵列106的一部分。

在示例环境100中，物体检查设备108被构造成检查一个或多个物体102(例如，机场的一系列手提箱、人类患者等)。物体检查设备108能够包括转子104和定子110。在物体102检查期间，物体102能够被放置在诸如床或传送带的支撑件112上，并且通过支撑件112选择性地被安置在检查区域114(例如，转子104中的中空孔)中。当物体102位于检查区域114中时，转子104能够通过旋转器116(例如，马达、驱动轴、链条等)围绕物体102旋转。

转子104可以围绕检查区域114的一部分并且可以包括一个或多个辐射源118(例如，电离x射线源、伽马源等)以及探测器阵列106，该探测器阵列被安装在转子104的、相对于辐射源118基本上径向相对的一侧上。

在物体102检查期间，辐射源118将扇形、锥形、楔形和/或其他形状的辐射120配置发射到物体检查设备108的检查区域114中。本领域技术人员应理解，可以基本上连续地发射这种辐射和/或可以间歇地发射这种辐射(例如，发射短脉冲辐射120，然后休息一定时间，在这期间辐射源118没有被激活)。

当所发射的辐射120穿过物体102时，辐射120可因物体102的不同方面而不同地衰减。因为不同方面衰减了辐射120的不同百分比，因此可以基于衰减或基于由探测器阵列106探测到的辐射光子的数量的变化而生成图像。例如，物体102的更密集方面(诸如骨骼或金属板)可以相比较不密集的方面(例如皮肤或衣服)衰减更多的辐射120(例如，导致更少的光子撞击探测器阵列106)。

探测器阵列106被配置成将所探测到的辐射直接转换(例如，使用非晶硒和/或其他直接转换材料)和/或间接转换(例如，使用光电探测器和/或其他间接转换材料)成可以从探测器阵列106传输到数据采集部件122的信号，该数据采集部件被配置成使用本领域技术人员已知的技术(例如，合并、集成等)编译在预定时间间隔或测量间隔内传输的信号。应理解，这种测量间隔可作为“视图”供本领域技术人员参考，并且通常反应出根据辐射120产生的信号，该辐射是在辐射源118处于相对于物体102的特定角度范围时发射的。例如，基于所编译的信号，数据采集部件122能够生成表示所编译的信号的投影数据。

示例环境100进一步包括图像重构器124，该图像重构器被配置成接收由数据采集部件122输出的投影数据。图像重构器124被配置成使用合适的分析、迭代和/或其他重构技术(例如，反投影重构、断层合成重构、迭代重构等)根据投影数据生成图像数据。以这种方式，数据从投影空间被转换到图像空间，该图像空间例如为可以被观察图像的用户130更容易地理解的域。

示例环境100还包括终端126或工作站(例如，计算机)，该终端或工作站被配置成接收图像，该图像能够在监视器128上显示给用户130(例如，安全人员、医务人员等)。以这种方式，用户130能够检验图像以识别物体102内的感兴趣区域。终端126还能够被配置成接收用户输入，该用户输入可以直接操作物体检查设备108(例如，旋转速度、传送带速度等)。

在示例环境100中，控制器132可操作地耦合到终端126。在一个示例中，控制器132被配置成从终端126接收用户输入并生成用于物体检查设备108的、表示待执行操作的指令。例如，用户130可能需要重新检查物体102，并且控制器132可能发出指示支撑件112反转方向的命令(例如，将物体102带回物体检查设备102的检查区域114)。

图2示出了包括转子104和定子110的示例性的功率耦合装置200的高级横截面图(例如，沿图1中的线2-2截取)。如本文所示，转子104和定子110分别是经由平面气隙206彼此分隔开的半圆，并且如下文所述，功率被配置成在定子110和转子104之间传输。以这种方式，在示例中，例如在不使用滑环和/或电刷的情况下，可以向包括在转子或定子内的、诸如辐射源(例如图1中的118)和/或探测器阵列(例如，图1中的106)的电子部件供应功率。

在示例中，转子104和定子110分别包括三个同轴的半壳或层。例如，转子104从气隙206开始依次包括绕组208、芯210和壳体212，并且定子110从气隙206开始依次包括绕组214、芯216和支撑结构218。应理解，在各层之间，可能存在不确定厚度的间隙(例如，旨在包括零间隙的可能性)。

现在参考图3，转子104和/定子110可以被分成多个互锁部段，这些互锁部段可以被组装以形成如图2所示的滑环。图3示出了示例性的部段300的放大分解图。虽然图3中仅示出了一个部段300，但是应理解，转子104和/或定子110可以包括多个类似构造的部段。

部段300包括支撑结构302(例如，图2所示的壳体212)。支撑结构302能够在第一支撑端部304和第二支撑端部306之间非线性地(例如，沿非线性轴线)延伸。支撑结构302可以包括任意数量的材料。在可能的示例中，支撑结构302可以包括金属或非金属材料并且可以是导电的或非导电的。例如，支撑结构302可以包括塑料材料，该塑料材料例如是经由注塑工艺形成的塑料材料。

支撑结构302能够限定出在第一支撑侧部308和第二支撑侧部310之间延伸的一个或多个开口312。在示例中，支撑结构302的开口312能够被布置为第一排开口314和第二排开口316。第一排开口314能够彼此间隔开，以便被布置成在第一支撑端部304和第二支撑端部306之间非线性地延伸。在这种示例中，第一排开口314能够限定出在第一支撑侧部308和第二支撑侧部310之间穿过支撑结构302的开口。尽管可以设想任意数量的形状(例如，四边形、正方形、圆形、椭圆形等)，但第一排开口314中的开口312被示出为具有基本矩形的形状。在示例中，如图10所示，第一排开口314可以彼此间隔开以便被布置成围绕轴线圆形地延伸。

第二排开口316可以彼此间隔开，以便被布置成在第一支撑端部304和第二支撑端部306之间非线性地延伸。例如，在一些实施例中，第二排开口316和第一排开口314各自形成弧形结构，其中，由第二排开口316形成的弧形结构和由第一排开口314形成的弧形结构基本上是同轴的。此外，虽然第二排开口316中的开口312被示出为具有基本上矩形的形状，但可以设想任意数量的形状(例如，四边形、正方形、圆形、椭圆形等)。在示例中，如图10所示，第二排开口316可以彼此间隔开以便被布置成围绕轴线圆形地延伸。

在示例中，第一排开口314能够基本上平行于第二排开口316延伸。例如，第一排开口314能够被安置在更靠近支撑结构302的外侧部320的位置处。第二排开口316能够被安置在更靠近支撑结构302的内侧部322的位置处。如此，第一排开口314可以与第二排开口316分隔开一空间，该空间在第一支撑端部304和第二支撑端部306之间具有基本上恒定的距离。

在示出的示例中，支撑结构302能够部分地围绕中心轴线延伸，使得支撑结构302包括环或圆的一部分。如此，在示例中，外侧部320可以限定出支撑结构302的外径向侧部。在示例中，内侧部322可以限定出支撑结构302的内径向侧部。以这种方式，内侧部322可以位于比外侧部320更靠近中心轴线的位置处。同样地，在示例中，第二排开口316可以位于比第一排开口314更靠近中心轴线的位置处。

支撑结构302可以包括沿外侧部320延伸的外支撑壁326。支撑结构302可以包括沿内侧部322延伸的内支撑壁328。外支撑壁326能够基本上平行于内支撑壁328延伸。在示例中，外支撑壁326和内支撑壁328在第一支撑端部304和第二支撑端部306之间非线性地延伸。外支撑壁326可以位于第一排开口314的外径向侧部。内支撑壁328可以位于第二排开口316的内径向侧部。

支撑结构302包括在第一支撑端部304和第二支撑端部306之间非线性地延伸的支撑构件330。支撑构件330能够基本上平行于外支撑壁326和/或内支撑壁328延伸。在示例中，支撑构件330可以被设置在外支撑壁326和内支撑壁328之间。例如，外支撑壁326可以位于支撑构件330的第一侧部上并与支撑构件330间隔开。内支撑壁328可以位于支撑构件330的第二侧部上并与支撑构件330间隔开。在示例中，支撑构件330可以与外支撑壁326和内支撑壁328间隔开基本上相等的距离。在示例中，第一排开口314可以被限定在支撑构件330和外支撑壁326之间。在示例中，第二排开口316可以被限定在支撑构件330和内支撑壁328之间。

支撑结构302包括一个或多个中间支撑壁332。在示例中，中间支撑壁332能够在外支撑壁326和内支撑壁328之间延伸。在这种示例中，中间支撑壁332可以基本上垂直于外支撑壁326、内支撑壁328和/或支撑构件330延伸。中间支撑壁332能够在一端处的内支撑壁328与相对端处的外支撑壁326之间基本上线性地延伸。

外支撑壁326、内支撑壁328、支撑构件330以及中间支撑壁332能够限定出开口312中的至少一些开口。例如，外支撑壁326、支撑构件330以及中间支撑壁332能够限定出第一排开口314。内支撑壁328、支撑构件330以及中间支撑壁332能够限定出第二排开口316。

在示例中，支撑结构302能够可拆卸地或不可拆卸地附接到相邻部段的相邻支撑结构。例如，支撑结构302可以包括第一附接部分336和第二附接部分338。第一附接部分336包括外附接延伸部340和内附接延伸部342。外附接延伸部340从外支撑壁326的一端伸出，而内附接延伸部342从内支撑壁328的一端伸出。在示例中，外附接延伸部340基本上平行于内附接延伸部342延伸。外附接延伸部340和内附接延伸部342可以径向地间隔开以在外附接延伸部和内附接延伸部之间限定出间隙、空间、开口等。在示例中，外附接延伸部340和内附接延伸部342可以限定出开口，紧固件构造成穿过该开口被容纳。

第二附接部分338可以包括外附接通道344和内附接通道346。外附接通道344可以被限定在外支撑壁326的、与外附接延伸部340相反的一端。内附接通道346可以被限定在内支撑壁328的、与内附接延伸部342相反的一端。外附接通道344和内附接通道346限定出在外支撑壁326和内支撑壁328内形成的凹部、开口等。在示例中，外附接通道344的长度可以基本上类似于外附接延伸部340的长度。在示例中，内附接通道346的长度可以基本上类似于内附接延伸部342的长度。在一些示例中，开口能够被限定在与外附接通道344相邻的外支撑壁326内以及与内附接通道346相邻的内支撑壁328内以便容纳紧固件等。

在一些示例中，外附接延伸部340被构造成容纳在相邻的支撑结构的外附接通道内。同样地，内附接延伸部342被构造成容纳在相邻的支撑结构的内附接通道内。在这种示例中，外附接延伸部340和内附接延伸部342能够通过开口容纳紧固件，该紧固件用于将支撑结构302附接到相邻的支撑结构。

部段300包括芯元件350。应理解，图3示出了附接到支撑结构302的多个芯元件。为了说明的目的，一个芯元件350没有附接到支撑结构302并与支撑结构302间隔开。然而在操作中，芯元件350可以附接到支撑结构302。

参考图3和图4，芯元件350可以包括任意数量的、诸如为铁氧体材料的材料。芯元件350可以被构造成容纳在支撑结构302的开口312中的一个或多个中。在示例中，芯元件350限定出第一侧部352和第二侧部354。芯元件350的第一侧部352可以面向支撑结构302，而芯元件350的第二侧部354可以背离支撑结构302。

芯元件350能够限定出沿第一侧部352的芯通道356。在示例中，芯通道356能够沿第一轴线358在芯元件350的第一端部360和第二端部362之间延伸。芯通道356限定出沿芯元件350的第一侧部352形成的开口、凹槽、沟槽等。

在示例中，芯通道356可以具有沿基本上垂直于第一轴线358的第二轴线364测量的、从第一侧部352到第二侧部354的非恒定的横截面尺寸。例如，芯通道356可以具有第一通道部分366，该第一通道部分具有沿第二轴线364测量的第一通道宽度368。在这种示例中，第一通道宽度368可以足够大，使得第一通道部分366能够容纳支撑构件330。

芯通道356可以具有第二通道部分370，该第二通道部分具有沿第二轴线364测量的第二通道宽度372。在示例中，第一通道宽度368可以不同于第二通道宽度372。例如，第一通道宽度368可以小于第二通道宽度372。以这种方式，芯通道356的横截面尺寸可以从第一侧部352朝向第二侧部354减小。实际上，第二通道部分370具有比第一通道部分366的横截面尺寸(例如，第一通道宽度368)更大的横截面尺寸(例如，第二通道宽度372)。

芯通道356能够由背部面376和中间面378至少部分地限定出。中间面378可以基本上平行于背部面376延伸。在示例中，中间面378能够限定出中间平面380。芯元件350的第一侧部352能够由限定出平面384的前部面382限定出。在示例中，前部面382基本上平行于中间面378和/或背部面376延伸。

芯元件350的背部面376可以基本上平行于平面384延伸，并且可以与平面384间隔开第一距离386。中间面378可以与平面384间隔开第二距离388。在所示的示例中，第一距离386可以不同于第二距离388。例如，第一距离386可以大于第二距离388。如此，背部面376可以位于比中间面378距前部面382更远的距离处。

在示例中，背部面376可以由后壁390在相对侧(例如，上侧和下侧)界定出。在背面部376和中间面378之间延伸的后壁390可以基本上彼此平行。后壁390可以以第一通道宽度368间隔开。在示例中，后壁390基本上垂直于背部面376和/或中间面378。

中间面378可以由中间壁392在相对侧(例如，上侧和下侧)界定出。在中间面378和前部面382之间延伸的中间壁392可以基本上彼此平行。中间壁392可以由第二通道宽度372间隔开。在示例中，中间壁392基本上垂直于背部面376和/或中间面378和/或前部面382。

因此，芯元件350能够限定出第一延伸部分393和第二延伸部分394。在示例中，第一延伸部分393和第二延伸部分394能够在第一侧部352和第二侧部354之间具有基本上匹配的长度。在示例中，该长度可以大于芯元件350的、如在第一延伸部分393和第二延伸部分394之间、在中心位置处(例如在第一侧部352和第二侧部354之间)测量的长度。在所示的示例中，芯元件350可以基本为U形的，但可以设想其他可能的形状。

继续参考图3，部段300包括附接结构396。附接结构396能够可拆卸地附接到支撑结构302。在示例中，附接结构396可以被构造成将芯元件350附接到支撑结构302。例如，附接结构396可以被定位成面向芯元件350的第二侧部354。附接结构396能够被移动成与支撑结构302和芯元件350的第二侧部354接触。

附接结构396包括一个或多个附接部分398，该一个或多个附接部分398便于将附接结构396附接到支撑结构302。在可能的示例中，附接部分398包括可以容纳紧固件的开口。紧固件能够穿过附接部分398并进入支撑结构302的第二支撑侧部310中的开口，以便将附接结构396附接到支撑结构302。在其他示例中，附接部分398可以包括锁定结构，锁定结构例如为能够与支撑结构302可拆卸地接合和锁定的锁定夹、锁定突片等。在前述示例中，附接部分398能够允许将附接结构396可拆卸地附接到支撑结构302。

芯元件350能够夹在附接结构396和支撑结构302的支撑构件330之间。以这种方式，附接结构396例如能够通过附接部分398附接到支撑结构302。如此，当附接结构396附接到支撑结构302时，芯元件350能够保持就位并且处于相对于支撑结构302基本上固定的位置。在示例中，附接结构396可以选择性地从支撑结构302分离，从而允许使芯元件350从支撑结构302分离和拆卸。

部段300包括一个或多个电感元件3000。电感元件3000包括线圈，该线圈包括导电线(例如，铜线)等。以这种方式，电流能够通过电感元件3000。在示例中，电感元件3000可以面向芯元件350的第一侧部352。电感元件3000被配置为容纳在芯元件350的芯通道356内。例如，电感元件3000可以容纳在芯通道356的第二通道部分370内。如此，电感元件3000能够邻接和/或定位成邻近支撑结构302的支撑构件330。以这种方式，支撑构件330能够容纳在芯通道356的第一通道部分366内，而电感元件3000可以容纳在第二通道部分370内。

部段300包括前附接结构3002，该前附接结构可以与附接结构396径向相对地、可拆卸地附接到支撑结构302。前附接结构3002包括在第一端部3006和第二端部3008之间延伸的附接主体3004。前附接结构3002可以具有与支撑结构302的长度基本类似的长度。在一些示例中，前附接结构3002可以在第一端部3006和第二端部3008之间非线性地延伸。如此，前附接结构3002可以沿基本上与支撑结构302所延伸的弧度匹配的弧度延伸。

附接主体3004包括中心附接部分3010。中心附接部分3010沿所述弧度在第一端部3006和第二端部3008之间非线性地延伸。在示例中，当前附接结构3002附接到支撑结构302时，中心附接部分3010能够定位成邻近电感元件3000。中心附接部分3010能够基本上平行于支撑构件330延伸，其中，电感元件3000定位在支撑构件330(一侧)和中心附接部分3010(相对侧)之间。在一些示例中，中心附接部分3010能够容纳在芯通道356的第二通道部分370内。

附接主体3004包括一个或多个外附接部分3012。外附接部分3012从中心附接部分3010伸出和/或延伸。在示例中，外附接部分3012可以位于中心附接部分3010的外侧部3014上。外附接部分3012可以间隔开以在相邻的外附接部分3012之间限定出外部空间3016。在示例中，外附接部分3012可以基本上平行于支撑结构302的中间支撑壁332延伸。在该示例中，外部空间3016的尺寸能够基本上与第一排开口314的尺寸匹配。如此，外部空间3016能够与第一排开口314对齐，而外附接部分3012能够与中间支撑壁332对齐。

附接主体3004包括一个或多个内附接部分3018。内附接部分3018从中心附接部分3010伸出和/或延伸。在示例中，内附接部分3018可以位于中心附接部分3010的内侧部3020上。如此，内附接部分3018可以被定位在中心附接部分3010的与外附接部分3012相反的一侧。内附接部分3018可以间隔开以在相邻的内附接部分3018之间限定出内部空间3022。在示例中，内附接部分3018能够基本上平行于支撑结构302的中间支撑壁332延伸。在该示例中，内部空间3022的尺寸能够基本上与第一排开口314的尺寸匹配。如此，外部空间3016能够与第二排开口316对齐，而内附接部分3018能够与中间支撑壁332对齐。

外附接部分3012和内附接部分3018能够有助于将前附接结构3002附接到支撑结构302。在示例中，外附接部分3012和内附接部分3018包括能够容纳紧固件的开口。紧固件能够穿过外附接部分3012和内附接部分3018并进入支撑结构302的外支撑壁326、内支撑壁328、支撑构件330或中间支撑壁332中的一个或多个中的开口。如此，紧固件能够起到将前附接结构3002附接到支撑结构302的第一支撑侧部308的作用。在其他示例中，外附接部分3012和内附接部分3018可包括能够与支撑结构302可拆卸地接合并锁定的结构，诸如锁定夹、锁定突片等。在前述示例中，穿过外附接部分3012和内附接部分3018的紧固件能够允许将前附接结构3002可拆卸地附接到支撑结构302。

转到图5，示出了被组装的部段300的示例。在该示例中，芯元件350可以至少部分地容纳在支撑结构302的第一排开口314和第二排开口316内。例如，芯元件350的第一延伸部分393的一部分能够容纳在第一排开口314内。在示例中，芯元件350的第二延伸部分394的一部分能够容纳在第二排开口314内。

在芯元件350容纳在开口314、316内的情况下，附接结构396(例如，图3所示)能够附接到支撑结构302的第二支撑侧部310。通过将附接结构396附接到支撑结构302，芯元件350能够相对于支撑结构302保持在基本上固定的位置。芯元件350基本上可以被限制而避免被不经意地从支撑结构302移除。

在示例中，前附接结构3002能够附接到支撑结构302的第一支撑侧部308。前附接结构3002能够相对于支撑结构302和芯元件350将电感元件3000保持在基本上固定的位置。如此，电感元件3000基本上可以被限制而避免被不经意地从芯元件350的芯通道356移除。

图6示出了部段300的横截面图600(例如，沿图5中的线6-6截取)。在所示的示例中，芯元件350能够被设置在支撑结构302和附接结构396之间。例如，支撑结构302的支撑构件330可以容纳在芯元件350的芯通道356的第一通道部分366内。支撑构件330可以被设置在后壁390之间并且邻近芯元件350的背部面376。在一些示例中，当支撑构件330容纳在第一通道部分366内时，支撑构件330的面和中间面378基本上可以是共面的(例如，均沿中间平面380延伸)。如此，芯元件350的中心部分可以被设置在支撑结构302的支撑构件330和附接结构396之间。

电感元件3000能够容纳在芯通道356的第二通道部分370内。在示例中，电感元件3000可以间隔开并定位成以邻近和/或接触支撑结构302的支撑构件330的方式延伸。电感元件3000能够定位在中间壁392之间。在所示的示例中，电感元件3000可以与中间壁392间隔开。在一些示例中，电感元件3000可以被设置在中间平面380的第一侧部上，而支撑结构302的支撑构件330可以被至少部分地设置在中间平面380的第二侧部上。因此，支撑结构302的支撑构件330可以被设置在芯元件350(例如，芯元件的、由背部面376部分地限定出的中心部分)和电感元件3000之间。

在示例中，前附接结构3002能够在中间壁392之间被至少部分地设置在芯通道356的第二通道部分370内。在示例中，前附接结构3002的长度(例如，在图6中上下测量的长度)可以小于第二通道部分370的第二通道宽度372。如此，前附接结构3002能够选择性地插入第二通道部分370并从第二通道部分370移除。在示例中，前附接结构3002的面和前部面382基本上可以是共面的(例如，均沿平面384延伸)。在该示例中，电感元件3000可以被设置在前附接结构3002和支撑结构302的内支撑构件330之间。

芯元件350能够容纳在第一开口314和第二开口316内。例如，第一延伸部分393可以容纳在第一开口314内。在所示的示例中，第一延伸部分393的前部面382可以基本上与沿外支撑壁326被限定的前支撑面502是共面的。第二延伸部分394可以容纳在第二开口316内。在所示的示例中，第二延伸部分394的前部面382可以基本上与沿内支撑壁328被限定的前支撑面504是共面的。如此，在示例中，外支撑壁326的前部面、第一延伸部分393的前部面、前附接结构3002的前部面、第二延伸部分394的前部面以及内支撑壁328的前部面基本上可以是共面的。

图7示出了部段300的横截面图700(例如，沿图5中的线7-7截取)。在所示的示例中，横截面图700是在相邻的芯元件350之间截取的。前附接结构3002能够有助于将电感元件3000保持在相对于支撑结构302的固定位置。例如，电感元件3000能够定位在前附接结构3002和支撑结构302之间。

在示例中，电感元件3000能够邻近于支撑结构302的中心支撑面701延伸。中心支撑面701基本上可以是平面的并且在支撑结构302的外侧(例如，上侧)和内侧(例如，下侧)之间延伸。中心支撑面701可以基本上平行于前附接结构3002延伸，其中，前附接结构3002与中心支撑面701间隔开以在前附接结构和中心支撑面之间限定出开口。电感元件3000可以容纳在开口内，以便在前附接结构3002和中心支撑面701之间保持就位。

在所示的示例中，电感元件3000可以基本上沿支撑结构302的、在第一支撑端部304和第二支撑端部306之间的长度被支撑。例如，在相邻的芯元件350之间的适当位置处(例如，如图7所示)，电感元件3000可以在前附接结构3002和支撑结构302的中心支撑面701之间保持就位。当电感元件3000容纳在芯元件350的芯通道356内时(例如，如图6所示)，电感元件3000可以在前附接结构3002和支撑结构302的支撑构件330之间保持就位。以这种方式，电感元件3000可以保持就位并且基本上被限制而避免被不经意地从芯元件350的芯通道356移除。

转到图8，示出了第二示例性的部段800。与前面的示例一样，电感元件3000可以被至少部分地容纳在芯元件350的芯通道356内。应理解，电感元件3000至少部分地用虚线示出，因为电感元件3000被附接结构3002阻挡而无法看见。

电感元件3000能够围绕芯元件350从第一侧部352缠绕到第二侧部354(例如，图4中示出的第一侧部352和第二侧部354)。例如，电感元件3000可以在第一支撑端部304和第二支撑端部306处离开支撑结构302。电感元件3000能够围绕支撑结构302在第一绕组位置802和第二绕组位置804处缠绕。在第一绕组位置802和第二绕组位置804处，电感元件3000能够围绕支撑结构302缠绕，以便沿支撑结构302的第二支撑侧部310延伸。因此，电感元件3000能够限定出沿支撑结构302的第一支撑侧部308和第二支撑侧部310延伸的、基本上闭合的环路。

在该示例中，电感元件3000可以包括第一电感部分806和第二电感部分808。第一电感部分806可以容纳在芯元件350的芯通道356内，而第二电感部分808可以不容纳在芯通道356内。在其他实施例中，支撑结构302可包括凹口部分，第二电感部分808容纳在该凹口部分中。此外，盖可以被设置在支撑结构302的上方以在盖坐落于支撑结构302的凹口部分内时至少部分地覆盖第二电感部分808。

图9示出了部段800的横截面图900(例如，沿图8中的线9-9截取)。在所示的示例中，示出了电感元件3000的第一电感部分806和第二电感部分808的截面图。第一电感部分806可以容纳在芯通道356内，使得第一电感部分806沿芯元件350的第一侧部352延伸。第二电感部分808可以不容纳在芯通道356内。相反，第二电感部分808能够沿芯元件350的第二侧部354延伸。如此，在该示例中，芯元件350可以被设置在第一电感部分806和第二电感部分808之间。

应理解，第二电感部分808不限于沿芯元件350的第二侧部354延伸。相反，第二电感部分808可以沿芯元件350的不同侧部延伸，同时仍未容纳在芯通道356内。例如，第二电感部分808可以沿支撑结构302的上表面、沿支撑结构302的下表面等延伸。在这些示例中，第一电感部分806可以连接到第二电感部分808，使得电感元件3000限定出基本上连续的环。

转到图10，示出了功率耦合装置200。在示例中，功率耦合装置200包括被配置成在定子110和转子104之间传输功率的多个部段1000。应理解，为了说明的目的，多个部段1000中的一个以部分拆卸的状态示出，以便示出部段的各部分之间的关系。然而，在操作中，多个部段1000可以处于完全组装的状态。

在示例中，部段1000包括一个或多个部段的第一子组1002，该部段例如为具有与图3至图7所示的构造类似的构造的多个部段(例如，其中电感元件3000几乎被设置在芯元件350的一侧上)。多个部段1000中的第一子组1002能够被布置成限定出环。部段1000可以包括部段300(例如，图3所示)，其中，其他部段基本上类似于部段300。例如，部段300和多个部段1000可以包括支撑结构302、芯元件350、附接结构396、前附接结构3002等。

第一子组1002可以包括第一电感元件1004。在所示的示例中，第一电感元件1004可以基本上类似于图3所示的电感元件3000。尽管在图10所示的示例中，第一电感元件1004包括两个电感元件，但可以设想任何数量的第一电感元件1004(例如，一个或多个)。第一电感元件1004可以延伸穿过多个部段1000的支撑结构，使得第一电感元件1004能够被布置成形成环。第一电感元件1004能够以与关于图3至图7所描述的方式类似的方式相对于部段1000的支撑结构和芯元件保持就位。

第一子组1002的第一电感元件1004可以并联地耦合以限定出变压器的第一绕组906。在一些示例中，第一绕组906可以包括响应于输入电压而产生磁场的主绕组或者具有由主绕组产生的磁场引起的输出电压的次级绕组。

部段1000包括一个或多个部段的第二子组1010，该一个或多个部段例如为具有与图8和图9所示的构造类似的构造(例如，其中电感元件3000能够围绕芯元件350从第一侧部352缠绕到第二侧部)的一个或多个部段。多个部段1000的第二子组1010能够被布置成限定出部分环。也就是说，在示例中，多个部段1000的第二子组1010能够部分地围绕中心轴线(例如，z轴线)延伸，并且能够限定出非闭合的形状(例如，小于完整的环)。如此，第二子组1010能够具有第一端部和相反的第二端部，其中，第二子组1010在第一端部和第二端部之间围绕中心轴线(例如，z轴线)延伸。在示例中，多个部段1000的、限定出部分环的第二子组1010可以形成定子110或转子104中的一个。

应理解，在图10的示例中，第二子组1010包括单个部段。然而，在其他示例中，第二子组1010不受此限制并且可包括彼此相邻布置的多个部段，以便至少部分地围绕中心轴线(例如，z轴线)延伸。在一些示例中，第一子组1002和第二子组1010能够围绕公共中心轴线(例如，z轴线)延伸，使得第一子组1002和第二子组1010可以是基本上同轴的。在所示的示例中，第二子组1010能够位于邻近第一子组1002处并且可以基本上平行于第一子组1002延伸。在可能的示例中，第二子组1010可以形成类似于第一子组1002的完整的环，使得第一子组1002和第二子组1010可以基本上类似。在示例中，第二子组1010的一个或多个附加绕组中的第一绕组可以围绕第二中心轴线(例如，y轴线)缠绕。在一些示例中，第二中心轴线可以基本上垂直于中心轴线。

第二子组1010的部段可以基本上类似于第一子组1002的部段。例如，第二子组1010的部段可以包括支撑结构(例如，支撑结构302)、芯元件(例如，芯元件350)、附接结构(例如，附接结构396)、前附接结构(例如，前附接结构3002)等。

第二子组1010可以包括第二电感元件1012。在所示的示例中，第二电感元件1012可以基本上类似于关于图8和图9所示的电感元件3000。例如，第二电感元件1012可以包括第一电感部分806和第二电感部分808，该第一电感部分能够容纳在芯元件的芯通道内，该第二电感部分可不容纳在芯元件内。以这种方式，第二电感元件1012能够以与关于图8和图9所示的方式类似的方式围绕第二子组1010的部段缠绕。

应理解，尽管在图10所示的示例中，第二电感元件1012包括两个电感元件，但可以设想任意数量的第二电感元件1012(例如，一个或多个)。第二电感元件1012可以延伸穿过部段1000的第二子组1010的支撑结构，使得第二电感元件1012能够被布置成形成部分环。第二电感元件1012能够以与关于图3至图8所描述的方式类似的方式相对于支撑结构和部段1000的第二子组1010的芯元件保持就位。

第二子组1010的第二电感元件1012能够限定出变压器的第二绕组1014。在示例中，第二绕组1014可以包括主绕组或次级绕组。例如，当第一子组1002的第一绕组906包括主绕组时，第二子组1010的第二绕组1014可以包括次级绕组。在另一示例中，当第一子组1002的第一绕组906包括次级绕组时，第二子组1010的第二绕组1014可以包括初级绕组。在示例中，第二子组1010可以包括具有限定出第一附加绕组的第一电感元件的第一部段。第二子组1010可以包括具有限定出第二附加绕组的第二电感元件的第二部段。在一些示例中，第一附加绕组和第二附加绕组可以与第一绕组906电感耦合。

在操作中，可以将功率施加到电感元件中的一个上。例如，当将功率施加到第一电感元件1004时，可以产生电感场。该电感场能够在第二电感元件1012中感应出电流。在另一示例中，当将功率施加到第二电感元件1012时，可以产生感应场。该感应场能够在第一电感元件1004中感应出电流。应理解，第一电感元件1004和第二电感元件1012之间的这种功率传输将产生磁场或可以被(例如限制在其内的)芯元件350分流的磁通量。磁通量可以在芯气隙(例如，使转子与定子分隔开并允许转子相对于定子旋转的气隙)附近使芯元件350脱离。

由于部段1000，功率耦合装置200的部分的组装和/或拆卸可以是相对容易的。例如，能够通过将芯元件350插入支撑结构302的开口中并将电感元件插入到芯元件350的芯通道356中来组装部段1000。可以通过将附接结构396和前附接结构3002附接到支撑结构而将电感元件和芯元件350相对于支撑结构302保持就位。随着部段1000被部分地组装或完全组装，该部段能够通过第一附接部分336和第二附接部分338附接到相邻的部段。同样地，由于维护、更换等原因，部段1000能够容易地拆卸和分离开。

词语“示例”和/或“示例性”在本文中用于表示作为示例、实例或说明。在本文中被描述为“示例”和/或“示例性”的任何方面、设计等不一定被解释为比其他方面、设计等有利。相反，这些术语的使用旨在以具体的方式呈现概念。如本申请所使用的，术语“或”旨在表示包含性的“或”而不是排他性的“或”。也就是说，除非另有说明或能从上下文中清楚地得到，否则“X使用A或B”旨在表示任何自然的包容性排列。即，如果X使用A；X使用B或者X使用A和B两者，那么“X使用A或B”在前述的任何情况下均是满足的。另外，除非另有说明或能从上下文清楚地得到其指向单数形式，本申请和所附权利要求中使用的冠词“一个”和“一种”通常可以被解释为表示“一个(种)或多个(种)”。此外，A和B等中的至少一个通常表示A或B或A和B两者。

尽管本公开已经相对于一个或多个实施例被示出并被描述，但是本领域技术人员将能基于对本说明书和附图的阅读和理解而想到等同的变更和修改。本公开包括所有这些修改和变更，并且仅受所附权利要求的范围限制。特别地，关于由上述部件(例如，元件、资源等)执行的各种功能，除非另有说明，否则用于描述这些部件的术语旨在对应于执行所述部件的特定功能的任何部件(例如，功能上等同的)，即使在结构上不等同于执行本公开在本文中所示的示例性实施例的公开结构。类似地，所示出的动作顺序并不意味着是限制性的，使得包括相同的不同(例如，数量)动作的不同顺序旨在落入本公开的范围内。另外，虽然可能仅关于多个实施方式中的一个公开了本公开中的特定特征，但是这种特征可以与其他实施方式的、如对于任何给定或特定应用可能是期望的和有利的一个或多个其他特征组合。此外，就详细说明或权利要求中使用术语“包括”、“具有”、“包含”、“有”或其变体而言，这些术语旨在以与术语“包括”类似的方式被包括。

Claims (6)

1.一种分段式功率耦合装置，包括被配置成在定子和转子之间传输功率的多个部段，所述分段式功率耦合装置包括：

所述多个部段的、被布置成限定出环的第一子组，所述多个部段的第一子组包括：

多个第一电感元件，所述多个第一电感元件限定出变压器的第一绕组；

所述多个部段的、被布置成限定出部分环的第二子组，所述多个部段的第二子组包括：

一个或多个第二电感元件，所述一个或多个第二电感元件被布置成限定出所述变压器的一个或多个附加绕组。

2.根据权利要求1所述的分段式功率耦合装置，所述多个部段的第二子组由一个部段组成。

3.根据权利要求1所述的分段式功率耦合装置，所述第一绕组围绕中心轴线缠绕。

4.根据权利要求3所述的分段式功率耦合装置，所述一个或多个附加绕组的第一绕组围绕基本上垂直于所述中心轴线的第二中心轴线缠绕。

5.根据权利要求1所述的分段式功率耦合装置，其中，所述多个部段的第二子组包括：

第一部段，所述第一部段具有限定出第一附加绕组的第一电感元件；以及

第二部段，所述第二部段具有限定出第二附加绕组的第二电感元件。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述第一附加绕组和所述第二附加绕组与所述第一绕组电感耦合。

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