CN112309698A - 用于能量的无线电磁传输的线圈布置和设备 - Google Patents

用于能量的无线电磁传输的线圈布置和设备 Download PDF

Info

Publication number
CN112309698A
CN112309698A CN202010758516.8A CN202010758516A CN112309698A CN 112309698 A CN112309698 A CN 112309698A CN 202010758516 A CN202010758516 A CN 202010758516A CN 112309698 A CN112309698 A CN 112309698A
Authority
CN
China
Prior art keywords
coil arrangement
coil
carrier element
arrangement according
extension
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202010758516.8A
Other languages
English (en)
Inventor
杰姆·桑
克里斯托弗·沙夫霍夫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wuerth Elektronik Eisos GmbH and Co KG
Original Assignee
Wuerth Elektronik Eisos GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wuerth Elektronik Eisos GmbH and Co KG filed Critical Wuerth Elektronik Eisos GmbH and Co KG
Priority to CN202310595847.8A priority Critical patent/CN116682657A/zh
Publication of CN112309698A publication Critical patent/CN112309698A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/34Special means for preventing or reducing unwanted electric or magnetic effects, e.g. no-load losses, reactive currents, harmonics, oscillations, leakage fields
    • H01F27/36Electric or magnetic shields or screens
    • H01F27/366Electric or magnetic shields or screens made of ferromagnetic material
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/10Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling
    • H02J50/12Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling of the resonant type
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F38/00Adaptations of transformers or inductances for specific applications or functions
    • H01F38/14Inductive couplings
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/06Mounting, supporting or suspending transformers, reactors or choke coils not being of the signal type
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/28Coils; Windings; Conductive connections
    • H01F27/29Terminals; Tapping arrangements for signal inductances
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/28Coils; Windings; Conductive connections
    • H01F27/30Fastening or clamping coils, windings, or parts thereof together; Fastening or mounting coils or windings on core, casing, or other support
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/34Special means for preventing or reducing unwanted electric or magnetic effects, e.g. no-load losses, reactive currents, harmonics, oscillations, leakage fields
    • H01F27/38Auxiliary core members; Auxiliary coils or windings
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F38/00Adaptations of transformers or inductances for specific applications or functions
    • H01F38/18Rotary transformers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F5/00Coils
    • H01F5/04Arrangements of electric connections to coils, e.g. leads
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/40Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using two or more transmitting or receiving devices
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/14Plug-in electric vehicles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Near-Field Transmission Systems (AREA)
  • Coils Or Transformers For Communication (AREA)

Abstract

本发明公开了一种用于能量的无线电磁传输的线圈布置(9),其包括载体元件(14),该载体元件(14)形成主要延伸方向(15)。在该载体元件(14)上,线圈(S1到SN)在主要延伸方向(15)上接连地附接,并且相互连接。该线圈布置(9)可以容易地以灵活方式适应于可旋转部件(11)并且附接到该可旋转部件(11)。这使得对能量进行容易的无线电磁传输成为可能。

Description

用于能量的无线电磁传输的线圈布置和设备
相关申请的交叉引用
德国专利申请DE 10 2019 211 399.0的内容通过引用并入。
技术领域
本发明涉及一种线圈布置和一种用于能量的无线电磁传输的设备。此外,本发明涉及一种部件线圈布置以及一种用于产生这种部件线圈布置的方法。
背景技术
在工业设施中,通常需要在固定部件和旋转部件之间传输能量。例如,可能有必要将能量传递到旋转轴,以便将能量供应给设置在轴上的消耗器,例如传感器。能量的无线电磁传输已经被证实对于此类应用很有价值。
发明内容
本发明所基于的目的是提供一种用于能量的无线电磁传输的线圈布置,该线圈布置可以容易且灵活地用于多种可旋转部件。
该目的借助于一种用于能量的无线电磁传输的线圈布置来实现,该线圈布置具有:
-载体元件,所述载体元件形成主要延伸方向(Haupterstreckungsrichtung),和
-多个线圈,其中所述线圈中的至少一些在所述主要延伸方向上附接到所述载体元件并且相互连接。
根据本发明的线圈布置借助于环形线圈布置可以被容易和灵活地提供。为此目的,环形线圈布置或线圈布置具有在主要延伸方向上重复的结构。环形线圈布置或线圈布置优选地是模块化设计的。具体地,线圈被粘结到载体元件。根据本发明的线圈布置可以容易且灵活地与环形线圈布置分离。为此,载体元件相对于主要延伸方向横向地分开,优选在相互连接的两个线圈之间,使得载体元件或线圈布置在主要延伸方向上具有长度LU,该长度基本上对应于可旋转部件的圆周U。根据长度LU适应的线圈布置随后可以容易地围绕旋转轴线附接到部件。因此,线圈布置可以用于能量到旋转部件或从旋转部件的无线电磁传输。
环形线圈布置在主要延伸方向上具有长度L,其中以下条件适用:1m≤L≤200m,尤其是5m≤L≤100m,并且尤其是10m≤L≤50m。一定数量Z的线圈被附接到载体元件。对于数量Z,尤其以下条件适用:10≤Z≤2000,尤其是50≤Z≤1000,并且尤其是100≤Z≤500。环形线圈布置的载体元件具有相对于主要延伸方向垂直的宽度B,其中以下条件优选地适用:1≤L/B≤1000,尤其是2≤L/B≤800,并且尤其是4≤L/B≤600。环形线圈布置例如以卷筒形式卷绕和/或布置在卷筒包装中。
一种线圈布置确保了容易且灵活的使用,其中载体元件具有厚度D,其中以下条件适用:0.1mm≤D≤2.5mm,尤其是0.5mm≤D≤2mm,并且尤其是1mm≤D≤1.5mm。一方面,借助厚度D,载体元件具有足够的可变形性,以便附接到可旋转部件的弯曲表面。另一方面,厚度D确保了用于将线圈附接到载体元件的足够的稳定性。相对于载体元件表面在竖直方向上垂直地限定厚度D。
线圈布置确保了容易且灵活的使用,其中载体元件具有可变形的设计,以便布置在部件的弯曲表面上。由于载体元件以可变形的、特别是可弯曲的和/或可拉伸的方式实施,因此载体元件可以容易且灵活地适应于弯曲表面并附接至该弯曲表面。结果,线圈布置可以容易地沿着旋转部件的圆周布置。
线圈布置确保了容易且灵活的使用,其中载体元件包括铁氧体材料。铁氧体材料容易实现能量的有效传输。铁氧体材料引导、放大和/或屏蔽磁场。
线圈布置确保了容易且灵活的使用,其中用于附接到部件的附接装置被布置在载体元件的背对线圈的一侧上。使用附接装置,可以通过载体元件将线圈布置容易地附接到部件的弯曲表面。合适的附接装置是例如粘合剂或粘合剂层、双面胶带、粘合剂膜和/或接触和闭合紧固件。
线圈布置确保了容易且灵活的使用,其中载体元件包括至少一个期望的分开位置,所述至少一个期望的分开位置被布置在、尤其是在串联连接的两个线圈之间。借助于至少一个期望的分开位置,线圈布置可以与环形线圈布置以长度LU分离,该长度基本上对应于旋转部件的圆周。至少一个期望的分开位置相对于主要延伸方向横向地、尤其是垂直地延伸。至少一个期望的分开位置例如被实施为穿孔和/或凹口布置。由于至少一个期望的分开位置优选地布置在串联布置的线圈之间的事实,一方面,可以容易地消除线圈之间的接触,另一方面,可以防止线圈损坏或破坏。
线圈布置确保了容易且灵活的使用,其中载体元件包括多个期望的分开位置,所述多个期望的分开位置尤其在主要延伸方向上间隔开。借助于期望的分开位置,长度LU可以以小的模块化尺寸ΔLU适应于旋转部件的圆周U。模块化尺寸ΔLU可以借助于线圈的直径来设定。模块化尺寸ΔLU越小,线圈布置就可以在其长度LU上更精确地适应于旋转部件的圆周。由于多个期望的分开位置在主要延伸方向上间隔开的事实,载体元件可以在分别在主要延伸方向上接连布置的线圈之间被划分。优选地,载体元件分别在两个线圈之间具有期望的分开位置,所述两个线圈在主要延伸方向上彼此相邻地布置。各期望的分开位置优选地布置在串联布置的线圈之间。期望的分开位置相对于主要延伸方向横向地、尤其是垂直地延伸。期望的分开位置例如被形成为穿孔和/或凹口布置。
线圈以螺旋形状卷绕的线圈布置确保了容易且灵活地使用。由于线圈以螺旋形状卷绕的事实,线圈被实施为扁平线圈。优选地,线圈均最多具有两个绕组层,特别是精确地具有一个绕组层。线圈被附接到载体元件,使得相应的线圈轴线相对于载体元件表面基本上垂直地延伸。借助于线圈的螺旋形结构,一方面,线圈可以以容易和灵活的方式适应于可旋转部件的弯曲表面,另一方面,线圈在旋转部件上产生较小的不平衡。
一种线圈布置确保了容易且灵活地使用,其中线圈均包括两个连接接触部,两个连接接触部相对于彼此偏移一个角度α,其中以下条件适用:60°≤α≤300°,尤其是90°≤α≤270°,并且尤其是120°≤α≤240°。借助于各个线圈的两个连接接触部的布置,线圈可以在主要延伸方向上容易且灵活地接连附接到载体元件,并且可以相互连接。以下条件优选地适用于角度α:α=90°和/或α=180°。
线圈布置确保了容易且灵活的使用,其中用于形成与线圈的接触的至少一个接触元件。至少一个接触元件允许线圈容易连接。至少一个接触元件由导电材料,尤其是由金属实施。至少一个接触元件被附接、例如被粘结到载体元件。至少一个接触元件例如被实施为SMD垫。
线圈布置确保了容易且灵活的使用,其中载体元件包括至少一个期望的分开位置,所述至少一个期望的分开位置在至少一个接触元件的区域中延伸。借助于至少一个期望的分开位置在至少一个接触元件的区域中延伸的事实,线圈布置可以容易地适应于旋转部件的圆周,并且可以与彼此连接的两个线圈之间的环形线圈布置分开。优选地,在接触元件的区域中延伸的期望的分开位置分别在两个线圈之间形成,所述两个线圈串联连接并且在主要延伸方向上接连布置。
线圈布置确保了容易且灵活的使用,其中至少一个接触元件包括第一接触区域和第二接触区域,所述第一接触区域和所述第二接触区域在主要延伸方向上相互间隔开并且通过连接区域相互连接。接触区域优选相对于主要延伸方向垂直地具有比连接区域大的宽度。结果,一方面,接触区域提供用于形成与线圈接触的足够大的接触面,另一方面,连接区域允许在相互连接的两个线圈之间的环形线圈布置容易断开。载体元件优选地包括在各个连接区域中的期望的分开位置。这样允许载体元件和布置在其上并彼此连接的线圈容易断开。至少一个接触元件优选地被实施为H形。
本发明的目的还在于提供一种用于能量的无线电磁传输的设备,该设备可以以容易且灵活的方式用于多种可旋转部件。
该目的借助于一种用于能量的无线电磁传输的设备来实现,该设备具有:
-传输器单元,所述传输器单元用于传输以无线方式可传输的能量,和
-接收器单元,所述接收器单元用于接收以无线方式传输的能量,
其中,单元中的至少一个包括根据本发明的线圈布置。
根据本发明的设备的优点对应于已经针对根据本发明的线圈布置描述的优点。接收器单元优选地包括根据本发明的线圈布置,用于接收以无线方式传输到可旋转部件的能量。
本发明的目的还在于提供一种用于能量的无线电磁传输的部件线圈布置,该布置可以容易地产生。
该目的通过一种用于能量的无线电磁传输的部件线圈布置,该部件线圈布置具有:
-部件,所述部件被安装以便可围绕旋转轴线旋转,和
-根据本发明的线圈布置,其中:
--所述载体元件被附接到所述部件,并且
--所述线圈围绕所述旋转轴线进行布置。
线圈布置可以相对于其长度LU容易且灵活地适应于部件的圆周。因此,载体元件可以容易地附接到部件的弯曲表面,使得线圈绕部件的旋转轴线布置。当部件旋转时,可以通过容易的方式进行能量的无线电磁传输。根据本发明的部件线圈布置的其他优点对应于已经针对根据本发明的线圈布置描述的优点。
本发明的目的还在于提供一种方法,该方法可以容易地产生部件线圈布置。
该目的通过一种用于产生部件线圈布置的方法来实现,所述方法包括以下步骤:
-提供根据本发明的线圈布置,以及
-将载体元件附接到部件,所述部件被安装以便可围绕旋转轴线旋转,使得所述线圈围绕所述旋转轴线进行布置。
首先,优选地提供环形线圈布置。通过划分环形线圈布置,线圈布置设置有长度LU,该长度适应于部件的圆周。随后,将载体元件附接至部件,使得线圈绕旋转轴线布置。这样允许以容易的方式进行能量的无线电磁传输。根据本发明的方法的进一步优点对应于已经针对部件线圈布置或线圈布置描述的优点。
附图说明
在多个示例性实施例的以下描述中可以发现本发明的其他特征、优点和细节。在附图中:
图1示出了具有传输器单元和接收器单元的用于能量的无线电磁传输的设备的电路图,
图2示出了具有根据第一示例性实施例的线圈布置的部件线圈布置的透视图,该部件线圈布置被附接至可旋转安装的部件,
图3示出了用于产生线圈部件的环形线圈部件的透视图,
图4示出了在接触元件的区域中的线圈部件的放大透视图,
图5示出了线圈布置的俯视图,
图6示出了线圈布置的侧视图,
图7示出了根据第二示例性实施例的线圈布置的俯视图,以及
图8示出了根据第三示例性实施例的线圈布置的俯视图。
具体实施方式
下面参考图1至图6描述本发明的第一示例性实施例。用于能量的无线电磁传输的设备1包括用于传输可以以无线方式传输的能量的传输器单元2和用于接收以无线方式传输的能量的接收器单元3。传输器单元2连接到能量源4,能量源4提供交流电压U1和/或交流电流I1。接收器单元3被连接到整流器5。整流器5对由接收器单元3提供的交流电压U2和/或所提供的交流电流I2进行整流,并且向消耗器6供电。消耗器6例如被实施为测量传感器。
传输器单元2包括与初级侧电容器8串联连接的初级侧线圈7。初级侧线圈7具有电感器L1。初级侧电容器8具有电容器C1。传输器单元2是已知的和惯用的。
接收器单元3包括线圈布置9。因此,线圈布置9被布置在次级侧上。线圈布置9具有电感器L2。线圈布置9与次级侧电容器10串联连接。次级侧电容器具有电容器C2。设备1在图1中示出。
线圈布置9被附接到部件11,该部件被安装成可绕旋转轴线12旋转。部件11和与其连接的线圈布置9形成部件线圈部件13。部件11以轴的形式实施并且具有半径R。对于部件11围绕旋转轴线12的圆周U,以下条件适用:U=2·π·R,其中π是圆周率(Pi)常数。
线圈布置9包括载体元件14,该载体元件呈带状实施并限定主要延伸方向15。多个线圈S1至SN和接触元件16被附接、例如被粘结至载体元件14的第一侧。线圈S1至SN通过接触元件16相互串联连接。接触元件16由导电金属(例如,铜)制成。
线圈S1至SN以螺旋形状卷绕并且确切地具有一个绕组层。线圈S1至SN附接到承载元件14,使得相应的线圈轴线AS相对于载体元件表面垂直地延伸。线圈S1至SN均具有内部连接接触部Ai和外部连接接触部Ao。连接接触部Ai和Ao相对于彼此封闭角度α,其中以下条件适用:α180°。因此,连接接触部Ai和Ao基本上沿着笔直线延伸。连接接触部Ai和Ao以导电方式连接,例如焊接到相应的相邻接触元件16。
载体元件14具有在主要延伸方向15上的长度LU,相对于主要延伸方向15垂直的宽度B、以及相对于其表面垂直的厚度D。载体元件14以可变形的方式实施,使得载体元件14和/或线圈布置9可以绕旋转轴线12附接到部件11的曲面O,如图2中所示。以下条件优选地适用于厚度D:0.1mm≤D≤2.5mm,尤其是0.5mm≤D≤2mm,并且尤其是1mm≤D≤1.5mm。载体元件14例如优选地从可变形的铁氧体材料产生。为了将线圈布置9附接至部件11,在附接元件14的背对线圈S1至SN的一侧上布置附接装置17。附接装置17例如是粘合剂层。
接触元件16被实施成H形,并且均具有通过连接区域V彼此连接的第一接触区域K1和第二接触区域K2。接触区域K1和K2在主要延伸方向15上彼此间隔开。连接接触区域K1和K2的连接区域V相对于主要延伸方向15垂直地具有宽度BV,宽度BV小于接触区域K1和K2的宽度BK
载体元件14包括期望的分开位置T,该期望的分开位置T例如被实施为载体元件14中的穿孔和/或凹口布置。期望的分开位置T相对于主要延伸方向15垂直地延伸。期望的分开位置T均在相应接触元件16的连接区域V中的线圈S1到SN中的两个线圈之间形成。在每种情况下,两个相邻的分开位置T在主要延伸方向15上彼此间隔一长度或一个模块化尺寸ΔLU
线圈布置9在第一端部18处具有接触元件16',该接触元件仅包括一个连接区域V和与之邻接的接触区域K2。线圈布置9在第二端19处相应地包括接触元件16",该接触元件包括连接区域V和与之邻接的接触区域K1。接触元件16'、16"均对应于接触元件16的一半。
为了将线圈布置9以导电的方式连接到次级侧电容器10和整流器5,相应的连接线A1和A2被附接到接触元件16'和16"。连接线A1和A2例如被焊接到接触元件16'和16"。连接线A1和A2相对于主要延伸方向15横向延伸。
线圈布置9以模块化方式实施。线圈布置9包括线圈模块M1到MN。N表示线圈模块的数量,在本示例性实施例中,线圈模块的数量等于线圈S1至SN的数量。线圈模块M1到MN均具有在主要延伸方向15上的长度ΔLU。相邻的线圈模块M1到MN通过期望的分开位置T相互界定。
以下条件适用于长度LU:LU=N·ΔLU。长度LU适应于部件11的圆周U。特别地,以下条件适用:0.8·U≤LU≤U,尤其是0.9·U≤LU≤0.99·U,并且尤其是0.95·U≤LU≤0.98·U。
部件线圈布置13的产生如下所示:
线圈布置9与环形线圈布置20断开连接。环形线圈布置20被示于图3中。环形线圈布置20包括多个线圈模块M1至MK,其中,K表示环形线圈布置20的线圈模块的数量。以下条件适用于数量K:K>N,尤其是K>>N。环形线圈布置20在主要延伸方向15上具有长度L,在此以下条件适用:L>LU,尤其是L>>LU。环形线圈布置20的附接装置17例如由隔离层覆盖,使得环形线圈布置20可以作为卷轴和/或以卷轴包装被安装。
将期望数量的线圈模块N与环形线圈布置20断开连接,使得由此产生的线圈布置9具有期望的长度LU。为了执行断开连接,在相关的接触元件16的情况下,在线圈模块MN和MN+1之间的期望的分开位置T处切割载体元件14,使得线圈布置9包括线圈模块M1至MN和接触元件16"。
为了附接的目的,去除分离层,使得线圈布置9的附接装置17被暴露。线圈布置9随后被附接到部件11的表面O,使得在主要延伸方向15上接连布置的线圈S1至SN围绕旋转轴线12布置。然后,将连接线A1和A2连接到接触元件16'和16",并且将连接线A1和A2连接到次级侧电容器10和整流器5。
在设备1正在操作的情况下,能量通过固定的传输器单元2电磁地传输到接收器单元3。通过部件线圈布置13容易且有效地进行能量到旋转部件11的传输。传输的能量经由整流器5供应到消耗器6。
本发明的第二示例性实施例在下面参考图7进行描述。与前述的示例性实施例相反,线圈布置9被实施为两排。在载体元件14上,线圈S1至SN沿主要延伸方向15接连布置,并且借助于接触元件16彼此串联连接。除了线圈S1至SN外,还可以在载体元件14上布置另外的线圈S1'至SN'。线圈S1'至SN'沿主要延伸方向15接连布置,并且借助于接触元件16彼此串联连接。因此,由期望的分开位置T界定的线圈模块M1至MN均具有两个线圈S1、S1'至SN、SN'。在第一端18处,线圈S1、S1'通过接触元件16'连接到第一连接线A1。以相应的方式,线圈SN、SN'在第二端19处通过接触元件16"连接到第二连接线A2。因此,线圈S1至SN和S1'至SN'的串联通过连接线A1和A2并联连接。关于部件线圈布置13的进一步的设计和进一步的功能以及产生方法,参考前述的示例性实施例。
本发明的第三示例性实施例在下面参照图8进行描述。与前述的示例性实施例相反,线圈布置9包括线圈S1、S1'到SN、SN'的蜿蜒串联连接。因此,由期望的分开位置T界定的线圈模块M1至MN均具有两个线圈S1、S1'至SN、SN'。为了形成蜿蜒串联连接,以下条件适用于连接触点Ai和Ao之间的角度α:α90°。各个线圈模块M1至MN的线圈S1、S1'至SN、SN'以导电方式彼此连接。为此,线圈S1、S1'至SN、SN'例如由公共线材制成和/或焊接至公共接触元件。连接线A1和A2连接到接触元件16'和16"。关于部件线圈布置13的进一步设计和进一步的功能以及产生方法,参考前述的示例性实施例。
以下条件通常适用:
设备1用于能量的无线传输并且用于向旋转部件11供应电能。为此,线圈布置9被附接到旋转部件11。借助于环形线圈布置20可以容易且灵活地提供线圈布置9。环形线圈布置20是模块化设计的,使得线圈布置9可以通过与环形线圈布置20断开连接而设置有期望数量的线圈模块和期望长度。因此,环形线圈布置20形成环形线圈阵列。特别地,通过将线圈实施为扁平线圈并且借助于可变形的载体元件14,线圈布置9可以容易地附接到旋转部件11的弯曲表面。线圈模块的长度ΔLU可以通过扁平线圈的直径来设定。长度ΔLU越小,线圈布置9在其长度LU中可以更精确地适应于旋转部件11的范围。
线圈布置9可以被实施为单排或多排。载体元件14可以由铁氧体材料和/或一些其他柔性载体材料制成。线圈可以形成串联电路和/或并联电路。
在工业设施中,线圈布置9可以容易且灵活地适应于旋转部件11特别是旋转轴,用于信号和/或能量的传输。因此,用于工业设施中的电磁能量传输的设备1能够容易且快速地修理,并且能够使停机时间最小化。

Claims (21)

1.一种用于能量的无线电磁传输的线圈布置,所述线圈布置具有:
-载体元件(14),所述载体元件(14)形成主要延伸方向(15),和
-多个线圈(S1到SN;S1到SN,S1'到SN'),其中所述线圈(S1到SN;S1到SN,S1'到SN')中的至少一些在所述主要延伸方向(15)上附接到所述载体元件(14)并且相互连接。
2.根据权利要求1所述的线圈布置,其特征在于,
所述载体元件(14)具有厚度D,其中以下条件适用:0.1mmD2.5mm。
3.根据权利要求1所述的线圈布置,其特征在于,
所述载体元件(14)具有厚度D,其中以下条件适用:0.5mmD2mm。
4.根据权利要求1所述的线圈布置,其特征在于,
所述载体元件(14)具有厚度D,其中以下条件适用:1mmD1.5mm。
5.根据权利要求1所述的线圈布置,其特征在于,
所述载体元件(14)具有用于布置在部件(11)的弯曲表面(O)上的可变形的设计。
6.根据权利要求1所述的线圈布置,其特征在于,
所述载体元件(14)包括铁氧体材料。
7.根据权利要求1所述的线圈布置,其特征在于,
用于附接到部件(11)的附接装置(17)被布置在所述载体元件(14)的背对所述线圈(S1到SN;S1到SN,S1'到SN')的一侧上。
8.根据权利要求1所述的线圈布置,其特征在于,
所述载体元件(14)包括至少一个期望的分开位置(T)。
9.根据权利要求8所述的线圈布置,其特征在于,
所述至少一个期望的分开位置(T)被布置在串联连接的线圈之间。
10.根据权利要求1所述的线圈布置,其特征在于,
所述载体元件(14)包括多个期望的分开位置(T)。
11.根据权利要求10所述的线圈布置,其特征在于,
所述多个期望的分开位置(T)在所述主要延伸方向(15)上被间隔开。
12.根据权利要求1所述的线圈布置,其特征在于,
所述线圈(S1到SN;S1到SN,S1'到SN')以螺旋形状卷绕。
13.根据权利要求1所述的线圈布置,其特征在于,
所述线圈(S1到SN;S1到SN,S1'到SN')均包括两个连接接触部(Ai,Ao),所述两个连接接触部(Ai,Ao)被布置成相对于彼此偏移角度α,其中以下条件适用:60°α300°。
14.根据权利要求1所述的线圈布置,其特征在于,
所述线圈(S1到SN;S1到SN,S1'到SN')均包括两个连接接触部(Ai,Ao),所述两个连接接触部(Ai,Ao)被布置成相对于彼此偏移角度α,其中以下条件适用:90°α270°。
15.根据权利要求1所述的线圈布置,其特征在于,
所述线圈(S1到SN;S1到SN,S1'到SN')均包括两个连接接触部(Ai,Ao),所述两个连接接触部(Ai,Ao)被布置成相对于彼此偏移角度α,其中以下条件适用:120°α240°。
16.根据权利要求1所述的线圈布置,其特征在于,
用于与线圈(S1到SN;S1到SN,S1'到SN')形成接触的至少一个接触元件(16)被布置在所述载体元件(14)上。
17.根据权利要求16所述的线圈布置,其特征在于,
所述载体元件(14)包括至少一个期望的分开位置(T),所述至少一个期望的分开位置(T)在所述至少一个接触元件(16)的区域中延伸。
18.根据权利要求16所述的线圈布置,其特征在于,
所述至少一个接触元件(16)包括第一接触区域(K1)和第二接触区域(K2),所述第一接触区域(K1)和所述第二接触区域(K2)在所述主要延伸方向(15)上相互间隔开并且通过连接区域(V)相互连接。
19.一种用于能量的无线电磁传输的设备,所述设备具有:
-传输器单元(2),所述传输器单元(2)用于传输以无线方式可传输的能量,以及
-接收器单元(3),所述接收器单元(3)用于接收以无线方式传输的能量,
其中,所述单元(2,3)中的至少一个包括用于能量的无线电磁传输的线圈布置(9),所述线圈布置(9)具有:
-载体元件(14),所述载体元件(14)形成主要延伸方向(15),和
-多个线圈(S1到SN;S1到SN,S1'到SN'),其中所述线圈(S1到SN;S1到SN,S1'到SN')中的至少一些在所述主要延伸方向(15)上附接到所述载体元件(14)并且相互连接。
20.一种用于能量的无线电磁传输的部件线圈布置,所述部件线圈布置具有:
-部件(11),所述部件(11)被安装以便可围绕旋转轴线(12)旋转,和
-用于能量的无线电磁传输的线圈布置(9),所述线圈布置(9)具有:
--载体元件(14),所述载体元件(14)形成主要延伸方向(15),和
--多个线圈(S1到SN;S1到SN,S1'到SN'),其中所述线圈(S1到SN;S1到SN,S1'到SN')中的至少一些在所述主要延伸方向(15)上附接到所述载体元件(14)并且相互连接,
其中,
--所述载体元件(14)被附接到所述部件(11),并且
--所述线圈(S1到SN;S1到SN,S1'到SN')围绕所述旋转轴线(12)进行布置。
21.一种用于产生部件线圈布置的方法,所述方法包括以下布置:
-提供用于能量的无线电磁传输的线圈布置(9),所述线圈布置(9)具有:
--载体元件(14),所述载体元件(14)形成主要延伸方向(15),和
--多个线圈(S1到SN;S1到SN,S1'到SN'),其中所述线圈(S1到SN;S1到SN,S1'到SN')中的至少一些在所述主要延伸方向(15)上附接到所述载体元件(14)并且相互连接,
并且
-将所述载体元件(14)附接到部件(11),所述部件(11)被安装以便可围绕旋转轴线(12)旋转,使得所述线圈(S1到SN;S1到SN,S1'到SN')围绕所述旋转轴线(12)进行布置。
CN202010758516.8A 2019-07-31 2020-07-31 用于能量的无线电磁传输的线圈布置和设备 Pending CN112309698A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310595847.8A CN116682657A (zh) 2019-07-31 2020-07-31 用于能量的无线电磁传输的线圈布置和设备

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019211399.0A DE102019211399A1 (de) 2019-07-31 2019-07-31 Spulen-Anordnung und Vorrichtung zur drahtlosen elektromagnetischen Energieübertragung
DE102019211399.0 2019-07-31

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202310595847.8A Division CN116682657A (zh) 2019-07-31 2020-07-31 用于能量的无线电磁传输的线圈布置和设备

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112309698A true CN112309698A (zh) 2021-02-02

Family

ID=71833190

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010758516.8A Pending CN112309698A (zh) 2019-07-31 2020-07-31 用于能量的无线电磁传输的线圈布置和设备
CN202310595847.8A Pending CN116682657A (zh) 2019-07-31 2020-07-31 用于能量的无线电磁传输的线圈布置和设备

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202310595847.8A Pending CN116682657A (zh) 2019-07-31 2020-07-31 用于能量的无线电磁传输的线圈布置和设备

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11715978B2 (zh)
EP (1) EP3772072B1 (zh)
JP (1) JP7236412B2 (zh)
CN (2) CN112309698A (zh)
DE (1) DE102019211399A1 (zh)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19948454A1 (de) * 1999-10-08 2001-05-17 Kostal Leopold Gmbh & Co Kg Folienleiter mit einem einem Gegenstück definiert zuzuordnenden Kopplungsbereich
CN101310346A (zh) * 2005-12-07 2008-11-19 胜美达集团株式会社 可挠性线圈
US20090096413A1 (en) * 2006-01-31 2009-04-16 Mojo Mobility, Inc. System and method for inductive charging of portable devices
JP2011101485A (ja) * 2009-11-05 2011-05-19 Kyushu Kyohan:Kk 非接触連続給電装置
CN102906832A (zh) * 2010-05-28 2013-01-30 皇家飞利浦电子股份有限公司 用于在模块化电力传输系统中使用的发射器模块
JP2016063683A (ja) * 2014-09-19 2016-04-25 株式会社 日立産業制御ソリューションズ ワイヤレス電力伝送装置、回転体センシング装置および受電コイル薄膜基板

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS583365B2 (ja) 1977-12-14 1983-01-21 日立化成工業株式会社 多層プリント線輪
JPS58124918U (ja) * 1982-02-17 1983-08-25 オリンパス光学工業株式会社 積層形プリントコイル基板
JPH01212131A (ja) * 1988-02-19 1989-08-25 Nippon Syst Kenkyusho:Kk 分割コイル型同軸カプラを用いた伝送装置
US20100219183A1 (en) * 2007-11-19 2010-09-02 Powermat Ltd. System for inductive power provision within a bounding surface
JP4698702B2 (ja) * 2008-05-22 2011-06-08 三菱電機株式会社 電子機器
JP5373375B2 (ja) * 2008-07-10 2013-12-18 ミネベア株式会社 スピンドルモータ
US8543190B2 (en) * 2010-07-30 2013-09-24 Medtronic, Inc. Inductive coil device on flexible substrate
US9072398B2 (en) * 2011-11-21 2015-07-07 Jackson Global Pte. Ltd. Motor-driven curtain or blind assembly
JP5077476B1 (ja) * 2011-12-07 2012-11-21 パナソニック株式会社 非接触充電モジュール及びそれを備えた携帯端末
JP5965148B2 (ja) * 2012-01-05 2016-08-03 日東電工株式会社 無線電力伝送を用いたモバイル端末用受電モジュール及び当該モバイル端末用受電モジュールを備えたモバイル端末用充電池
MY166333A (en) * 2012-04-30 2018-06-25 Telekom Malaysia Berhad A tunable coil antenna
US9799448B2 (en) * 2013-10-03 2017-10-24 Power Gold LLC Inductor, transformer, and method
AT515624A1 (de) * 2014-03-31 2015-10-15 Kny Design Gmbh System zur drahtlosen Energieübertragung
CN105322664B (zh) * 2014-08-01 2018-04-10 三星电机株式会社 无线电力发送器
TW201638980A (zh) * 2015-04-30 2016-11-01 介面光電股份有限公司 薄膜線圈元件及其適用之可撓式無線充電裝置與系統
KR101831860B1 (ko) 2016-05-31 2018-02-26 에스케이씨 주식회사 안테나 소자 및 이의 제조방법
US10074891B2 (en) * 2016-09-02 2018-09-11 AQ Corporation Smartphone antenna in flexible PCB
US11264837B2 (en) * 2017-02-13 2022-03-01 Nucurrent, Inc. Transmitting base with antenna having magnetic shielding panes
JP6712337B2 (ja) * 2018-06-07 2020-06-17 光電子株式会社 受電装置、実験動物生体情報取得装置及び実験動物生体情報取得システム
JP7169897B2 (ja) * 2019-02-12 2022-11-11 株式会社日立製作所 受電ユニット、送電ユニット及び無線給電装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19948454A1 (de) * 1999-10-08 2001-05-17 Kostal Leopold Gmbh & Co Kg Folienleiter mit einem einem Gegenstück definiert zuzuordnenden Kopplungsbereich
CN101310346A (zh) * 2005-12-07 2008-11-19 胜美达集团株式会社 可挠性线圈
US20090096413A1 (en) * 2006-01-31 2009-04-16 Mojo Mobility, Inc. System and method for inductive charging of portable devices
JP2011101485A (ja) * 2009-11-05 2011-05-19 Kyushu Kyohan:Kk 非接触連続給電装置
CN102906832A (zh) * 2010-05-28 2013-01-30 皇家飞利浦电子股份有限公司 用于在模块化电力传输系统中使用的发射器模块
JP2016063683A (ja) * 2014-09-19 2016-04-25 株式会社 日立産業制御ソリューションズ ワイヤレス電力伝送装置、回転体センシング装置および受電コイル薄膜基板

Also Published As

Publication number Publication date
US20210036552A1 (en) 2021-02-04
JP7236412B2 (ja) 2023-03-09
EP3772072A1 (de) 2021-02-03
CN116682657A (zh) 2023-09-01
DE102019211399A1 (de) 2021-02-04
EP3772072B1 (de) 2022-01-26
JP2021027346A (ja) 2021-02-22
US11715978B2 (en) 2023-08-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10404091B2 (en) Coil substrate
US10373757B2 (en) Printed circuit board, antenna, and wireless charging device
DK2546843T3 (en) Magnetic element for wireless power transfer and power supply arrangement
CN106898474B (zh) 线圈组件
US10673131B2 (en) Coil assembly
US7511454B1 (en) Battery label with wireless battery charging circuit
US9711272B2 (en) Printed circuit for wireless power transfer
US10644754B2 (en) Wirelessly charged devices
US4939400A (en) Transmission apparatus having split-coil type coaxial coupler
US20100141369A1 (en) Planar Inductor
WO2013179866A1 (ja) アンテナ装置及び無線通信装置
JP4127935B2 (ja) 信号及び電源伝送装置並びにロータリージョイント
US11069966B2 (en) Wire embedding head for forming antenna cable comprising multiple wires
JP2011101485A (ja) 非接触連続給電装置
JP4935119B2 (ja) 非接触式データキャリア用磁性体シート及びこれを用いた非接触式データキャリア
CN112309698A (zh) 用于能量的无线电磁传输的线圈布置和设备
JP6499723B2 (ja) 非接触給電装置、コイルおよびコイルの製造方法
JP2012235050A (ja) アンテナ、送電装置および非接触電力伝送システム
JP2000150276A (ja) 電源伝送装置及びロータリージョイント
JP2001044715A (ja) 信号伝送基板及び信号伝送装置
CN209046370U (zh) 适用不同轴径转轴无线感应供电的平面并联线圈装置
TW201639271A (zh) 線圈、天線裝置、非接觸供電模組、電子機器及非接觸供電系統
US10699837B2 (en) PCB inductive coupling for torque monitoring system
US20190131057A1 (en) Coil assembly with multiple coil wirings
CN109088482A (zh) 适用不同轴径转轴无线感应供电的平面并联线圈装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination