[发明专利]旋转式电力变压器

说明书

技术领域

本发明涉及特别用于传输高压电力的非接触旋转式接头，也称作旋转式电力变压器。这种非接触旋转式接头可以用于CT扫描仪中。 

背景技术

在美国专利US7,197,113B1中公开了一种包括感应式功率耦合器的非接触旋转式接头。这种旋转式接头能够将几百千瓦的电力从固定部分传递至旋转部分。这种旋转式接头具有用于引导磁场的厚镀层热浸镀锌铁皮磁芯或铁氧体磁芯。例如，在CT扫描仪中，需要直径大于一米的空孔。因此，这种旋转式接头的内径可能大于一米，需要巨大结实的机械支撑结构。 

欧洲专利公开文献EP1481407B1公开了一种旋转式变压器，其绕组形式由保持在U-形环中的多个成形部件构成。 

发明内容

本发明将解决的问题是通过简化机械设计、增加耐用性、经受大离心力的能力以及可靠性且同时减少重量来改进旋转式电力变压器。 

在独立权利要求中描述了对该问题的解决方案。从属权利要求涉及对本发明的进一步改进。 

旋转式电力变压器具有固定部分和旋转部分。本文中示出了这些部件的基本结构和功能。通常，优选的是，当旋转式变压器为对称时，具有基本上相同的固定部件和旋转部件。当然，这些部件可以有所区分以满足固定部件或旋转部件的特定需要，例如便于安装至机器。固 定部件和旋转部件中至少之一、优选两者都基于优选为环形的主体。其形状可以为盘形或鼓形。主体的主要功能是向旋转式电力变压器的电磁部件提供稳定的支撑。主体还可以由机器的部件所支撑，例如CT扫描仪，电力变压器集成在其中。主体可以由例如铝的金属或者优选进一步加强的塑料材料而制成。优选的是，使用电绝缘和非磁性材料制成该主体。主体优选具有圆形。其还可以具有适应于机器的不同形状。 

根据第一实施例，提供了金属或塑料材料制成的多个变压器区段。每段具有包括铁氧体或铁材料的至少一个矩形软磁芯。优选地，软磁芯是用于电力变压器的具有矩形横截面的标准铁氧体磁芯。芯可以是E形或U形芯。E形芯是优选的，因为它们提供了更好的磁耦合和更低的磁杂散场。每段还提供了用于固定至少一个绕组的至少一个绕圈的部件。优选地，变压器区段具有将软磁芯固定在预定位置的部件。这些变压器区段允许简单地组装旋转式变压器。首先，软磁芯可以插入变压器区段中。任选地，可以在变压器区段内调节软磁芯的位置。随后，变压器区段可以连接至主体或者多个变压器区段可以连接在一起以形成主体。在后一情况下，变压器区段必须具有主体所需的一定的最小稳定性。在下一步骤中，可以将绕组插入变压器区段中。在组装绕组之后，变压器区段可以被铸造以增加机械稳定性和电绝缘性。变压器可以包括一个或多个绕组，每一个包括一个或多个绕圈。在优选实施例中，提供了盖，用于将绕组固定在合适的位置。为了终止绕组并且尤其为了使得绕组的方向偏离磁芯，可以提供终止区段。优选地是，由胶或环氧树脂或类似材料将软磁芯固定在段中。更优选地是，这些区段固定至少两组软磁芯和绕组用于双电力传输，例如在两个电力通道的同时传输。可以实现甚至更大量的通道。根据该实施例的另一修改方案中，变压器区段包括至少两个部件。第一部件保持软磁芯，而第二部件保持绕组。两个部件组装在一起以获得变压器区段。 

在另一实施例中，主体具有环形凹槽，用于保持变压器的磁部件和电部件。矩形的且包括铁氧体或铁材料的软磁芯位于凹槽中。优选 地，软磁芯是用于具有矩形横截面的电力变压器的标准铁氧体磁芯。芯可以是E形或U形芯。E形芯是优选的，因为它们提供了更好的磁耦合和更低的磁杂散场。为了使得矩形软磁芯适于凹槽的环形，提供了楔形间隔件。优选地，在每两个软磁芯之间插入一个间隔件。在该实施例中，区段可以包括一个软磁芯和间隔件。间隔件还可以由主体的材料制成或加工成。 

在磁芯中或上提供至少一个绕组，产生磁场，用于在固定部件和旋转部件之间形成耦合。一般地，绕组可以包括多根线，优选为绞合线。绕组通常设置在环形凹槽中，并且由软磁芯围绕。 

为了终止和电连接至少一个绕组，提供终止模块。该终止模块可以向绕组或绕组的各根线提供电触点。还可以将绕组或其线从平行于环形凹槽的第一方向偏转至外部连接器。终止模块还可以具有用于互相连接绕组的部件。 

通常优选的是，如果绕组没有填满软磁芯中的整个空间。绕组应当保持远离杆状件的外表面，因为优选发生在软磁芯之间的气隙中的磁杂散场可以穿过绕组，并且在其中引起损耗。 

软磁芯可以具有至少一个孔或凹槽，优选位于中心杆状件下方，以将软磁芯固定至主体。该孔或凹槽可以用于在主体处从下方插入螺杆或螺钉或者在主体上插有杆状件。