[发明专利]一种具有阻磁缝隙的耦合机构及其参数设计方法

说明书

本发明公开了一种具有阻磁缝隙的耦合机构及其参数设计方法，属于磁耦合传输技术领域，包括发射线圈和磁芯，发射线圈主体平面贴合于磁芯上表面，发射线圈由一根利兹线按照Q型线圈与DD线圈相结合的形式一体绕制而成，在磁芯上开设有过孔，通过设置的过孔，使发射线圈主体贴合磁芯，同时不增加发射线圈整体厚度，在磁芯的每一个过孔上沿着孔壁开设有阻磁缝隙，阻磁缝隙贯穿于磁芯的上下表面，通过设置的阻磁缝隙，使阻磁缝隙能够阻断位于磁芯中由过孔中线圈产生的循环磁通，从而避免形成涡流产生发热情形，可以明显改善耦合机构磁芯局部问题，且不会影响系统耦合系数和传输性能。

技术领域

本发明属于磁耦合传输技术领域，更具体地说，特别涉及一种具有阻磁缝隙的耦合机构及其参数设计方法。

背景技术

磁芯是指由各种氧化铁混合物组成的一种烧结磁性金属氧化物，在电感线圈的磁路中设置导磁物质体(磁芯)，可以增加电磁体的磁感应强度。

在一些线圈和磁芯配合的耦合机构中，如图1所示，为了结构或者体积等因素考虑，线圈需要穿过磁芯，由于磁性元件在变化的磁场作用下产生通过磁芯的交变磁通而产生感应电流，该电流呈旋涡状流动，因此叫做涡流。又因为磁性元件的电阻率并非无穷大，磁性导体具有一定的电阻值存在，涡流流过该磁芯电阻产生磁芯发热的热量即涡流损耗，即产生的涡流效应使得磁芯发热，若不顾及这些温度，则势必会影响耦合机构安全性。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种具有阻磁缝隙的耦合机构及其参数设计方法，以解决背景技术中的技术问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种具有阻磁缝隙的耦合机构及其参数设计方法，包括发射线圈和磁芯，其关键在于：所述发射线圈主体平面贴合于所述磁芯上表面，所述发射线圈由一根利兹线按照Q型线圈与DD线圈相结合的形式一体绕制而成；

在所述磁芯上开设有过孔，发射线圈的一端通过第一过孔从所述磁芯的下表面穿设至上表面并由外向内逐匝绕制形成所述Q型线圈；所述Q型线圈的末端通过第二过孔穿设至所述磁芯的下表面并从第三过孔返回到所述磁芯的上表面，然后按照第一绕向由内向外逐匝绕制形成第一D型子线圈，所述第一D型子线圈的末端再向外延伸并按照第二绕向由外向内逐匝绕制形成第二D型子线圈，所述第二D型子线圈的末端再从第四过孔穿过所述磁芯并在磁芯的下表面形成发射线圈的另一端；

在所述磁芯的每一个过孔上沿着孔壁开设有阻磁缝隙，所述阻磁缝隙贯穿于所述磁芯的上下表面。

作为本发明的优选技术方案，所述阻磁缝隙呈十字型。

作为本发明的优选技术方案，所述阻磁缝隙宽度为8mm。

作为本发明的优选技术方案，所述阻磁缝隙长度32cm。

作为本发明的优选技术方案，在所述磁芯的下表面还贴合有铝板。

作为本发明的优选技术方案，所述铝板上设置有散热通道。

作为本发明的优选技术方案，所述散热通道上设置有散热风扇。

作为本发明的优选技术方案，所述铝板上设置有散热鳍片。

作为本发明的优选技术方案，在所述铝板的底部设置有逆变补偿层。

为了实现目的，本发明还提供一种具有阻磁缝隙的耦合机构参数设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：确定发射线圈激励电流，根据耦合机构的最大耦合系数，选择阻磁缝隙类型；

S2：逐步增加阻磁缝隙宽度，通过仿真观察磁芯平均磁通量的变化情况，根据磁芯平均磁通量的变化情况选择阻磁缝隙宽度；

S3：逐步增加阻磁缝隙长度，通过仿真观察磁芯平均磁通量的变化情况，根据磁芯平均磁通量的变化情况选择阻磁缝隙长度。