用于无接触能量传输的电感器导体及其在车辆上的应用制造技术

本发明专利技术涉及一种用于从至少一个第一装置到至少一个第二装置，例如从行车线路的电流供应装置到磁悬浮列车，无接触传输电能的电感器导体(1)。电感器导体(1)具有多个单导体(7)，所述单导体沿着纵向(6)布置。在沿着单导体(7)的纵向(6)的周期性重复的区域(11，12)中将单导体(7)划分为至少两个空间上互相分离的部分(8)并且与未划分的单导体(7)相邻布置，由此形成电容器。此外，本发明专利技术还涉及一种用于例如在车辆中使用电感器导体(1)的方法，其中电感器导体(1)作为变压器的初级绕组起作用。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于从至少一个第一装置到至少一个第二装置无接触传输电能的电感器导体。电感器导体具有多个单导体，所述单导体分别由电绝缘体部分地或完全地包围并且所述单导体沿着纵向布置。此外，本专利技术还涉及一种使用电感器导体的方法。
技术介绍
对于车辆上牵引和/或辅助驱动供电的电能的无接触传输按照电磁相互作用基本原理进行。系统如通常的变压器那样工作。在变压器中初级和次级电路位于一个共同的封闭的铁磁性的铁芯上，在目前实施的无接触供能系统中(例如Vahle CPS、或hductive Power Supply Transrapid TR 09)初级绕组沿着行车路径实施为长的导体回路并且次级绕组安装在包围(“Pick up，拾取”)该导体回路的打开的铁磁性铁芯上。无接触能量传输要求磁场，该磁场通过在初级部分的导体回路中的电流保障。通过逆变器以尽可能高的频率进行馈入，以便尽可能小地保持电感的体积。为了补偿导体回路的电感，将电容器以有规律的距离与串联振荡电路串联连接。该串联振荡电路被调谐到运行频率，例如20kHz并且在该频率下对于馈入显示纯欧姆负载。采用的离散实施的电容器由于在外部区域中通常的环境条件、由于其温度依赖性和由于老化而导致振荡电路的失谐。此外，电容器的故障还导致在所涉及的片段中的车载能量传输系统(Bordenergieiibertragungssystem)故障。
技术实现思路
按照本专利技术的用于从至少一个第一装置无接触传输电能到至少一个第二装置的电感器导体的技术问题是，能够对于电感器导体的纯欧姆特性弃用离散电容器并且能够在降低维护开销的同时提高电感器导体的或在使用电感器导体的条件下构造的无接触能量传输系统的稳健性和由此的可靠性。此外，按照本专利技术的用于使用电感器导体的方法的技术问题是提供一种对装置无接触供以能量的简单、稳定并低成本的可能性。关于用于从至少一个第一装置无接触传输电能到至少一个第二装置的电感器导体的所述技术问题通过权利要求1的特征来解决，并且关于用于使用电感器导体的方法的技术问题通过权利要求12的特征来解决。按照本专利技术的用于从至少一个第一装置无接触传输电能到至少一个第二装置的电感器导体的和用于使用电感器导体的方法的有利构造从分别对应的从属权利要求中得到。在此可以将主权利要求的特征与从权利要求的特征组合和/或将从属权利要求的特征互相组合。按照本专利技术的用于从至少一个第一装置无接触传输电能到至少一个第二装置的电感器导体具有多个单导体。单导体分别由电绝缘体部分地或完全地包围并且沿着纵轴布置。在沿着单导体的纵向的至少一个周期性重复的第一区域中将至少一个单导体划分为至少两个空间上互相分离的部分。该至少两个部分分别机械地经由不导电的绝缘桥互相连接。通过被划分的部分形成电容，所述电容能够补偿单导体的电感。形成串联振荡电路，该串联振荡电路例如通过选择长度和通过选择在区域中被划分的和未被划分的单导体的距离以及通过其横截面和绝缘材料可以被调谐到运行频率，例如20kHz。电感器导体由此可以表示纯欧姆的负载，而无需将附加的离散电容器嵌入到电感器导体中。由此可以防止在离散电容器例如由于环境影响而老化的情况下发生振荡电路的失谐或可以在时间上延迟这种效应。这样在降低对于电感器导体的维护开销的同时提高电能从至少一个第一装置到至少一个第二装置的无接触传输的稳健性和由此的可靠性。为了加强这种效果，可以将第一区域中的多个单导体分别被划分为至少两个在空间上互相分离的部分并且多个单导体的分离的部分可以基本上平行于在第一区域中没有被划分的至少一个单导体沿着纵向布置。在此，基本上平行包括多个单导体互相扭绞或互相交织在一起。在第一区域中被划分为至少两个空间上互相分离的部分的每个单导体可以与在第一区域中未被划分的单导体相邻布置。在至少一个第一区域中没有被划分的单导体可以在至少一个周期性重复的第二区域中被划分为至少两个空间上互相分离的部分并且在第一区域中被划分为至少两个空间上互相分离的部分的单导体可以在至少一个第二区域中不被划分。在一个区域中的单导体的互相分离的部分可以与至少一个在相同区域中未被划分的单导体结合形成电容器。形成在分离的部分上的电容和单导体的电感的串联电路，并且该布置允许代替或弃用与电感器导体以有规律的距离电连接的离散的电容器。互相分离的部分的末端可以倒圆。特别是它们可以具有半球的形状。由此避免或减小在末端上的过压。过压会导致电击穿并且导致在导体部分之间的绝缘损坏。减小或防止过压危险允许在单导体更小绝缘厚度的情况下更高的电压。单导体可以由铜和/或铝组成或者包含铜和/或铝。这些材料在电流流过的运行状态下产生小的欧姆电阻。电感器导体可以沿着纵向由绝缘体、特别是塑料包围。塑料将电感器导体与环境隔离，以防电击并且保证几何上的长时间固定。这是一种便宜且可简单加工的材料，其持续经受环境影响。分离的部分可以具有基本上相同的长度a，特别是在IO-IOOm范围内的长度a。绝缘体桥同样可以具有基本上相同的长度b，特别是在I-IOcm范围内的长度b。单导体的横截面的面积可以分别相等和/或位于0. 75mm2至1. 5mm2的范围内。在相应选择参数的情况下将串联振荡电路在运行频率下调谐到电感器导体的纯欧姆特性。在此对于电容的参数来说，距离和位于在一个区域中被划分的和在该区域中未被划分的单导体之间的绝缘材料是重要的。多个单导体的电感和至少一个电容器的电容可以串联连接。但是通过单个的单导体互相部分绝缘也可以实现其它接线。还可以在接线中将外部的离散电容器附加地引入电感器导体中。这点例如可以对于细调或者在可变运行频率下进行。电容器导体可以以长的导体回路的形式布置。由此电感器导体在用于应用前面描述的电感器导体的方法中可以作为变压器的初级绕组起作用。由此如果至少一个第二装置具有次级绕组，则能量传输可以按照在至少一个第一和至少一个第二装置之间的变压器原理进行。作为至少一个第二装置，可以使用车辆。电感器导体可以沿着车辆的行车路径布置。由此可以在沿着行车路径的电感器导体和车辆之间进行无接触的电能传输。作为至少一个第一装置，可以使用静止的能量供应装置，特别是静止的变流器。该方法例如可以在磁悬浮列车中使用。在此该方法特别稳健并且成本低，因为节省了沿着行车线路的外部电容器并且由此还可以不受环境影响。通过节省外部的离散电容器防止了用于产生电感器导体的纯欧姆负载的振荡电路的失谐。避免了电容器的故障，并且由此避免了例如Transrapids的车载供电系统的故障。对于按照本专利技术的用于使用前面描述的电感器导体的方法，得到前面提到的、与按照本专利技术的用于无接触传输电能的电感器导体相关的优点。附图说明以下借助附图详细解释具有按照从属权利要求的特征的有利扩展的本专利技术的优选实施方式，但不限制于此。附图中图1示出了由单导体或导体绞合线组成的电感器导体，具有按照现有技术的串联连接的电容器，和图2示出了图1中的布置的等效电路图，和图3示出了被划分为两个部分的单导体与按照本专利技术的电感器导体的未被划分的单导体相结合，和图4示出了图3中的按照本专利技术的布置的等效电路图，并且图5示出了按照本专利技术的电感器导体，具有交替地在第一和第二区域中被划分的单导体。具体实施例方式图1示出了具有离散电容器3的按照现有技术的电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·赫林格，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：