一種可調電感裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于磁共振耦合無線電能傳輸領域，特別涉及了一種可調電感裝置。
【背景技術】
[0002]磁共振是由麻省理工學院物理系、電子工程、計算機科學系以及軍事奈米技術研究所的研究人員提出的。系統采用兩個相同頻率的諧振物體產生很強的相互耦合，能量在兩物體間交互，利用線圈及放置兩端的平板電容器，共同組成諧振電路，實現能量的無線傳輸。2007年6月，來自麻省理工學院的研究人員通過電磁線圈實現了距離2米的60W電力的傳輸，他們采用了全新的思考方式，采用了兩個能夠實現共振的銅線圈，依靠共振進行能量的傳輸。
[0003]諧振線圈是磁共振耦合無線電能傳輸系統的能量收發感應元件，諧振線圈本質上是一個含分布電容的電感，該線圈的恒頻控制對能量高效收發尤為關鍵。綜觀現有基于結構的電感線圈調節技術，主要有三種方法:
[0004]第一種主要基于磁芯位置的調節，改變電感、磁芯的使用，該方法適合于頻率較低場合，不適合高頻磁共振電能傳輸系統。
[0005]第二種采用磁致伸縮實現移動，此機械結構調節電感相對精確，但只能實現等間距調節，無法保證電感的諧振頻率不變，且磁致伸縮器件會干擾電感磁場同時也易受大功率磁場干擾。
[0006]第三種通過壓電伸縮結構調節電感，同樣只適合等間距微調，調節能力有限，且壓電系統也容易受大功率磁場干擾。
[0007]由此可見，現有基于結構調節的電感技術比較適合在小功率弱磁場合使用，而在高頻大功率磁共振耦合電能傳輸中使用存在明顯缺陷。
【實用新型內容】
[0008]為了解決上述【背景技術】提出的技術問題，本實用新型旨在提供一種可調電感裝置，能夠調節線圈間隙不均勻變化分布，實現線圈電感與分布電容的可調，同時保證諧振頻率恒定，適用于高頻大功率場合。
[0009]為了實現上述技術目的，本實用新型的技術方案為:
[0010]—種可調電感裝置，包括η個撥盤、m個平移驅動桿、η個驅動變向機構、η個電機以及控制器，線圈纏繞在各撥盤上，其中m為η的整數倍;每個撥盤上開有m個孔，其中有m/n個孔是螺紋孔，其余為光孔，每根平移驅動桿一端的表面刻有一定長度的螺紋，其余表面光滑;每個撥盤上的每1個孔分別對應1根平移驅動桿，每根平移驅動桿的螺紋端依次穿過η個撥盤上與之對應的孔，所有平移驅動桿之間相互平行;每個撥盤上的m/n個螺紋孔的直徑與穿過它們的平移驅動桿的直徑相同，每根平移驅動桿的直徑僅與其穿過的η個孔中的1個螺紋孔的直徑相同，其余η-l個孔的直徑均大于該平移驅動桿，各平移驅動桿能夠通過螺紋帶動開有相同直徑的螺紋孔的撥盤;所述η個驅動變向機構分別與η個撥盤和η個電機一一對應，每個驅動變向機構與對應的電機接觸，且設置在能夠帶動該驅動變向機構對應的撥盤的平移驅動桿的光滑表面上，所述η個電機的控制端分別與控制器相連;控制器控制電機轉動，并通過驅動變向機構帶動相應的平移驅動桿平移，平移驅動桿再通過螺紋使相應的撥盤左右移動，從而改變線圈間的間隙，實現電感的調節。
[0011]其中，m為η的2倍，即每個撥盤上有2個孔的直徑與穿過這2個孔的平移驅動桿的直徑相同。
[0012]其中，所述驅動變向機構包括1個蝸輪蝸桿、1個大齒輪和2個小齒輪，所述蝸輪蝸桿的一端套在對應電機上，另一端與大齒輪擬合，所述2個小齒輪分別設置在能夠帶動該驅動變向機構對應的撥盤的2根平移驅動桿的光滑表面上，且2個小齒輪均與大齒輪擬合，當電機轉動時，蝸輪蝸桿帶動大齒輪轉動，大齒輪帶動2個小齒輪轉動，2個小齒輪分別帶動2根平移驅動桿平移，從而帶動相應的撥盤左右移動。
[0013]其中，該裝置還包括數個支架，這些支架設置在平移驅動桿的兩端以及平移驅動桿的螺紋面與光滑面的交界處。
[0014]其中，所述控制器采用單片機。
[0015]采用上述技術方案帶來的有益效果:
[0016]本實用新型通過控制調節撥盤使各撥盤間隙疏密不均勻分布，使得電感和分布電容的變化量反向非線性增減，電感增大時電容減小或電感減小時電容增大，在這變化過程中始終保持線圈的電感和分布電容的乘積保持恒定。從而使線圈的電感和分布電容值可變，諧振頻率固定，本實用新型適用于高頻大功率場合。
【附圖說明】
[0017]圖1是本實用新型的結構示意圖。
[0018]圖2是本實用新型中平移驅動桿的示意圖。
[0019]標號說明:1、支撐架;2、撥盤;3、驅動變向機構;4、平移驅動桿;5、電機;6、線圈；7、蝸輪蝸桿;8、小齒輪;9、大齒輪。
【具體實施方式】
[0020]以下將結合附圖，對本實用新型的技術方案進行詳細說明。
[0021]如圖1所示本實用新型的結構示意圖，一種可調電感裝置，包括η個撥盤2、m個平移驅動桿4、n個驅動變向機構3、n個電機5以及控制器，線圈6纏繞在各撥盤上，其中m為η的整數倍;每個撥盤上開有m個孔，其中有m/n個孔是螺紋孔，其余為光孔，每根平移驅動桿一端的表面刻有一定長度的螺紋，其余表面光滑;每個撥盤上的每1個孔分別對應1根平移驅動桿，每根平移驅動桿的螺紋端依次穿過η個撥盤上與之對應的孔，所有平移驅動桿之間相互平行;每個撥盤上的m/n個螺紋孔的直徑與穿過它們的平移驅動桿的直徑相同，每根平移驅動桿的直徑僅與其穿過的η個孔中的1個螺紋孔的直徑相同，其余η-l個孔的直徑均大于該平移驅動桿，各平移驅動桿能夠通過螺紋帶動開有相同直徑的螺紋孔的撥盤;所述η個驅動變向機構分別與η個撥盤和η個電機--對應，每個驅動變向機構與對應的電機接觸，且設置在能夠帶動該驅動變向機構對應的撥盤的平移驅動桿的光滑表面上，所述η個電機的控制端分別與控制器相連;控制器控制電機轉動，并通過驅動變向機構帶動相應的平移驅動桿平移，平移驅動桿再通過螺紋使相應的撥盤左右移動，從而改變線圈間的間隙，實現電感的調節。
[0022]在本實施例中，m為η的2倍，即每個撥盤上有2個孔的直徑與穿過這2個孔的平移驅動桿的直徑相同，這2根平移驅動桿發生平移時，通過孔與螺紋之間的摩擦力帶動該撥盤左右移動。
[0023]在本實施例中，所述驅動變向機構3包括1個蝸輪蝸桿7、1個大齒輪9和2個小齒輪8，所述蝸輪蝸桿的一端套在對應電機上，另一端與大齒輪擬合，所述2個小齒輪分別設置在能夠帶動該驅動變向機構對應的撥盤的2根平移驅動桿的光滑表面上，且2個小齒輪均與大齒輪擬合，當電機轉動時，蝸輪蝸桿帶動大齒輪轉動，大齒輪帶動2個小齒輪轉動，2個小齒輪分別帶動2根平移驅動桿平移，從而帶動相應的撥盤左右移動。
[0024]在本實施例中，該裝置還包括數個支架1，這些支架設置在平移驅動桿的兩端以及平移驅動桿的螺紋面與光滑面的交界處，這些支架用于支撐平移驅動桿，并能將撥盤限制在一定范圍內移動。
[0025]在本實施例中，該裝置除了電機與線圈外，其余部件均由非金屬材質制成，從而降低材質對電感的影響。
[0026]在本實施例中，控制器采用單片機。
[0027]本實用新型通過控制撥盤與撥盤之間的間隙的不均勻變化，使線圈與線圈之間的間距不均勻分布，導致電感和分布電容的變化量反向非線性增減，電感增大時電容減小或電感減小時電容增大，在這變化過程中滿足如下關系式:(L 土 AL) X (C + AC) = LC +LAC 土 ALC- ALAC = LC (其中，L表示電感，C表示電容，Δ L表示電感增量，Δ C為電容增量)，即通過調節間隙的不均勻變化，使得TLAC 土 ALC - ALAC = 0，保持線圈的電感和分布電容的乘積保持恒定，從而使線圈的電感和分布電容值可變，諧振頻率固定。
[0028]以上實施例僅為說明本實用新型的技術思想，不能以此限定本實用新型的保護范圍，凡是按照本實用新型提出的技術思想，在技術方案基礎上所做的任何改動，均落入本實用新型保護范圍之內。
【主權項】
1.一種可調電感裝置，其特征在于:包括η個撥盤、m個平移驅動桿、η個驅動變向機構、η個電機以及控制器，線圈纏繞在各撥盤上，其中m為η的整數倍;每個撥盤上開有m個孔，其中有m/n個孔是螺紋孔，其余為光孔，每根平移驅動桿一端的表面刻有螺紋，其余表面光滑;每個撥盤上的每1個孔分別對應1根平移驅動桿，每根平移驅動桿的螺紋端依次穿過η個撥盤上與之對應的孔，所有平移驅動桿之間相互平行;每個撥盤上的m/n個螺紋孔的直徑與穿過它們的平移驅動桿的直徑相同，每根平移驅動桿的直徑僅與其穿過的η個孔中的1個螺紋孔的直徑相同，其余η-l個孔的直徑均大于該平移驅動桿，各平移驅動桿能夠通過螺紋帶動開有相同直徑的螺紋孔的撥盤;所述η個驅動變向機構分別與η個撥盤和η個電機一一對應，每個驅動變向機構與對應的電機接觸，且設置在能夠帶動該驅動變向機構對應的撥盤的平移驅動桿的光滑表面上，所述η個電機的控制端分別與控制器相連;控制器控制電機轉動，并通過驅動變向機構帶動相應的平移驅動桿平移，平移驅動桿再通過螺紋使相應的撥盤左右移動，從而改變線圈間的間隙，實現電感的調節。2.根據權利要求1所述一種可調電感裝置，其特征在于:m為η的2倍，即每個撥盤上有2個孔的直徑與穿過這2個孔的平移驅動桿的直徑相同。3.根據權利要求2所述一種可調電感裝置，其特征在于:所述驅動變向機構包括1個蝸輪蝸桿、1個大齒輪和2個小齒輪，所述蝸輪蝸桿的一端套在對應電機上，另一端與大齒輪擬合，所述2個小齒輪分別設置在能夠帶動該驅動變向機構對應的撥盤的2根平移驅動桿的光滑表面上，且2個小齒輪均與大齒輪擬合，當電機轉動時，蝸輪蝸桿帶動大齒輪轉動，大齒輪帶動2個小齒輪轉動，2個小齒輪分別帶動2根平移驅動桿平移，從而帶動相應的撥盤左右移動。4.根據權利要求1所述一種可調電感裝置，其特征在于:該裝置還包括數個支架，這些支架設置在平移驅動桿的兩端以及平移驅動桿的螺紋面與光滑面的交界處。5.根據權利要求1-4中任意一項所述一種可調電感裝置，其特征在于:所述控制器采用單片機。
【專利摘要】本實用新型公開了一種可調電感裝置，該裝置包括n個撥盤、m個平移驅動桿、n個驅動變向機構、n個電機以及控制器，線圈纏繞在各撥盤上；每個撥盤上開有m個孔，其中有m/n個孔是螺紋孔，其余為光孔；每根平移驅動桿一端的表面都刻有一定長度的螺紋，每個撥盤上的每1個孔分別對應1根平移驅動桿，每根平移驅動桿的螺紋端依次穿過n個撥盤上與之對應的孔，且只和與之對應的撥盤通過螺紋孔配合。控制器控制電機轉動，并通過驅動變向機構帶動相應的平移驅動桿平移，平移驅動桿再通過螺紋帶動相應的撥盤左右移動，從而改變線圈間的間隙，線圈的電感和分布電容值可變，諧振頻率固定，適用于高頻大功率場合。
【IPC分類】H01F29/12, H02J50/12
【公開號】CN205104352
【申請號】CN201520941577
【發明人】呂富勇, 唐迎川, 李鵬生, 趙嘉敏, 程文燦
【申請人】南京信息工程大學
【公開日】2016年3月23日
【申請日】2015年11月24日