專利名稱：非接觸旋轉(zhuǎn)式功率傳輸系統(tǒng)的制作方法
非接觸旋轉(zhuǎn)式功率傳輸系統(tǒng)[OOOl]相關(guān)申請的相互參照
本申請根據(jù)35 U.S.C.S119(e)要求2006年12月20日提交的、名 稱為"隔離模塊化、多通道和多相非接觸旋轉(zhuǎn)式功率傳輸系統(tǒng)"、序列號為 60/876,055的未決、共有的美國臨時專利申請的優(yōu)先權(quán)。
下一代醫(yī)學(xué)計算機(jī)斷層成像(CT)設(shè)備可能必須解決對操作模 式的增加的需求和減少患者劑量。諸如實時心臟成像的模式可能需要更快 的轉(zhuǎn)速，和響應(yīng)更高峰值功率的高電壓。功率增加可能需要用于增加的管 道冷卻的更多圓盤空間和用于傳統(tǒng)的高電壓電源的更多空間。希望提供這 些問題的解決方案而不會對CT設(shè)計造成過多限制。在更高轉(zhuǎn)速和功率下對 可靠性能的要求需要一種旋轉(zhuǎn)式高電壓發(fā)電的新方法。0005發(fā)明內(nèi)容
—種功率輸送系統(tǒng)可以包括具有初級繞組和次級繞組的旋轉(zhuǎn)變 壓器。將所述旋轉(zhuǎn)變壓器配置成在置于所述旋轉(zhuǎn)變壓器的固定側(cè)的一個或 多個固定耦合元件與置于所述旋轉(zhuǎn)變壓器的旋轉(zhuǎn)側(cè)的一個或多個旋轉(zhuǎn)耦合 元件之間傳輸功率。所述旋轉(zhuǎn)耦合元件與所述固定耦合元件共用中心軸， 并且所述旋轉(zhuǎn)耦合元件適于相對于所述固定耦合元件旋轉(zhuǎn)。
所述功率輸送系統(tǒng)可以進(jìn)一步包括適于驅(qū)動所述旋轉(zhuǎn)變壓器的 初級繞組的隔離變壓器，和多個功率逆變級。將所述多個功率逆變級配置 成將輸入功率提供給所述旋轉(zhuǎn)變壓器的初級繞組。所述功率逆變級的輸出 適于被求和并且被耦合到所述隔離變壓器。
所述功率輸送系統(tǒng)可以進(jìn)一步包括多個輸出功率變換器，將所述 輸出功率變換器配置成接收來自所述旋轉(zhuǎn)變壓器的傳送功率，并且將所接 收的功率變換到用于所述旋轉(zhuǎn)耦合元件的預(yù)期范圍。
所述功率輸送系統(tǒng)進(jìn)一步包括置于所述旋轉(zhuǎn)變壓器的旋轉(zhuǎn)側(cè)的 多個控制元件。將所述多個控制元件配置成關(guān)閉所述多個輸出功率變換器 的預(yù)期和實際性能的反饋回路，并且向所述旋轉(zhuǎn)變壓器的固定側(cè)提供一個 或多個定時信號以控制所述功率逆變級。


圖1示出了根據(jù)本公開文獻(xiàn)的一個實施例的非接觸功率傳輸系統(tǒng)；
圖2顯示了非隔離逆變器到旋轉(zhuǎn)變壓器的初級繞組的連接的示圖3提供了在逆變器輸出與旋轉(zhuǎn)式功率變壓器的初級繞組之間操作的隔離變壓器的更詳細(xì)說明；
圖4示出了分布式AC/AC模塊，該模塊包括升壓前置調(diào)節(jié)器并且耦合到橋式逆變器和隔離變壓器；
圖5示出了沒有相移的高功率、低頻諧振電流波形；
圖6示出了在更高頻率下的相移，其實現(xiàn)低功率；
圖7示出了用直接?xùn)艠O驅(qū)動和雙向監(jiān)控通信的輸送功率的非接觸控制；[OOIS]圖8示出了屏蔽旋轉(zhuǎn)變壓器的繞組的靜電屏蔽板；
圖9示出了防止由于與空氣摩擦在旋轉(zhuǎn)元件上累積靜電荷的低力流電連接(low force galvanic connection );
圖IO示出了圖1中所示的非接觸功率傳輸系統(tǒng)的系統(tǒng)電平圖；
圖11是利用圖1和10中所示的非接觸功率傳輸系統(tǒng)的CT系統(tǒng)的系統(tǒng)電平圖。0022具體實施方式
描述了這樣的系統(tǒng)和方法，其在通過將高電壓的大功率逆變器和 輔助電源重定位到固定框架而增加旋轉(zhuǎn)掃描架上的可用空間的同時，在沒 有物理接觸(例如電刷)的情況下并且在高速(例如大于大約300RPM)下 將功率輸送到旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)。具體而言，描述了在固定側(cè)與旋轉(zhuǎn)側(cè)之間耦合功率的旋轉(zhuǎn)變壓器。通過在多相配置中驅(qū)動旋轉(zhuǎn)變壓器的初級繞組的隔離和 求和變壓器而實現(xiàn)主電源的隔離和去耦。可以使用本公開文獻(xiàn)中所述的非接觸功率輸送系統(tǒng)的應(yīng)用包括但不限于CT (計算機(jī)斷層成像)系統(tǒng)。
圖1示出了根據(jù)本公開文獻(xiàn)的一個實施例的非接觸功率傳輸系 統(tǒng)100。盡管圖1中所示的實施例可以用于如圖11中所示的CT掃描器，但 是，在本公開文獻(xiàn)的不同實施例中系統(tǒng)100可以用于除了CT以外的應(yīng)用中， 特別是需要在一個或多個固定元件與一個或多個旋轉(zhuǎn)元件之間傳輸感應(yīng)功 率的任何應(yīng)用中。
具體而言，圖1中所示的系統(tǒng)100包括分裂(或開隙)旋轉(zhuǎn)變 壓器110;模塊化功率逆變級102的集合101;平衡和屏蔽隔離/求和變壓 器103;和輔助變壓器146，其輸出由輔助輸出調(diào)節(jié)器106調(diào)節(jié)。開隙旋轉(zhuǎn) 變壓器也通常被稱為環(huán)。在該專利中，"旋轉(zhuǎn)變壓器" 一詞和"環(huán)"具有相 同的含義，并且可互換使用。在圖l所示的實施例中，將功率輸送系統(tǒng)IOO 配置成將功率輸送到x射線管185。在其它實施例中，可以將本公開文獻(xiàn)中 所述的功率輸送系統(tǒng)配置成將功率輸送到除了 x射線管以外的裝置。
旋轉(zhuǎn)變壓器IIO在位于旋轉(zhuǎn)變壓器的固定側(cè)170的一個或多個固 定耦合元件與位于旋轉(zhuǎn)變壓器110的旋轉(zhuǎn)側(cè)171的一個或多個旋轉(zhuǎn)耦合元 件之間傳輸功率。旋轉(zhuǎn)耦合元件適于相對于固定耦合元件旋轉(zhuǎn)，并且與固 定耦合元件共用公共軸。旋轉(zhuǎn)變壓器110具有初級繞組(一個或多個)131 和次級繞組(一個或多個)132，并且將感應(yīng)功率傳輸?shù)脚c次級繞組(一個 或多個)132連接的高電壓輸出模塊(一個或多個)125。
圖1中所示的設(shè)計利用高頻、高功率逆變系統(tǒng)120，該逆變系統(tǒng) 包括低功率逆變器102的上述集合101。通過干線輸入127供應(yīng)功率，所述 干線輸入是來自電力設(shè)施的電源。隔離變壓器103具有初級繞組(一個或 多個)112和次級繞組(一個或多個)113。逆變器102的輸出適于在隔離 和求和變壓器103的初級繞組112處對被求和。隔離變壓器103的次級繞 組113驅(qū)動開隙旋轉(zhuǎn)變壓器110的初級繞組131，將感應(yīng)功率傳輸?shù)礁唠妷?輸出模塊125。
模塊化功率逆變器102的集合101位于旋轉(zhuǎn)式功率變壓器110的 固定側(cè)170。多個AC/AC高頻逆變器模塊102均可以包括在非串聯(lián)諧振拓?fù)渲信渲玫募筛删€輸入整流器、升壓前置調(diào)節(jié)器和全橋逆變器?？梢詫⑶爸谜{(diào)節(jié)器配置成升壓級以為額定380-480主電源提供廣泛適應(yīng)性，這優(yōu)化 了后置逆變器效率，如結(jié)合圖4更詳細(xì)所示和所述。
平衡和屏蔽隔離/求和變壓器103對全橋逆變器輸出112求和， 并且使輸出112與旋轉(zhuǎn)變壓器110的初級繞組131隔離。隔離和求和變壓 器103為旋轉(zhuǎn)變壓器110的初級繞組131提供與主電源101的雙重隔離。
在所示實施例中，隔離變壓器103是提供作為平衡、屏蔽、高頻 安全隔離變壓器的雙重絕緣(DI)元件。該隔離變壓器103大幅減少了通 常通過多個電容屏蔽板而引入旋轉(zhuǎn)變壓器110的外殼中的泄漏電流。隔離 變壓器103也提供消除驅(qū)動旋轉(zhuǎn)變壓器110的初級繞組131的不平衡共模 電壓的中點。容納在逆變器內(nèi)的隔離變壓器103將低噪聲、基于非接地 (non-earth)的驅(qū)動信號提供給旋轉(zhuǎn)變壓器110的初級繞組131。隔離變壓 器103也提供安全規(guī)程所需的全電壓隔離而不需要旋轉(zhuǎn)變壓器的初級至次 級繞組提供除功能性絕緣之外的任何功能。這樣，消除了對能夠處理到旋 轉(zhuǎn)耦合元件的高故障電流的PE接地的需要。
主電源從多個逆變器102導(dǎo)出，每個逆變器在多個模式中操作。 在一個實施例中，可以采用可變頻率用于通過使工作頻率遠(yuǎn)離諧振頻率而 保持諧振配置中的寬范圍的功率輸送。在高頻下的相移大幅擴(kuò)展輸出調(diào)節(jié)， 實際上降至輸出功率的0%。也可以采用多個逆變器的選擇性脫離用于在低 功率水平下增加效率。上述方法通過在高功率情況下減小開關(guān)損耗并且允 許用于低功率模式的諧振電路中的最小循環(huán)電流而允許高效的功率變換和 功率調(diào)節(jié)。功率傳輸系統(tǒng)100的拓?fù)溥M(jìn)一步使用到隔離變壓器103的初級 繞組112的逆變器橋的相移技術(shù)提供完整輸出功率控制。該相移技術(shù)減少 了旋轉(zhuǎn)變壓器110的次級繞組中的高循環(huán)電流，這進(jìn)一步提高了效率。
輔助電源
輔助電源可以由位于旋轉(zhuǎn)變壓器IIO的固定側(cè)170并且以固定頻 率和占空比操作的逆變器提供。在圖1所示的實施例中，通過附加逆變器 144提供輔助電源，所述附加逆變器也與輔助環(huán)翼146和獨立多輸出變壓器 156隔離，所述多輸出變壓器連續(xù)操作來自用于旋轉(zhuǎn)側(cè)171上的多個電壓輸 出的輔助輸出調(diào)節(jié)器106的負(fù)載調(diào)節(jié)，所述輔助輸出調(diào)節(jié)器由位于旋轉(zhuǎn)側(cè) 的控制元件105直接管理。
如圖1中所示，也通過用高頻載波調(diào)制數(shù)據(jù)而將雙向低速監(jiān)控通 信路徑包含在柵極驅(qū)動控制繞組166中。在旋轉(zhuǎn)側(cè)171上執(zhí)行各種輸出的 調(diào)節(jié)，消除了固定側(cè)170的反饋需要并且提供了對負(fù)載變化的快速響應(yīng)。 與旋轉(zhuǎn)變壓器110的輔助繞組146的次級連接的多抽頭變壓器繞組156提 供各種輸出電壓，每個在旋轉(zhuǎn)側(cè)171上具有它們自己的調(diào)節(jié)電路。該技術(shù) 提供了供應(yīng)給冷卻系統(tǒng)的主輔助電源與來自敏感數(shù)據(jù)收集電路的管道驅(qū)動 電路之間的隔離。多抽頭次級環(huán)繞組的備選構(gòu)造提供在減小空間下的等效 功能?！?036]反饋和控制
在圖1所示的實施例中，在旋轉(zhuǎn)側(cè)171上管理主固定側(cè)逆變器 102的反饋和控制，并且通過耦合控制繞組向固定基逆變器102提供僅為簡 單的定時信號104。這樣，消除了控制固定元件的超高速、非接觸數(shù)字化、 傳送系統(tǒng)。具體而言，通過位于旋轉(zhuǎn)側(cè)的一個或多個控制元件150來執(zhí)行 輸送功率(不限于高電壓)的所有控制。高電壓輸出的快速升高所需的高 保真反饋由旋轉(zhuǎn)側(cè)的模擬電路保持而無數(shù)字化、編碼和傳送，由此消除了 對高帶寬數(shù)據(jù)鏈路的需要。如圖1中所見，在功率傳輸系統(tǒng)100用于CT系 統(tǒng)的實施例中，控制元件(一個或多個)150可以接收來自CT系統(tǒng)的輸入 信息。
將置于旋轉(zhuǎn)變壓器的旋轉(zhuǎn)側(cè)的一個或多個控制元件150配置成 關(guān)閉輸出功率變換器的預(yù)期和實際性能的反饋回路，并且向旋轉(zhuǎn)變壓器的固定側(cè)提供一個或多個定時信號以控制功率逆變級。
控制元件150可以包括控制回路電路，將該控制回路電路配置成 關(guān)閉輸出功率變換器的預(yù)期和實際性能的反饋回路，所述輸出功率變換器12接收來自旋轉(zhuǎn)變壓器的傳送功率并且將所接收的功率變換到用于旋轉(zhuǎn)耦合 元件的預(yù)期范圍。通過以模擬表示的定時信號來保持和提供用于確定逆變 器的柵極驅(qū)動控制信號所需的相位和脈沖寬度的亞微秒定時的控制回路電路。這些定時信號被傳送到固定側(cè)170。由于定時信號是模擬的，它們保持 真實時間信息，而不需要進(jìn)一步處理，并且可以以原始形式立即應(yīng)用于功 率逆變器柵極驅(qū)動電路104而沒有等待或延遲。
旋轉(zhuǎn)變壓器的繞組進(jìn)一步適于允許通過對一個或多個耦合高頻 調(diào)制信號的疊加而進(jìn)行雙向通信的雙重用途。該雙重用途可以包括通過繞 組傳送功率信號或定時信號的第一用途，和提供雙向通信的第二用途。在 圖1所示的實施例中，雙向通信可以在柵極驅(qū)動電路104與固定監(jiān)控電路 175之間。固定監(jiān)控電路175又可以連接到診斷/控制接口 180。
隔離/屏蔽
圖2顯示了在一種設(shè)計中將常規(guī)逆變器281連接到旋轉(zhuǎn)變壓器 2卯的初級繞組的示圖，其中旋轉(zhuǎn)變壓器290的初級繞組不與干線輸入隔離。 如圖2中所示，旋轉(zhuǎn)變壓器290包括初級繞組291、次級繞組192、初級繞 組291的初級外殼293和次級繞組292的次級外殼294。在圖2所示的示圖 中，干線輸入整流器285向驅(qū)動旋轉(zhuǎn)變壓器外殼293中的初級繞組291的 高頻逆變器281饋送，通過旋轉(zhuǎn)變壓器290中的寄生電容286 (Cl)， 287 (C2)和288 (C3)提供以接地為基準(zhǔn)的電流源。初級繞組291與外殼293 (其以接地底盤框架為基準(zhǔn))之間的電容提供由下列給出的電流i的路徑:
i=2,n.V-f.C (1)
在以上方程(1)中
V-施加電壓或在全橋逆變器的情況下總線電壓減去損失；
^逆變器的工作頻率；以及
C-繞組與框架或外殼之間的電容。
到次級繞組192的上述耦合作用也提供為旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)充電的電流 源并且對于次級側(cè)的單故障情況需要到接地的高流電路徑，廢除了"非接觸" 功率傳輸?shù)膬r值和概念。
參考圖3，提供了隔離變壓器303的更詳細(xì)圖示，將該隔離變壓 器顯示成在逆變器輸出與功率旋轉(zhuǎn)變壓器310的初級繞組之間操作。如圖3中可見，旋轉(zhuǎn)變壓器310包括初級繞組311、初級繞組311的初級外殼313、 次級繞組312和次級繞組312的次級外殼314。
如圖3中所示，在到旋轉(zhuǎn)變壓器310的初級繞組311的主電源輸 入之間提供初級屏蔽板315。初級屏蔽板315提供初級寄生電容301通過干 線返回路徑313返回主電源輸入的返回路徑。圖3中所示在隔離變壓器303 的次級繞組上接地的次級屏蔽板302通過將存在于初級屏蔽板315上的 360Hz分量返回到逆變器的PE接地點而消除它，以免于其耦合到變壓器303 的次級繞組。
高頻隔離變壓器303有效地消除了所有泄漏電流并且在包括但 不限于下列的情況下提供安全條件初級外殼313與初級繞組311之間的 絕緣故障；初級/次級繞組311/312絕緣故障；或人與初級外殼313和/或次 級外殼314接觸。
不同于圖2中所示的非隔離配置，圖4示出了耦合到隔離變壓器 403的分布式AC/AC。隔離變壓器403具有初級繞組413和次級繞組414。 也顯示了幵隙旋轉(zhuǎn)變壓器的初級繞組404和次級繞組405。
圖4示出了到主電源的整流輸入的一個管腳或到通過如圖4中的 參考數(shù)字406所示的中心電位的屏蔽板連接。當(dāng)屏蔽板連接是到這樣的低 頻點(例如大約360Hz)時，向泄漏電流提供返回路徑以減小到隔離變壓 器403的次級繞組414的傳輸能量(泄漏)。
如圖4中所示，隔離變壓器403允許在變壓器的初級上的多個繞 組，其中多個繞組可以連接到多個逆變器中的預(yù)期的一些。這樣，可以對 逆變器的總輸出求和為單輸出，而不是直接地流電連接逆變器。
圖4中示出了升壓逆變級的實施例。升壓級401包括輸入整流 器400，升壓感應(yīng)器407，升壓開關(guān)409，和升壓二極管408。通過升壓開 關(guān)的PWM來控制升壓級的輸出電壓?？梢詫崿F(xiàn)備選配置，其中重定位感應(yīng) 器位置到干線整流器的AC側(cè)。
在完成諧振半周期之前關(guān)閉開關(guān)元件的串聯(lián)諧振逆變器在過諧 振操作并且因此被稱為"過諧振逆變器"。開關(guān)的關(guān)閉引導(dǎo)電流以傳導(dǎo)通過互 補開關(guān)的反并聯(lián)二極管，從而允許它在零電壓下開啟。欠電流關(guān)閉需要快 速的開關(guān)/二極管以減小關(guān)閉損耗，這是FETs的一個特征(場效應(yīng)晶體管)。在更高功率水平，F(xiàn)ET的導(dǎo)通電阻是顯著的并且限制功率處理能力。最近 IGBT (絕緣柵雙極晶體管)技術(shù)的改進(jìn)允許在更低電壓(<1200V)和電流 (<100)下成功地使用IGBTs。然而，大功率裝置(1200V@600A)中的 IGBTs限制了也可以在50kHz以上的開關(guān)頻率下低損耗地操作的很高功率 OlOOkW)所需的類型的可用性。
過諧振逆變器通過遠(yuǎn)離諧振移動到更高頻率提供功率調(diào)節(jié)，所述 更高頻率為電路的Q值定義的諧振阻抗提供變化。高電壓整流器的穩(wěn)定性 和速度的實際限制顯著地限制了串聯(lián)諧振系統(tǒng)的輸出功率的動態(tài)范圍。
串聯(lián)諧振電路的備選操作模式是欠諧振。在這樣的系統(tǒng)中，在諧 振能量循環(huán)通過開關(guān)的反并聯(lián)二極管的同時，開關(guān)在半周期完成之后關(guān)閉， 以允許裝置在零電流下關(guān)閉。欠諧振逆變器在最小功率具有限制，原因是 它們難以以不連續(xù)方式操作而不引入調(diào)節(jié)輸出的顯著波動。
根據(jù)本公開文獻(xiàn)的一個實施例，可變頻率/相位逆變器利用與電 源電路(非串聯(lián)諧振)的變壓器電感并聯(lián)存在的負(fù)載電路中的反射電容從 近諧振到過諧振工作。優(yōu)點是在過諧振操作(低功率)的循環(huán)電流的減小， 從而提供性能良好的功率級，其可以在中間逆變器周期停止操作(用于電 弧控制)，提供寬范圍的輸出功率并且消除對與主功率傳送串聯(lián)的高電流/ 電壓電容器元件的需要。
圖5在沒有逆變器電壓源501的相移的情況下，示出了高功率、 低頻率諧振電流波形(一個或多個)500。如圖5中所示，最大功率在諧振 的同時導(dǎo)出，并且當(dāng)頻率增加時連續(xù)減小。
為了進(jìn)一步擴(kuò)展本公開文獻(xiàn)中所述的功率傳輸系統(tǒng)的動態(tài)范圍，在本公開文獻(xiàn)的一個實施例中可以利用多相繞組的相位控制。高電壓次級 繞組可以具有與反射到初級側(cè)的高電壓輸出級的寄生電容結(jié)合的寄生電容。它們減小甚至可以消除增加電容元件的需要。
圖6示出了帶有在逆變器驅(qū)動電壓602存在的相移的諧振電流波 形601。如圖6中所示，減小了電流。在諧振頻率的大約2.5倍處，改變在 隔離變壓器的初級的多相逆變器的定相，由此進(jìn)一步減小了傳輸功率。以 這種方式，可以在限制工作頻率上限的同時實現(xiàn)零輸出功率。另外，與在 HV變壓器的初級刪除相反，優(yōu)選地在逆變級或隔離變壓器的初級側(cè)刪除和/或組合相移波形，由此防止在變壓器繞組中產(chǎn)生的大循環(huán)電流。這些循環(huán) 電流產(chǎn)生熱，降低效率，并且限制功率傳輸系統(tǒng)的占空比。
圖7示出了用直接?xùn)艠O驅(qū)動和雙向監(jiān)控通信的輸送功率的非接 觸控制。與前面的圖中相同，圖7示出了旋轉(zhuǎn)變壓器710，將其配置成在固 定側(cè)730與旋轉(zhuǎn)側(cè)740之間傳輸感應(yīng)功率。在圖7所示的實施例中，關(guān)鍵 實時柵極驅(qū)動信號定時由控制回路電路709生成，并且將其提供給利用旋 轉(zhuǎn)變壓器繞組720 (TA)、 (Tb)作為柵極驅(qū)動變壓器的一部分的驅(qū)動電路 703、 708。它們在所示實施例中具有l(wèi):l的比率。不同比率可以用于不同實 施例中。在該技術(shù)中，模擬信號中保存了兩個柵極信號的定時用于脈沖寬 度和相對相位。盡管在圖7中顯示了兩個定時通道720 (TA)、 (Tb)，但是， 定時通道的數(shù)量并不限于兩個，并且可以在本公開文獻(xiàn)的其他實施例中包 括任何數(shù)量的定時通道。
在所示實施例中，固定和旋轉(zhuǎn)元件之間的雙向通信通道通過將很 高頻率的信號疊加在720的定時波形上而完成。通過使用調(diào)制器701和通 過解調(diào)器704提取數(shù)據(jù)而將數(shù)據(jù)發(fā)送到旋轉(zhuǎn)側(cè)740。通過濾波器702而去除 在柵極驅(qū)動信號上的很高頻率的信號，并且將其直接提供給多個逆變器模 塊705的柵極驅(qū)動電路。該過程類似地用于使用調(diào)制器707和解調(diào)器706 將數(shù)據(jù)發(fā)送到固定側(cè)730。
之后，處理解調(diào)信號以提供非實時控制功能，包括但不限于診 斷、狀態(tài)和互鎖特征。
在所示實施例中，通過包含在旋轉(zhuǎn)變壓器元件720 (TA， Tb)內(nèi) 的耦合繞組發(fā)送實時柵極驅(qū)動控制信號和非實時數(shù)據(jù)。應(yīng)當(dāng)理解的是功率 輸送系統(tǒng)的控制并不限于上述技術(shù)，并且該傳輸機(jī)構(gòu)可以在本公開文獻(xiàn)的 不同實施例中用于相同目的。
圖8示出了屏蔽旋轉(zhuǎn)變壓器的繞組801的靜電屏蔽板800。變壓 器的初級和次級繞組的電場產(chǎn)生輻射發(fā)射。旋轉(zhuǎn)變壓器的性質(zhì)需要防止繞 組被外殼屏蔽的間隙。在圖8所示的實施例中可以看到，將非重疊箔屏蔽 板800設(shè)在繞組801的暴露的表面上。該屏蔽板由導(dǎo)電箔和絕緣材料803 組成和/或包括導(dǎo)電箔和絕緣材料803。絕緣材料803的例子包括但不限于2 毫米的聚酰亞胺(Kapton)層以防止"短路"。箔由適當(dāng)材料組成以最小化渦電流。在本公開文獻(xiàn)的不同實施例中可以包括不同類型的絕緣材料803。高 磁導(dǎo)率磁芯806可以圍繞繞組801。當(dāng)使用上述隔離方法時，屏蔽板800的 一側(cè)連接到旋轉(zhuǎn)變壓器(或環(huán))框架802或連接到備選返回路徑，從而進(jìn) 一步減小輻射噪聲。
靜電放電
在該公幵中所述的功率傳輸系統(tǒng)設(shè)計的各種方面為高速、無維護(hù) 旋轉(zhuǎn)式功率傳輸提供了一種有效解決方案。盡管用于功率傳輸?shù)姆墙佑|布 置是從現(xiàn)有設(shè)計消除電刷磨損的理想特征，但是，可能出現(xiàn)對低力、非功 率、非信號相關(guān)流電連接的需要。在沒有流電路徑的情況下(例如空氣軸 承配置)可能存在由于與空氣的摩擦而在旋轉(zhuǎn)元件上積累靜電荷。
圖9示出了低力流電連接，或其它類型的靜電放電器，其防止由 于與空氣的摩擦而在旋轉(zhuǎn)耦合元件上累積的靜電荷。在圖9中，顯示了固 定環(huán)框架902和旋轉(zhuǎn)環(huán)框架903，其中旋轉(zhuǎn)環(huán)框架903可圍繞固定環(huán)框架 902圍繞旋轉(zhuǎn)軸910旋轉(zhuǎn)。諸如圖9中所示的連接卯l的簡單低力連接提供 這樣的流電路徑，或其他類型的靜電放電器。漏極元件(一個或多個)的 取向使得由于圍繞軸910旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的向心力911提供所需的接觸力。該設(shè) 計的附加特征是通過消除通過軸承和座圈的微放電，增加使用傳統(tǒng)軸承的 類型的CT系統(tǒng)的軸承壽命，所述微放電會另外地減小軸承的使用壽命。
應(yīng)當(dāng)理解的是功率輸送系統(tǒng)的放電路徑或"漏極線"并不限于流 電連接或上述技術(shù)，并且在本公開文獻(xiàn)的不同實施例中不同的傳輸機(jī)構(gòu)可 以用于相同目的。僅僅作為一個例子，在一個實施例中靜電放電器可以是 離子連接而不是流電連接。在該實施例中，可以采用離子源以便中和累積 電荷。
圖IO示出了也在圖1中顯示的非接觸功率傳輸系統(tǒng)1000的系統(tǒng) 電平圖。非接觸功率傳輸系統(tǒng)1000包括多個模塊化逆變器1010，其帶有結(jié) 合圖4所述的類型的前置調(diào)節(jié)器。結(jié)合圖1所示和所述的類型的多個屏蔽 隔離變壓器1020對這些模塊化逆變器1010的輸出(作為例子顯示了三個) 求和。將這些隔離變壓器1020配置成驅(qū)動旋轉(zhuǎn)變壓器1030。
調(diào)節(jié)器1040隔離并且調(diào)節(jié)各種輔助輸出。與主逆變器模塊1010 關(guān)聯(lián)的旋轉(zhuǎn)變壓器1030的次級繞組連接到高電壓模塊(一個或多個)1070。非接觸功率傳輸系統(tǒng)iooo包括上述的靜電屏蔽板和放電元件，帶有集成實
時柵極驅(qū)動和雙向通信。在所示實施例中，將非接觸功率傳輸系統(tǒng)IOOO配置成將功率輸 送到x射線管1005。顯示了 kV、 mA和絲極控制通信鏈路1060。在將功率 傳輸系統(tǒng)1000顯示成用于CT系統(tǒng)的所示實施例中，控制通信鏈路1060 與CT系統(tǒng)中的CT控制單元(一個或多個)通信，例如接收CT控制信息 和生成狀態(tài)信息。鏈路1060也與高電壓模塊1070通信，并且連接到旋轉(zhuǎn) 變壓器1030的次級繞組。也顯示逆變器控制通信單元1050。該單元接收診 斷狀態(tài)和控制信息，并且將接收的信息傳送到逆變器1010。圖11示出了利用圖1中所示的非接觸功率輸送系統(tǒng)100的CT 系統(tǒng)1100的系統(tǒng)電平圖。如結(jié)合圖1和10所解釋的，功率輸送系統(tǒng)100 在固定側(cè)1170與旋轉(zhuǎn)側(cè)1171之間傳輸功率。隔離變壓器1140位于固定側(cè) 1170上。在常規(guī)CT系統(tǒng)中，通常將x射線源(典型地為x射線管)和x 射線檢測器陣列(一個或多個)安裝在旋轉(zhuǎn)掃描架上。在圖11所示的CT 系統(tǒng)1100中，將x射線管1105和數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)1110置于旋轉(zhuǎn)側(cè)1171。數(shù) 據(jù)獲取系統(tǒng)1110獲取和處理x射線數(shù)據(jù)，在x射線橫穿目標(biāo)對象之后，當(dāng) 來自x射線管1105的x射線由數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)中的x射線檢測器陣列(一個 或多個)檢測到時生成所述x射線數(shù)據(jù)。通過接收器1125，發(fā)射器1120將 x射線數(shù)據(jù)傳送到置于固定側(cè)1170的CT圖像重建單元1130。 CT圖像重建 單元1130使用可以包括但不限于插值和反向投影的圖像處理和重建算法使 用從旋轉(zhuǎn)側(cè)1171傳送到固定側(cè)的x射線數(shù)據(jù)重建目標(biāo)對象的斷層成像11中所示的CT系統(tǒng)1100僅僅代表在其中可使用上述非接觸 功率輸送系統(tǒng)的系統(tǒng)的一個例子。非接觸功率輸送系統(tǒng)可以用于需要在固 定側(cè)與旋轉(zhuǎn)側(cè)之間傳輸功率的任何應(yīng)用中。在本公開文獻(xiàn)中公開的許多特 征在功率輸送系統(tǒng)中是有用的，并且總結(jié)如下。描述了一種裝置，其使功率逆變系統(tǒng)的一個或多個輸出與旋轉(zhuǎn)變 壓器的初級繞組隔離。旋轉(zhuǎn)變壓器適于在至少一個固定元件與至少一個旋 轉(zhuǎn)元件之間耦合功率。將功率逆變系統(tǒng)配置成將輸入功率提供給旋轉(zhuǎn)變壓器的初級繞組。所述裝置包括隔離變壓器，將所述隔離變壓器配置成接收 功率逆變系統(tǒng)的一個或多個輸出的總和并且驅(qū)動旋轉(zhuǎn)變壓器的初級繞組。描述了一種通過旋轉(zhuǎn)變壓器控制功率的輸送的控制系統(tǒng)，所述旋 轉(zhuǎn)變壓器具有初級繞組和次級繞組，并且將其配置成在置于固定側(cè)的固定 耦合元件與置于旋轉(zhuǎn)側(cè)的旋轉(zhuǎn)耦合元件之間傳輸功率?？刂葡到y(tǒng)包括置于 旋轉(zhuǎn)側(cè)的一個或多個控制元件。將控制元件配置成將定時信號提供給固定 側(cè)以便控制將輸入功率提供給旋轉(zhuǎn)變壓器的初級繞組的一個或多個功率逆 變級。將包括至少一個控制回路電路的控制元件置于旋轉(zhuǎn)側(cè)并且將其 配置成控制來自旋轉(zhuǎn)變壓器的次級繞組的功率輸送。將控制回路電路配置 成關(guān)閉一個或多個輸出功率變換器的預(yù)期和實際性能的反饋回路。輸出功 率變換器接收來自旋轉(zhuǎn)變壓器的傳送功率，并且將所接收的功率變換到用 于旋轉(zhuǎn)耦合元件的預(yù)期范圍。控制系統(tǒng)可以進(jìn)一步包括耦合到控制回路電路的柵極驅(qū)動繞組， 將所述柵極驅(qū)動繞組配置成將來自至少一些旋轉(zhuǎn)耦合元件的實時柵極驅(qū)動 波形傳送到至少一些功率逆變級。描述了一種用于非接觸功率輸送系統(tǒng)的靜電放電器，所述非接觸
功率輸送系統(tǒng)在一個或多個固定耦合元件與一個或多個旋轉(zhuǎn)耦合元件之間 傳輸功率，將所述旋轉(zhuǎn)耦合元件配置成相對于所述固定耦合元件旋轉(zhuǎn)。將
所述靜電放電器配置成基本防止靜電放電累積在旋轉(zhuǎn)耦合元件的一個或多 個上。在一個實施例中，所述靜電放電器可以是旋轉(zhuǎn)耦合元件與固定耦 合元件之間的流電連接。描述了一種用于功率輸送系統(tǒng)中的旋轉(zhuǎn)變壓器。所述旋轉(zhuǎn)變壓器 在變壓器的固定側(cè)的固定耦合元件與變壓器的旋轉(zhuǎn)側(cè)的旋轉(zhuǎn)耦合元件之間 傳輸功率。所述旋轉(zhuǎn)變壓器包括初級繞組和次級繞組。將所述旋轉(zhuǎn)變壓器 的繞組配置成用于允許通過一個或多個耦合高頻調(diào)制信號進(jìn)行雙向通信的 雙重用途。這樣的雙重用途可以包括通過繞組傳送功率信號或定時信號的 第一用途，和在固定側(cè)與旋轉(zhuǎn)側(cè)之間提供雙向通信的第二用途?？傊?，公開了一種隔離多通道、非接觸、模塊化旋轉(zhuǎn)式功率傳輸系統(tǒng)，其包括耦合一個或多個固定元件與一個或多個旋轉(zhuǎn)元件的分裂旋轉(zhuǎn) 變壓器。隔離和求和變壓器在多相配置中驅(qū)動旋轉(zhuǎn)變壓器的初級繞組，并 且以響應(yīng)負(fù)載條件的動態(tài)方式對固定功率元件求和。旋轉(zhuǎn)變壓器的次級繞 組驅(qū)動選定旋轉(zhuǎn)元件以產(chǎn)生調(diào)節(jié)功率的預(yù)期范圍。提供旋轉(zhuǎn)元件(一個或 多個)的功率級和多個繞組的可變頻率和相位控制的基于旋轉(zhuǎn)的控制消除 了傳輸?shù)焦潭▊?cè)的高帶寬數(shù)字化數(shù)據(jù)，提供輸出功率的寬動態(tài)范圍、高效 率和快速上升時間。盡管描述了功率傳輸系統(tǒng)的某些實施例，應(yīng)當(dāng)理解的是在這些實 施例中的隱含概念也可以用于其他實施例中。僅僅將本申請的保護(hù)范圍限 制到緊接之后的權(quán)利要求。在這些權(quán)利要求中，除非具體指出，以單數(shù)提到元件并非想要表 示"一個和僅有一個"，而是表示"一個或多個"。清楚地將本領(lǐng)域的普通技術(shù) 人員已知或者以后知道的該公開文獻(xiàn)全文中所述的各種實施例的元件的所 有結(jié)構(gòu)和功能等同物引用于此作為參考，并且希望由權(quán)利要求所包括。而 且，并非意圖將這里公開的任何內(nèi)容專門用于公眾，不管這樣的公開內(nèi)容 是否清楚地敘述在權(quán)利要求中。不應(yīng)當(dāng)根據(jù)35 U.S.C.§112第6款的條款理 解權(quán)利要求要素，除非該要素使用短語"用于......的裝置"清楚地敘述，或者
在方法權(quán)利要求的情況下，使用短語"用于......的步驟"敘述該要素。
權(quán)利要求
1.一種功率輸送系統(tǒng)，其包括a.旋轉(zhuǎn)變壓器，其具有初級繞組和次級繞組，將所述旋轉(zhuǎn)變壓器配置成在置于所述旋轉(zhuǎn)變壓器的固定側(cè)的一個或多個固定耦合元件與置于所述旋轉(zhuǎn)變壓器的旋轉(zhuǎn)側(cè)的一個或多個旋轉(zhuǎn)耦合元件之間傳輸功率，所述旋轉(zhuǎn)耦合元件與所述固定耦合元件共用中心軸，并且所述旋轉(zhuǎn)耦合元件適于相對于所述固定耦合元件旋轉(zhuǎn)；b.隔離變壓器，其適于驅(qū)動所述旋轉(zhuǎn)變壓器的所述初級繞組；c.一個或多個功率逆變級，將其配置成將輸入功率提供給所述旋轉(zhuǎn)變壓器的所述初級繞組，所述功率逆變級具有的輸出適于被求和并且被耦合到所述隔離變壓器；d.一個或多個輸出功率變換器，將其配置成接收來自所述旋轉(zhuǎn)變壓器的傳送功率，并且將所接收的功率變換到用于所述旋轉(zhuǎn)耦合元件的預(yù)期范圍；以及e.置于所述旋轉(zhuǎn)變壓器的旋轉(zhuǎn)側(cè)的一個或多個控制元件，將所述控制元件配置成關(guān)閉所述輸出功率變換器的預(yù)期和實際性能的反饋回路，并且將其進(jìn)一步配置成向所述旋轉(zhuǎn)變壓器的所述固定側(cè)提供一個或多個定時信號以控制所述功率逆變級。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率輸送系統(tǒng)，其中，所述多個功率逆變級 包括模塊化功率逆變級。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率輸送系統(tǒng)，其中，所述隔離變壓器適于 在多相配置中驅(qū)動所述旋轉(zhuǎn)變壓器的所述初級繞組。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率輸送系統(tǒng)，其中，將所述多個功率逆變 級置于所述旋轉(zhuǎn)變壓器的所述固定側(cè)，并且將所述多個輸出功率變換器置 于所述旋轉(zhuǎn)變壓器的所述旋轉(zhuǎn)側(cè)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率輸送系統(tǒng)，其中，所述旋轉(zhuǎn)變壓器的所述初級繞組包括容納在初級外殼內(nèi)的多個 繞組，并且所述旋轉(zhuǎn)變壓器的所述次級繞組包括容納在次級外殼內(nèi)的另外 多個繞組；并且其中，所述初級外殼和所述次級外殼包括一個或多個可導(dǎo)磁磁芯。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的功率輸送系統(tǒng)，其進(jìn)一步包括靜電屏蔽板，將所述靜電屏蔽板配置成屏蔽所述初級外殼和所述次級外殼中的至少一 個。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率輸送系統(tǒng)，其中，所述多個功率逆變級 包括多個AC/AC變換模塊，將所述模塊配置成獨立地將所述輸入功率的高 頻驅(qū)動和整流提供給所述旋轉(zhuǎn)變壓器。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的功率輸送系統(tǒng)，其中，將所述多個AC/AC 模塊配置成在磁性元件上對它們各自的輸出求和，并且其中，將所述磁性 元件配置成將電壓中心和電壓隔離輸出提供給所述旋轉(zhuǎn)變壓器的所述初級 繞組。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率輸送系統(tǒng)，其中，所述控制元件包括 控制回路電路，將其配置成控制從所述旋轉(zhuǎn)變壓器的所述次級繞組的功率輸送，將所述控制回路電路置于所述旋轉(zhuǎn)變壓器的所述旋轉(zhuǎn)側(cè)；以及 柵極驅(qū)動繞組，將其耦合到所述控制回路電路并且將其配置成將來自 至少一些所述旋轉(zhuǎn)耦合元件的實時柵極驅(qū)動波形傳送到至少一些所述功率 逆變級。
10. ^艮據(jù)權(quán)利要求1所述的功率輸送系統(tǒng)，其中，將所述旋轉(zhuǎn)繞組配 置成通過一個或多個高頻信號的疊加而允許所述旋轉(zhuǎn)耦合元件與所述固定 耦合元件之間的雙向 信。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率輸送系統(tǒng)，其進(jìn)一步包括輔助逆變器， 將所述輔助逆變器置于所述旋轉(zhuǎn)變壓器的所述固定側(cè)并且將其配置成通過 所述輔助逆變器的固定操作將輔助電源提供給所述旋轉(zhuǎn)變壓器。
12，根據(jù)權(quán)利要求11所述的功率輸送系統(tǒng)，其進(jìn)一步包括具有多抽頭繞組的輔助變壓器；以及輔助輸出調(diào)節(jié)器，將其置于所述旋轉(zhuǎn)變壓器的所述旋轉(zhuǎn)側(cè)并且將其配 置成調(diào)節(jié)來自那些輔助變壓器繞組的輸出。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率輸送系統(tǒng)，其進(jìn)一步包括-在環(huán)形變壓器中的獨立輔助繞組，其提供多個電壓輸出；以及 輔助輸出調(diào)節(jié)器，將其置于所述旋轉(zhuǎn)變壓器的所述旋轉(zhuǎn)側(cè)并且將其配置成調(diào)節(jié)來自那些輔助繞組的輸出。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率輸送系統(tǒng)，其進(jìn)一步包括靜電放電器， 將所述靜電放電器配置成基本防止靜電放電累積在所述旋轉(zhuǎn)耦合元件中的 一個或多個上。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的功率輸送系統(tǒng)，其中，所述靜電放電器包 括下列的至少一個在所述固定側(cè)與所述旋轉(zhuǎn)側(cè)之間的流電連接；以及 在所述固定側(cè)與所述旋轉(zhuǎn)側(cè)之間的離子連接。
16. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率輸送系統(tǒng)，其中，將所述旋轉(zhuǎn)變壓器 的所述繞組配置成用于允許通過一個或多個耦合高頻調(diào)制信號的疊加而進(jìn) 行雙向通信的雙重用途；并且其中，所述雙重用途包括將功率信號或定時信號通過所述繞組而傳送 的第一用途，和提供所述固定側(cè)與所述旋轉(zhuǎn)側(cè)之間的雙向通信的第二用途。
17. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率輸送系統(tǒng)，其中，所述功率輸送系統(tǒng)是CT (計算機(jī)斷層成像)系統(tǒng)的一部分。
18. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率輸送系統(tǒng)，其中，將所述功率輸送系 統(tǒng)配置成將功率輸送到x射線管。
19. 一種用于使功率逆變系統(tǒng)的一個或多個輸出與旋轉(zhuǎn)變壓器的初級 繞組隔離的裝置，所述旋轉(zhuǎn)變壓器適于在至少一個固定元件與至少一個旋 轉(zhuǎn)元件之間耦合功率，其中，將所述功率逆變系統(tǒng)配置成將輸入功率提供 給所述旋轉(zhuǎn)變壓器的初級繞組，所述裝置包括-隔離變壓器，將所述隔離變壓器配置成接收所述功率逆變系統(tǒng)的一個 或多個輸出的總和并且驅(qū)動所述旋轉(zhuǎn)變壓器的所述初級繞組。
20. —種在置于固定框架上的至少一個固定元件與置于旋轉(zhuǎn)框架上的 至少一個旋轉(zhuǎn)元件之間耦合功率的方法，將所述旋轉(zhuǎn)元件配置成圍繞所述 固定元件旋轉(zhuǎn)，所述方法包括對置于所述固定框架的多個功率逆變級中的每一個的輸出求和； 從旋轉(zhuǎn)變壓器的初級繞組隔離和屏蔽所求和的輸出； 將所述隔離變壓器耦合到旋轉(zhuǎn)變壓器的初級繞組；以及 操作所述隔離變壓器使得所述隔離變壓器驅(qū)動分裂旋轉(zhuǎn)變壓器的初級繞組，將所述分裂旋轉(zhuǎn)變壓器配置成接收來自所述功率逆變級的功率并且將感應(yīng)功率傳送到所述旋轉(zhuǎn)元件。
21. —種功率輸送系統(tǒng)，其包括a. 旋轉(zhuǎn)變壓器，其具有初級繞組和次級繞組，將所述旋轉(zhuǎn)變壓器配置 成在置于所述旋轉(zhuǎn)變壓器的固定側(cè)的一個或多個固定耦合元件與置于所述 旋轉(zhuǎn)變壓器的旋轉(zhuǎn)側(cè)的一個或多個旋轉(zhuǎn)耦合元件之間傳輸功率，所述旋轉(zhuǎn) 耦合元件與所述固定耦合元件共用中心軸，并且所述旋轉(zhuǎn)耦合元件適于相 對于所述固定耦合元件旋轉(zhuǎn)；b. 隔離變壓器，其適于驅(qū)動所述旋轉(zhuǎn)變壓器的所述初級繞組；c. 一個或多個功率逆變級，將其配置成將輸入功率提供給所述旋轉(zhuǎn)變壓器的所述初級繞組，所述多個功率逆變級具有的輸出適于被求和并且被耦合到所述隔離變壓器；其中，所述多個功率逆變級包括多個AC/AC變換模塊，將所述模塊配 置成獨立地將所述輸入功率的高頻驅(qū)動和整流提供給所述旋轉(zhuǎn)變壓器；并 且其中，將所述多個AC/AC模塊配置成在磁性元件上對求和它們各自的 輸出求和，并且其中，將所述磁性元件配置成將電壓中心和電壓隔離輸出 提供給所述旋轉(zhuǎn)變壓器的所述初級繞組；d. —個或多個輸出功率變換器，將其配置成接收來自所述旋轉(zhuǎn)變壓器 的傳送功率并且將所接收的功率變換到用于所述旋轉(zhuǎn)耦合元件的預(yù)期范 圍。21. —種用于通過旋轉(zhuǎn)變壓器控制功率輸送的控制系統(tǒng)，所述旋轉(zhuǎn)系 統(tǒng)具有初級繞組和次級繞組，并且將所述旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)配置成在置于固定側(cè)的 固定耦合元件與置于旋轉(zhuǎn)側(cè)的旋轉(zhuǎn)耦合元件之間傳輸功率，所述控制系統(tǒng) 包括一個或多個控制元件，將其置于所述旋轉(zhuǎn)側(cè)，將所述控制元件配置成 將定時信號提供給所述固定側(cè)以便控制將輸入功率提供給所述初級繞組的 一個或多個功率逆變級，所述控制元件包括至少一個控制回路電路，將所 述控制回路電路配置成控制來自所述旋轉(zhuǎn)變壓器的所述次級繞組的功率輸 送，將所述控制回路電路進(jìn)一步配置成關(guān)閉輸出功率變換器的預(yù)期和實際 性能的反饋回路，所述輸出功率變換器接收來自所述旋轉(zhuǎn)變壓器的傳送功 率并且將所接收的功率變換到用于所述旋轉(zhuǎn)耦合元件的預(yù)期范圍；以及柵極驅(qū)動繞組，將其耦合到所述控制回路電路并且將其配置成將來自 至少一些所述旋轉(zhuǎn)耦合元件的實時柵極驅(qū)動波形傳送到至少一些所述功率 逆變級。
22. —種用于非接觸功率輸送系統(tǒng)的靜電放電器，將所述非接觸功率 輸送系統(tǒng)配置成在一個或多個固定耦合元件與一個或多個旋轉(zhuǎn)耦合元件之 間傳輸功率，將所述旋轉(zhuǎn)耦合元件配置成相對于所述固定耦合元件旋轉(zhuǎn)；其中，將所述靜電放電器配置成基本防止靜電放電累積在所述旋轉(zhuǎn)耦 合元件中的一個或多個上。
23. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的靜電放電器， 其中，所述靜電放電器包括下列的至少一個 在所述旋轉(zhuǎn)耦合元件與所述固定耦合元件之間的流電連接；以及 在所述旋轉(zhuǎn)耦合元件與所述固定耦合元件之間的離子連接。
24. —種在功率輸送系統(tǒng)中的旋轉(zhuǎn)變壓器，所述功率輸送系統(tǒng)在固定 側(cè)的固定耦合元件與旋轉(zhuǎn)側(cè)的旋轉(zhuǎn)耦合元件之間傳輸功率，所述旋轉(zhuǎn)變壓 器包括初級繞組和次級繞組；其中，將所述旋轉(zhuǎn)變壓器的繞組配置成用于允許通過一個或多個耦合 高頻調(diào)制信號而進(jìn)行雙向通信的雙重用途；并且其中，所述雙重用途包括將功率信號或定時信號通過所述繞組而傳送 的第一用途，和提供所述固定側(cè)與所述旋轉(zhuǎn)側(cè)之間的雙向通信的第二用途。
全文摘要
一種功率輸送系統(tǒng)，其包括具有初級繞組和次級繞組的旋轉(zhuǎn)變壓器，將所述旋轉(zhuǎn)變壓器配置成在固定側(cè)的固定耦合元件與旋轉(zhuǎn)側(cè)的旋轉(zhuǎn)耦合元件之間傳輸功率。所述旋轉(zhuǎn)耦合元件與所述固定耦合元件共用中心軸，并且所述旋轉(zhuǎn)耦合元件適于相對于所述固定耦合元件旋轉(zhuǎn)。所述功率輸送系統(tǒng)包括驅(qū)動所述旋轉(zhuǎn)變壓器的初級繞組的隔離變壓器，和多個功率逆變級，所述功率逆變級的輸出適于被求和并且被耦合到所述旋轉(zhuǎn)變壓器。多個輸出功率變換器接收來自所述旋轉(zhuǎn)變壓器的傳送功率。將置于旋轉(zhuǎn)側(cè)的多個控制元件配置成關(guān)閉所述輸出功率變換器的預(yù)期和實際性能的反饋回路，并且控制所述功率逆變級。
文檔編號H01F38/18GK101632141SQ200780046769
公開日2010年1月20日 申請日期2007年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月20日
發(fā)明者A·C·德爾福奇 申請人:模擬技術(shù)公司