[发明专利]磁通导引结构

说明书

技术领域

本发明涉及磁通导引结构。本发明尤其但非唯一地涉及包含超材料的变压器结构。

背景技术

在磁共振成像（MRI）系统中，公知的是，使用作为磁导的磁感应耦合谐振器装置的阵列形式的超材料结构。使用超材料结构具有这样的优点，即可以不再需要使用铁来作为MRI系统中的磁导。

发明内容

在本发明的第一方面，提供一种结构，包括：

磁导，其包含多个谐振电路元件，各元件包括导电环部分，环部分的相对端通过电容元件彼此耦合，磁导的相邻谐振元件被布置成彼此磁感应耦合，从而允许由磁导支持磁感应（MI）波；

其中谐振元件中的至少一个在第一状态与第二状态之间是可切换的，在第一状态中元件被布置成支持MI波沿波导传播，在第二状态中元件被布置成阻止MI波沿波导传播。

本发明的实施例使得能够提供多种装置，其包括使用超材料结构的变压器和电机。这是因为超材料结构可被布置成显示出铁磁行为。可以制造显示出铁磁行为的超材料，而不需要铁或其他重材料的存在。因此，可以制造重量比相应的含铁结构低很多的铁磁超材料结构。

优选地是，磁导包括基本闭合的环，该结构配备有用于感应磁导中的MI波的输入部件。

输入部件可包括具有至少一匝的绕组。

绕组意思是围绕至少一部分磁导缠绕导体。该导体可以缠绕半匝（基本上180⁰），或多于半匝，例如一匝或更多匝。

优选地是，该结构还包括输出部件，用于通过由磁导支持的MI波在导体中感应电流。

输出部件可包括具有至少一匝的绕组。

这样的结构具有优点，即可以提供变压器结构而无需使用铁或铁基材料。

该结构可包括第一和第二输出部件，用于通过由磁导支持的MI波分别在第一和第二导体中感应电流。

磁导可用于通过第一可切换谐振元件阻止在第一导体中感应电流。

或者或另外，磁导可用于通过第二可切换谐振元件阻止在第二导体中感应电流。

可选择地，磁导可包括第一和第二基本闭合的磁通路径，第一输出部件设置在第一路径而非第二路径中，第二输出部件设置在第二路径而非第一路径中。

优选地，谐振元件中的至少一个通过与谐振电路元件的环部分串联设置的开关是可切换的。

该结构可包括转子构件，转子构件具有设置在其上的至少一个谐振电路元件，转子构件可绕横轴旋转，从而可使至少一个谐振电路元件在磁导的一对相邻谐振电路元件之间通过，该结构可用于在磁导中感应MI波，从而使得转子构件转动。

该结构是可操作的，从而转子的谐振电路元件可磁感应耦合到所述磁导的至少一个谐振电路元件，所述耦合被布置成在使转子绕横轴旋转的方向上、在转子的谐振电路元件与磁导的所述至少一个谐振电路元件之间生成力。

转子可配备有绕横轴设置的一圈谐振电路元件，该一圈谐振电路元件各自被设置成离所述横轴基本等距。

在本发明的第二方面，提供一种结构，包括：包含多个谐振电路元件的磁导，各元件包括导电环部分，环部分的相对端通过电容元件彼此耦合，磁导的相邻谐振元件彼此磁感应耦合；以及至少第一绕组构件，该第一绕组构件磁感应耦合到磁导的第一谐振电路元件，该第一绕组构件被布置成当交流电在第一绕组中流动时允许在磁导中建立磁感应波，使所述交流电在充分接近并低于磁导的谐振电路元件的谐振频率的频率处流动。

绕组意思是围绕至少一部分磁导缠绕导体。该导体可以缠绕半匝（基本上180⁰），或多于半匝，例如一匝或更多匝。

优选地是，该结构包括第二绕组构件，该第二绕组构件磁感应耦合到磁导的第二谐振电路元件。

第一绕组可被布置成允许在其中流动的交流电通过磁导的相邻谐振电路元件之间的磁感应耦合在第二绕组中感应相应的交流电。

这种结构具有优点，即可以提供变压器结构而无需使用铁或铁基材料。

 优选地，磁导的谐振电路元件包括开关构件，该开关构件被布置成阻止在第一绕组中流动的交流电在第二绕组中感应相应的交流电。

优选地，磁导包括多个彼此并联连接的磁导部分，各部分具有围绕其设置的绕组。

磁导的谐振电路元件优选地包括开关构件，该开关构件被布置成阻止在第一绕组中流动的交流电在第二绕组中感应相应的交流电。

优选地，开关构件被设置在磁导的位置，从而可基本上阻止沿着磁导部分的磁通流。

开关构件可设置成与谐振电路元件的环部分串联，并且与谐振电路的电容元件并联。