CN117730459A - 用于电互连的盒装置 - Google Patents
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Abstract
一种装置包括插入块,所述插入块又包括接触元件以电联接到一组电缆中的第一导体。插入块还包括第一互连部,每个第一互连部包括通过插入块的体积形成的通道。装置还包括绝缘体块,所述绝缘体块联接到插入块并且包括与一组第一互连部对准的第二互连部。装置进一步包括背板,所述背板联接到绝缘体块并且包括与一组第一互连部和一组第二互连部对准的一组第三互连部。在使用期间,电缆可通过第一互连部、第二互连部和第三互连部设置,使得对于每个电缆,该电缆的第二导体与插入块电绝缘并且电联接到背板。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求于2021年5月20日提交的、名称为“用于电互连的盒装置(CARTRIDGEAPPARATUSES FOR ELECTRICAL INTERCONNECTION)”的美国临时申请第63/190,883号的优先权,其全部公开内容通过引用并入本文。
背景技术
某些马达、螺线管、致动器、灯和其他装置需要高电流或高电压输送。进而,这通常需要在装置附近连接大量电缆,同时仍然期望互连的紧凑性。出于可操作性、经济原因和/或其他系统设计考虑,在这样的情况下通常需要或期望使用多个电缆(而不是单个、大/高容量电缆)。输送高电流、高电压和快速变化的电流的这样的电缆的紧密放置可能增加发热、局部阻抗变化(例如,互连处增加的杂散电感)或有问题的电场拓扑的发生率。
作为示例,在若干系统,例如在美国专利第9,145,874号和第9,741,457号中一般公开的粒子加速系统中,可以采用诸如磁线圈的电部件来操纵等离子体和/或其他材料,并且为了有效可能需要高磁场。进而,这需要将高电流施加到电部件。传统的连接方案通常体积庞大且难以集成,并且还会通过增加寄生电感而导致性能损失;这对于低电感负载尤其有害。这又可能导致更大的系统成本和/或更低的性能,原因是必须储存和输送更多的能量以将期望量的能量传递到诸如磁线圈的负载中。
然而,转换到紧凑的系统设计会导致线圈彼此紧密靠近和/或紧密靠近(一个或多个)电部件的放置,这又对诸如经由同轴电缆向电部件输送高电流的电路造成显著的空间限制。有限的电流输送又会限制例如可以由(电部件)磁线圈生成的磁场。
发明内容
因此,对于盒装置存在未满足的需求,所述盒装置包括这样的盒装置,其通常能够将大量电流供应电缆合并成紧凑的占用空间,同时保持以上述阻抗、发热和/或其他不期望的效果供应高电压、高电流和/或脉冲电流/电压的能力。
本文公开的方面涉及一种用于将一组电缆连接到电部件的装置。所述装置包括插入块,所述插入块限定第一表面和第二表面以及其间的体积,所述插入块是导电的。所述插入块包括设置在所述第一表面上以电联接到所述一组电缆中的一组第一导体的一组接触元件。所述插入块还包括通过所述插入块的体积布置为阵列的一组第一互连部,每个第一互连部包括通过所述插入块的体积形成的通道。所述装置还包括绝缘体块,所述绝缘体块在所述第二表面处联接到所述插入块,并且包括与所述一组第一互连部对准的一组第二互连部,所述绝缘体块是电绝缘的。所述装置进一步包括背板,所述背板联接到所述绝缘体块并且包括与所述一组第一互连部和所述一组第二互连部对准的一组第三互连部,所述背板是导电的。以该方式,所述一组电缆中的一组第二导体可通过所述一组第一互连部、所述一组第二互连部和所述一组第三互连部设置,使得所述一组第二导体与所述插入块电绝缘并且电联接到所述背板。
本文公开的方面还涉及一种组装用于将一组电缆联接到电部件的装置的方法。所述方法包括将插入块联接到绝缘体块,所述插入块限定第一表面和第二表面以及其间的体积,使得所述绝缘体块在所述第二表面处联接到所述插入块。所述绝缘体块是电绝缘的,而所述插入块是导电的。所述插入块包括设置在所述第一表面上以电联接到所述一组电缆中的一组第一导体的一组接触元件。所述插入块还包括通过所述插入块的体积布置为阵列的一组第一互连部,每个第一互连部包括通过所述插入块的体积形成的通道。所述联接进一步包括将所述绝缘体块的部分设置在所述插入块内,使得所述绝缘体块的一组第二互连部中的每个第二互连部至少部分地设置在所述一组第一互连部中的对应第一互连部的宽部分内。所述方法进一步包括将背板联接到所述绝缘体块,所述背板是导电的,使得所述背板的一组第三互连部中的每个第三互连部与所述绝缘体块的所述一组第二互连部中的对应第二互连部对准。以该方式,在使用期间,所述一组电缆中的一组第二导体可通过所述一组第一互连部、所述一组第二互连部和所述一组第三互连部设置,并且所述一组电缆中的所述一组第二导体可与所述插入块电绝缘并且可电联接到所述背板。
本文公开的方面还涉及一种经由联接到装置的一组电缆将电流循环到电部件的方法。所述方法包括将电流输送到联接到所述装置的所述一组电缆。所述装置包括插入块,所述插入块限定第一表面和第二表面以及其间的体积,所述插入块是导电的并且电联接到所述电部件。所述插入块包括设置在所述第一表面上的一组接触元件,所述一组接触元件电联接到所述一组电缆中的一组第一导体。所述插入块还包括通过所述插入块的体积布置为阵列的一组第一互连部,每个第一互连部包括通过所述插入块的体积形成的通道。所述装置还包括绝缘体块,所述绝缘体块联接到所述插入块并且包括与所述一组第一互连部对准的一组第二互连部,所述绝缘体块是电绝缘的。所述装置进一步包括背板,所述背板包括与所述一组第一互连部和所述一组第二互连部对准的一组第三互连部。所述一组电缆通过所述一组第一互连部、所述一组第二互连部和所述一组第三互连部设置,使得对于所述一组电缆中的每个电缆,该电缆的第二导体与所述插入块电绝缘并且电联接到所述背板,所述背板是导电的。所述输送电流的步骤进一步包括经由所述背板和所述插入块中的一个将电流输送到所述电部件。所述方法进一步包括经由所述插入块和所述背板中的另一个从所述电部件接收返回电流。
本文公开的方面还涉及一种用于将一组电缆联接到电部件的装置。所述装置包括插入块,所述插入块限定第一表面和第二表面以及其间的体积,所述插入块是导电的。所述插入块包括设置在所述第一表面上以电联接到所述一组电缆中的一组第一导体的一组接触元件。所述插入块还包括通过所述插入块的体积布置为阵列的一组第一互连部,每个第一互连部包括通过所述插入块的体积形成的通道。所述装置进一步包括绝缘体块,所述绝缘体块在所述第二表面处联接到所述插入块,并且包括与所述一组第一互连部对准的一组第二互连部,所述绝缘体块是电绝缘的。以该方式,所述一组电缆中的一组第二导体可通过所述一组第一互连部和所述一组第二互连部设置,使得所述一组第二导体与所述插入块电绝缘。
本文公开的方面还涉及一种套件,所述套件包括一组电缆,所述一组电缆中的每个电缆包括第一导体和第二导体。所述套件进一步包括插入块,所述插入块限定第一表面和第二表面以及其间的体积,所述插入块是导电的。所述插入块包括设置在所述第一表面上以电联接到所述一组电缆中的一组第一导体的一组接触元件。所述插入块进一步包括通过所述插入块的体积布置为阵列的一组第一互连部,每个第一互连部包括通过所述插入块的体积形成的通道。所述套件进一步包括绝缘体块,所述绝缘体块在所述第二表面处可联接到所述插入块并且包括能够与所述一组第一互连部对准的一组第二互连部,所述绝缘体块是电绝缘的。所述套件还包括背板,所述背板能够联接到所述绝缘体块并且包括能够与所述一组第一互连部和所述一组第二互连部对准的一组第三互连部,所述背板是导电的。以该方式,其中所述一组电缆中的一组第二导体可通过所述一组第一互连部、所述一组第二互连部和所述一组第三互连部设置,使得所述一组第二导体能够与所述插入块电绝缘并且能够电联接到所述背板。
附图说明
图1示出了适合于将载流电缆连接到电感器或其他负载的盒装置的一部分。
图2是图1的盒装置的另一视图。
图3示出了在插入如本文所公开的盒装置(例如图1的盒装置)之前如何剥离同轴电缆并将其附连到附加部件。
图4示出了连接到图1的盒装置的一组同轴电缆。
图5示出了通过盒装置(例如图1的盒装置)的互连部的截面图,并且还示出了设置在互连部中的同轴电缆。
图6示出了示例性的盒设备。
图7是组装盒装置的示例性方法的流程图。
图8是使用盒装置将电流循环到电部件的示例性方法的流程图。
具体实施方式
盒装置
图1-6大体上示出了盒装置101及其各种部件,其适合与在有限空间中需要高电流输送的任何电部件、装置、系统、部件等一起使用。例如,盒装置101可以在诸如但不限于医用同位素发生器、粒子加速器、回旋加速器、雷达、感应加热系统、脉冲激光源、电传输系统、磁体形成系统、聚变反应堆和/或类似物的系统中得到应用。在一些情况下,电部件可以是或包括磁线圈。
图1和2是没有附接任何电缆的盒装置101的部分的透视图。图3是可插入到盒装置101中的电缆的结构和部件的详细视图,而图4-6示出了使用中的盒装置101,其中同轴电缆(例如,图3的同轴电缆)附接用于输送电流/电压。图6示出了包括盒装置601的系统/设备600,该盒装置具有比装置101更多数量的可附接的电缆。应当理解,尽管为了简单起见在本文中关于同轴电缆进行了图示和描述,但是可以采用任何其他合适的电缆设计,诸如双绞线对、三轴电缆和/或类似物,如在下一部分中更详细地解释。
盒装置101可以适于和/或有用于需要或期望高体积密度电缆(例如同轴电缆)的任何环境。此外,当需要或期望传输高电压(例如,高达10kV、高达20kV、高达35kV、高达50kV、高达75kV、高达100kV,包括其间的所有值和子范围)、高电流(例如,高达1兆安培(MA)、高达2MA、高达3MA、高达4MA,包括其间的所有值和子范围)、高电流变化率(例如,高达1.e11A/s)、低电抗阻抗时,盒装置101可以是特别有用的。
盒装置101包括插入块102、绝缘体块103和板519(有时也称为“背板”,des)。插入块102示出为大致长方体形状,并且可以包括第一表面104a、相对的第二表面104b以及位于其间的基体或主体部分105,所述基体或主体部分可以由任何合适的导电材料构成,例如但不限于铝、铝合金、钢、铜合金、陶瓷-金属混合物和/或其组合。主体部分105可以包括插座106,所述插座构造成用于机械连接插入块102以支撑盒装置101,例如通过在插入块102和介电板(例如,参见图6中的侧板623)之间形成机械连接。尽管示出为槽,但是应当理解,可以在主体部分105上采用任何合适的阳连接器(例如,插头、销、螺钉、插脚等)或阴连接器(例如,槽、插口等),以便于为盒装置101提供机械支撑。
通过主体部分105形成用于接收电缆的多个互连部(有时也称为“第一互连部”)或通道107。互连部107设置为N×M阵列,其包括例如28个互连部(4×7阵列)、50个互连部、100个互连部、200个互连部、500个互连部、1000个互连部、2000个互连部或5000个互连部,包括其间的所有值和子范围。更少或更多的第一互连部也是可能的。通常,互连部107的数量和/或布局可以基于待连接的电缆的数量、电缆的尺寸等。以这种阵列状布局形成互连部107相对于常规集电板压缩了电缆的空间分布,常规集电板通常包括线性电缆布局,因此对于相同的(N×M)数量的电缆需要比盒100宽得多。例如,相邻互连部之间的中心到中心间隔可以为约0.1英寸、0.5英寸、1英寸、1.5英寸、2英寸或大于2英寸,包括其间的所有值和子范围。在一些情况下,中心到中心间隔可以低到诸如连接电缆所需的间隙、用于支持电缆中的返回电流的屏蔽厚度等因素所允许的程度。在一些情况下,可以使用互连部107的甚至更高密度的布局,诸如例如具有预定偏移(例如,60度)的交错保持图案/布局。
每个互连部107可以包括和/或对准设置在插入块102的第一表面104a上的相应接触元件108。每个接触元件108可以由任何合适的导电材料(例如,铜)组成,并且可以用于电联接到其对应电缆的导体(有时也称为“第一导体”),诸如电缆313到互连部107的屏蔽/接地、双绞线电缆的一个导线(未示出)和/或类似物。在一些情况下,电缆313可以包括根据无线电引导(RG)规范的任何电缆或其组合。例如,电缆313可以是RG 213和RG 217的混合,具有10美国线规(AWG)实芯和双屏蔽。然后接触元件108可以尺寸设计成与电缆313匹配。如图3和5中所示,电缆313可以在插入互连部107之前被剥离,但是电缆的端部和互连部107可以共同构造用于任何合适的连接机构以确保电连接性和连接处的减小阻抗,这又导致连接处的减少反射。(例如)屏蔽层313c和接触元件108之间的电联接可以以任何方式形成,例如经由螺钉端子。
参考图3和5,在每个第一互连部107及其对应的第二互连部210内,导电连接器311(有时也称为“端部”、“端件”等)至少部分地如图所示设置。通常,这种连接器可以用于将电缆313的载流导体联接到背板519,并且可以包括但不限于对接连接器、铲形连接器、插头和插座连接器、刀片连接器、环形端子、叉形端子、接线柱、夹头、其组合和/或类似物。在一些情况下,连接器是可选的,并且电缆313的导体可以诸如经由压接、软钎焊、硬钎焊、焊接、其组合和/或类似方式直接联接到背板519。
回到图3和5中所示的示例性连接器311,当电缆313经由由互连部107的接触元件108限定的开口插入该互连部107时,连接器311可以在连接器的第一端311a处电联接到其对应的导体313a(或更一般地,电缆的导体,有时也称为“第二导体”)。连接器311可以由黄铜(即,有时被称为“黄铜端”)和/或可以以任何合适的方式(例如,机械加工、模制、挤出和/或类似方式)形成的任何其他合适的电导体构成。每个连接器311可以在其第一端311a处包括孔(例如,在一些情况下,螺纹孔),所述孔接收电缆313的导体313a,用于例如经由软钎焊或硬钎焊进行电和机械联接。每个连接器311还可以在其第二端311b处包括另一孔,所述另一孔诸如经由例如焊接联接到螺纹杆312(例如,钢杆),所述螺纹杆又用于将连接器311固定并电连接到背板519(参见图5,有时也称为“高压(HV)板”)。导体313a可以由任何合适的导体构成,包括但不限于铝、铜、钢和/或类似物。以该方式,螺纹杆至少部分地设置在背板519的第三互连部507(下面解释)中。
相对于常规的平面上布线布置,该布置具有较低的电感。不受任何特别理论的限制,通过使用连接器311和电缆313,在电流运载和电流返回之间可以潜在地填充有磁场的体积很小或没有(如在常规的平面上布线布置中的情况)。这样的小体积(如果有的话)不会显著地或有意义地增加与电缆313建立的连接的电感。此外,使用连接器311将电缆313联接到背板519还可以导致通量排除,特别是对于脉冲电流。
如图5中所示,每个互连部107可以包括窄部分515和宽部分516,窄部分515a用于通过使电流返回路径物理上更靠近导体313a来排除通量并降低与电缆导体313a相关联的电感。因此,导体313a上的磁力基本上是平衡的,这对于高电流应用是特别期望的。例如,窄部分515的近似直径可以与电缆313的绝缘体层313b(参见图5)大致相同。因此,这减少了可能存在于电缆313和主体部分105之间的间隙空间中的任何通量(例如,当主体部分105由导体(诸如铝或任何其他合适的材料)制成时)。由于该设计使主体部分105更靠近导体313a,因此它最终减小了互连部107的电感。
通常,宽部分516的横截面积和/或直径可以大于窄部分515的横截面积和/或直径。例如,在一些情况下,窄部分515的横截面直径可以大致等于设置在该第一互连部中的同轴电缆313(或者,作为替代,双绞线的一个导体)的横截面直径,其中去除了其屏蔽层313c。作为另一示例,在一些情况下,宽部分516的横截面直径大致等于或大于绝缘体块103的侵入部分的横截面直径。
图3、5示出了通过插入块102和绝缘体块103的互连部插入的示例性电缆313的细节。电缆313的外护套313d和屏蔽层313c对于插入到插入块102和绝缘体块103中的电缆的部分被剥离。屏蔽层313c的一部分突出超过护套313d以用于联接到接触元件108(参见图5)。绝缘体/介电层313b被保持用于电缆313的一部分,所述部分在其远端处被剥离以暴露中心导体313。导体313a又联接到连接器311,所述连接器(在其另一端处)联接到杆,所述杆在组装之后至少部分地设置在绝缘体块103内(参见图5)。在将电缆313插入到插入块102和绝缘体块103中之前,可以产生并预组装图3中所示的电缆设备。为了产生图3的电缆设备,可以去除护套313d的一部分以产生该电缆的第一暴露部分314a,使得屏蔽层313c被暴露。然后,去除屏蔽层313c的一部分以产生第二暴露部分314b,使得绝缘层313b被暴露。如稍后更详细地描述,屏蔽层313c的一部分可以联接到接触元件108以建立电流的返回路径。然后,去除绝缘层313b的一部分以产生包括导体313a的第三暴露部分314c,以便将导体313a联接到板519。对于涉及其他电缆(诸如双绞线)的重复,可以对两个导体中的一个采用类似的方法,除了不需要去除屏蔽层或外护套。
由于从电缆313通过连接器311到背板519的阻抗的逐渐变化,电缆313的连接处的阻抗匹配也通过该布置来实现。与常规方法相比,可以导致电和/或无线电噪声、能量损耗和/或电压瞬变的互连部处的反射被盒装置101减少和/或以其他方式减轻。在常规的平面上布线方法中经常看到的这样的反射可能最终导致电气故障和失效,并且可能需要附加的缓解电路,诸如例如缓冲器,这导致进一步的电路复杂性和能量损耗。
另外,电缆313的这种互连(即,如由连接器311和背板519建立)经受显著减小的拉普拉斯力或不经受拉普拉斯力,原因是电缆313的芯导体上的磁力围绕其中心轴线平衡(即,轴对称),使得其不经受净力。相反,当电缆与常规集电板接合时,端部连接器不对称地返回电流并在电缆上产生净拉普拉斯力。更具体地,一旦电缆313放置在互连部107中,导体313a就基本上完全被主体部分105的导电材料包围。因此,在导体313a上没有净拉普拉斯力。相反,对于常规的集电板,电缆313的同轴屏蔽件被剥离以产生中心导体的长部段,其在所有侧上不具有返回导体;而是在一侧上形成返回导体以将电流载回到屏蔽件。该并排的电流导体设计在中心导体上产生净拉普拉斯力。导体上的拉普拉斯力可能导致变形和长期损坏,尤其是在运载高电流和/或脉冲/重复电流的导体中。
此外,盒装置101的若干方面用于将不同电缆313中的电流/电压彼此隔离和/或绝缘,尤其是当电缆313处于不同的电位时。例如,在不同频率和/或电压下操作的不同电容器组可以经由不同的电缆313附接到相同的盒装置101。此外,如本文所述,在整个操作电流/电压范围内,电缆313通过连接器311连接到背板519之间的阻抗匹配得到改善,这又导致效率提高。作为另一示例,取决于电压的性质,缓冲器和/或滤波器电路可以附接到一些连接点(例如,附接到联接导体313a-螺纹杆312设备)。
图1、2和4-6示出了绝缘体块103,其连接到与第一表面104a相对的插入块102的第二表面104b,其中电缆313连接到装置101。绝缘体块103和插入块102之间的联接可以以任何合适的方式实现,例如通过将绝缘体块103压缩在插入块102和背板519之间,通过使用紧固件、压接、软钎焊和/或类似方式。
通常,绝缘体块103可以由任何合适的电绝缘材料构成,例如具有足够高的介电强度和低表面循迹的高密度聚乙烯(HDPE)。
绝缘体块103可以用于在插入块102和背板519之间产生电绝缘屏障,其有时可以处于不同的电位。然而,应当理解,绝缘体块103、插入块102和背板519可以各自独立地以静态或间歇/时变方式(例如,脉冲、振荡和/或类似方式)设置在地电位、中性电位、正电位或负电位。
例如,在一些使用情况下,电联接到电缆313(或双绞线对中的一个导线)的屏蔽层313c的插入块102可以在使用期间获得负电位或接地电位(例如,连续地或间歇地),而电联接到电缆313(或双绞线对中的另一个导线)的导体313a的背板519可以获得正电位(例如,连续地或间歇地,例如与插入块102的电位变化同步)。类似于插入块102,绝缘体块103可以包括与对应的互连部107对准/连续的互连部或通道210(有时也称为“第二互连部”)。如图5中所示,绝缘体块103的部分侵入互连部107的宽部分516,使得第二互连部210中的每一个至少部分地设置在其对应的第一互连部107的宽部分516内。电缆上的绝缘体313b和互连部内的绝缘体块103的部分的组合允许输送更高的电压。
图5还示出了如何使用垫圈将螺纹杆312附接到背板519。以该方式,背板519用作电联接到所有电缆313的中心导体313a的集电板。背板519可以由任何合适的导电材料构成,例如铝。类似于插入块102和绝缘体块103,背板519可以包括与对应的第一互连部107和第二互连部210对准/连续的互连部或通道507(有时也称为“第三互连部”)。如本文更详细地解释,每个电缆313然后可通过第一互连部107、其对应的第二互连部210和其对应的第三互连部507中的一个设置,使得该电缆的第二导体(例如,同轴电缆的中心导体)与插入块102电绝缘并且电联接到背板519。
图5还示出了轴向相隔距离517(有时也称为“循迹距离”或“表面循迹距离”),其可以表征为设置在第一互连部107中的电缆313的绝缘部(例如,绝缘层313b)的一部分与侵入该第一互连部107中的绝缘体块103的部分之间的重叠的范围、程度或长度。相隔距离517通常表示块103和绝缘体层313b的侵入部分之间的间隙配合如何导致块102和背板519之间的相隔距离517。相隔距离517(即,块103和绝缘体层313b之间的重叠)的大小越大,对由于沿着块103和绝缘体层313b之间的间隙跟踪来自导体313a的电流而可能发生的电介质击穿的弹性越大,并且可以施加/输送到板519的电压越大。在一些情况下,轴向相隔距离可以为约0.5英寸、约1英寸、约2英寸、约4英寸、约6英寸、约8英寸、约10英寸、约12英寸、约15英寸或插入块的整个长度,包括其间的所有值和子范围。图5还示出了导体313a和块102之间的线性距离518,并且表示这些元件之间的线性分离。绝缘体块103和绝缘体层313b的介电性质以及这些中的每一个沿着线性距离518的厚度可以作为该设备对沿着线性距离518的电击穿的弹性的因素。
在一些方面,本文描述的系统和装置可以包括任何合适的机构,用于将各种部件(例如,插入块102、绝缘体块103和背板519)压缩地和/或强制地相对于彼此保持在适当的位置和/或用于将系统/装置联接到其他部件(例如,磁线圈、馈电板等)。该机构可以包括但不限于一个或多个侧板、夹具、螺栓(导电或介电/绝缘)、钉子、夹子、闩锁、铆钉、其组合。特别地不受任何理论的限制,经由插入块102输送到电缆313的返回电流将倾向于使插入块相对于装置101的其余部分机械地移动,并且进而可能导致设置在装置101内的电缆的应力和/或断裂。如本文所述的保持机构可以防止这种故障。
作为这种保持机构的示例,图6示出了已装配并在使用期间附接有同轴电缆313的示例性设备/系统600的侧视图。图6还示出了侧板623,其接合和/或以其他方式机械地联接到块102(例如,经由接合插座106的紧固件)和背板519,使得绝缘体块103以压缩联接的方式保持抵靠块102和背板519。保持机构(这里是侧板623)可以由任何合适的介电材料形成,例如玻璃纤维层压件(例如G-10)。设备600可以包括相同的侧板和/或也设置在相对侧上的另一保持机构(未示出)。
图6中的装置601可以接合比图1-2和4中所示的更多或更少数量的电缆313,这又可以用于输送更大的电压,并且示出了盒设计的可扩展性。通常,对于任何给定的最终用途,与常规方法相比,即使在保持电缆的数量恒定时,装置601也允许通过每个电缆输送更大的电流,并且可以采用增加电缆的数量来输送更大的电压。
在一些情况下,设备600可以附加地或替代地是较大设备或系统的一部分,例如用于等离子体研究/开发或医学同位素生成的系统。这样的设备的设计(例如,各种部件的形状、部件的布局等)可以基于例如模拟电流密度研究以避免电流拥挤并减少杂散电感。欧姆加热大体上与I2*R成比例,因此由于高电流I和/或高电阻R,电流拥挤可能是危险的,并且可能进一步导致高电流应用中的机械故障。
设备600包括盒装置601(包括背板519)、第一馈电板620和第二馈电板621,但是应当理解,根据特定设备的形状和/或布局,可以采用附加的板。板620、621可以由任何合适的导电材料构成,例如铝。第一馈电板620在一端处电联接到背板519,并且可以在另一端处联接到任何负载/电部件,诸如例如本文所示的磁线圈622,以经由线圈622的正端子将电流从电缆313输送到线圈622。背板519和馈电板620之间的联接可以以减小或最小化电阻并且增加或最大化板之间的接触压力的任何合适的方式执行。例如,在一些情况下(未示出),可以采用诸如搭接连接(以增加这些部件之间的表面积和夹紧力)和/或磁通间隙(以引导电流流动,并且进而进一步减小阻抗并防止短路,否则会导致不良连接和电弧)的特征。
对于返回路径,线圈622(例如,线圈622的负端子)可以电联接到第二馈电板621,所述第二馈电板又电联接到插入块102,以经由块102的接触元件108为电流建立返回路径。第二馈电板621和桥接板624之间的联接可以以与板519、620基本相同的方式进行,并且在一些情况下(未示出),可以采用搭接连接和/或磁通间隙。第二馈电板621和插入块102之间的联接可以靠近接触元件108进行,这可以减少或最小化插入块102的主体105内的杂散电感。通常,应当理解,根据为特定设备选择的部件的形状和布局,在第一馈电板620和背板519之间、在第二馈电板621和插入块102之间、在第一馈电板620和线圈622之间和/或在第二馈电板621和线圈622之间可以存在附加板。
流过设备600的电流通常可以如下。电联接到电缆313的屏蔽层313c的插入块102保持在负电位或接地电位。电流通过中心导体313a输送到背板519,并且经由板620联接到线圈622。来自线圈622的返回电流联接到板621中,并且进而联接到插入块102。插入块内的电流经由接触元件108通过屏蔽层313c。
尽管图6示出了用于电流输送和返回的馈电板620、621的使用,但是应当理解,这些板中的一者或两者的使用可以是可选的。换句话说,在一些情况下,插入块102可以在没有任何中间电部件的情况下直接电联接到线圈622的布线,和/或背板519可以在没有任何中间电部件的情况下直接电联接到线圈622。在其他情况下,可以采用其他电部件(除了所示馈电板之外或替代所示馈电板)用于电流输送和/或返回。
在一些情况下,本文所述的任何盒装置的一个或多个部件(例如,插入块102和/或背板519)可以包括通过它们的体积形成或钻穿的一个或多个通道/通孔,用于循环冷却流体,诸如水、乙二醇、聚乙二醇、其组合和/或类似物。冷却流体可以经由设置在(一个或多个)通孔内的管道循环,或者直接注入通孔和从通孔去除,诸如使用到(一个或多个)通孔的流体密封连接。每个部件可以具有其自身的冷却装置,或者单个冷却设备可以包含多个部件,诸如例如穿过插入块中的通孔以及背板的通孔的单个管道。以插入块102作为代表性示例,冷却通道/通孔可以以任何合适的方式形成,包括但不限于平行于互连部120(例如,散布有互连部、设置在互连部的外周边上、其组合)、垂直于互连部(即,从插入块102的一侧延伸到相对侧)和/或类似方式。
在一些情况下,通过插入块、绝缘体块和背板形成的一些互连部可以用于循环冷却流体,如本文所述。关于哪些互连部与电缆313一起使用以及哪些互连部用于冷却的任何合适的选择都在本文公开的实施例的范围内。在这种情况下,不需要单独的冷却互连部,并且可以动态利用互连部120来进行电连接或冷却流体输送。附加地或替代地,在一些情况下,联接到装置的一个或多个电缆313可以是流体冷却电缆。例如,每个这样的流体冷却电缆可以包括最外面的橡胶软管/层,用于以流体密封的方式容纳水或另一种冷却剂,例如通过使用钢带将橡胶软管固定在电缆的两端。
在一些情况下,冷却剂可以包括可以如本文所述循环的介电材料(例如油),或者(附加地或替代地)装置作为整体可以在组装之后浸没在冷却剂中,使得冷却剂渗透到互连部120和/或单独形成的冷却互连部中可以允许装置的冷却。本文公开的冷却方法的各方面对于在高功率和/或高重复率应用中使用该装置可以是特别有益的,其中可能存在由流过插入块和/或背板的电流生成的大量热量。
图7示出了用于组装用于将一组电缆联接到电部件的装置(诸如例如装置101和/或601和/或其结构上和/或功能上类似的变型)的示例性方法700。在一些情况下,电部件可以是磁线圈。
参考装置101或601解释,在步骤710,方法700包括将插入块(例如插入块102)连接到绝缘体块(例如绝缘体块700)。插入块是导电的,并且绝缘体块是电绝缘的。插入块限定第一表面(例如,表面104a)、第二表面(例如,表面104b)和其间的体积,使得绝缘体块在第二表面处联接到插入块。插入块包括设置在第一表面上以电联接到该组电缆(例如,电缆313)中的一组第一导体(例如,屏蔽层313c)的一组接触元件(例如,接触元件108)。插入块还包括通过插入块的体积布置为阵列的一组第一互连部(例如,互连部107),其中每个第一互连部包括通过插入块的体积形成的通道。
还如步骤710所示,联接可以包括将绝缘体块的部分设置在插入块内(例如,参见图5),使得绝缘体块的每个第二互连部(例如,互连部210)至少部分地设置在对应的第一互连部的宽部分(例如,部分516)内。
在步骤720,方法700进一步包括将背板(例如,板519)联接到绝缘体块,其中背板是导电的。以该方式,背板的每个第三互连部(例如,互连部507)与绝缘体块的对应的第二互连部同轴和/或对准。然后在使用期间,一组电缆可通过第一互连部、第二互连部和第三互连部设置,使得对于每个电缆,该电缆的第二导体(例如,中心导体313a)可与插入块电隔离并且可电联接到背板。
在一些情况下,方法700进一步包括将第一馈电板(例如,板620)联接到背板,然后将第一馈电板联接到电部件(例如,线圈622),以允许在使用期间将电流从电缆传递到电部件。在一些情况下,方法700进一步包括将第二馈电板(例如,板621)联接到电部件以建立来自电部件的返回电流的返回路径,并且将第二馈电板联接到插入块以允许返回电流通过该组接触元件返回。在一些情况下,方法700进一步包括在没有任何中间部件的情况下将装置直接电联接到电部件(例如,将插入块和背板直接联接到线圈622)。
在一些情况下,方法700进一步包括通过将电缆设置成穿过第一组互连部、第二组互连部和第三组互连部,将电缆连接到装置,使得对于每个电缆,该电缆的第二导体与插入块电绝缘。方法700可以进一步包括诸如例如经由使用图5中所示的连接器311和杆312将每个电缆(诸如同轴电缆或双绞线)的第二导体联接到背板。
在一些情况下,电缆是同轴电缆,并且方法700可以进一步包括通过(对于每个电缆)从该同轴电缆的端部沿其长度去除该同轴电缆的外护套(例如,护套313d)的一部分以产生该同轴电缆的第一暴露部分(例如,部分314a)来将该组同轴电缆联接到装置。方法700可以进一步包括从第一暴露部分去除该同轴电缆的屏蔽层的一部分(例如,层313c)以产生该同轴电缆的第二暴露部分(例如,部分314b)。方法700可以进一步包括从第二暴露部分去除该同轴电缆的绝缘层的一部分(例如,层313b)以产生该同轴电缆的第三暴露部分(例如,部分314c),第三暴露部分包括该同轴电缆的中心导体(例如,导体313a)作为第二导体。
在一些情况下,方法700可以进一步包括将同轴电缆的中心导体联接到连接器的第一端(例如,连接器311的端部311a)中,并且将连接器的第二端(例如,端部311b)连接到杆(例如,杆312)。方法700可以进一步包括经由选择的第一互连部、其对应的第二互连部和其对应的第三互连部将同轴电缆插入到装置中,使得连接器抵靠背板并且杆突出超过背板(参见图5)。方法700可以进一步包括将该同轴电缆的屏蔽层的其余部分(参见图3)作为第一导体联接到插入块的对应接触元件。方法700可以进一步包括将杆固定在背板上。
在其他情况下,在产生第三暴露部分之后,方法700可以进一步包括经由选择的第一互连部及其对应的第二互连部将同轴电缆插入到装置中。然后方法700可以进一步包括将该同轴电缆的中心导体联接到连接器的第一端中,并且将连接器的第二端联接到杆。方法700可以进一步包括经由对应于第一互连部和第二互连部的选择的第三互连部将杆固定在背板上,并且将该同轴电缆的屏蔽层的其余部分联接到插入块的对应接触元件。
图8示出了经由联接到装置(诸如例如装置101和/或601和/或其结构上和/或功能上类似的变型)的一组电缆(例如,电缆313)将电流循环到电部件的方法800。在一些情况下,电部件可以是磁线圈。
参考装置101或601解释,在步骤810,该方法包括将电流输送到联接到装置的一组电缆。该装置包括插入块(例如,块102),所述插入块限定第一表面(例如,表面104a)、第二表面(例如,表面104b)以及其间的体积,插入块是导电的并且电联接到电部件(例如,线圈622)。插入块包括设置在第一表面上的一组接触元件(例如,接触元件108),所述一组接触元件电联接到该组电缆中的一组第一导体(例如,屏蔽层313c)。插入块还包括通过插入块的体积布置为阵列的一组第一互连部(例如,互连部107),每个第一互连部包括通过插入块的体积形成的通道。该装置进一步包括绝缘体块(例如,块103),所述绝缘体块是电绝缘的并且联接到插入块。绝缘体块包括一组第二互连部(例如,互连部210)以与该组第一互连部对准,绝缘体块是电绝缘的。该装置进一步包括背板,所述背板是导电的并且进而包括与该组第一互连部和该组第二互连部对准的一组第三互连部(例如,互连部507)。该组电缆通过该组第一互连部、该组第二互连部和该组第三互连部设置,使得对于每个电缆,该电缆的第二导体(例如,导体313a)与插入块电绝缘并且电联接到背板。
如图8中所示,在步骤810的输送可以进一步包括经由背板和插入块中的一个将电流输送到电部件。换句话说,尽管本文描述的装置(例如,装置101、601等)在本文中被描述为有用于建立经由背板的电流输送和经由插入块的电流返回(参见图6),但是应当理解,也可以采用相反的方式,即,电流输送可以经由插入块,并且电流返回经由背板。因此,方法800进一步包括在步骤820经由插入块和背板中的另一个从电部件接收返回电流。
在一些情况下,步骤810进一步包括经由电联接到电部件的馈电板(例如,馈电板620和馈电板621中的一个)输送电流。在一些情况下,步骤820进一步包括接收返回电流,还包括经由电联接到电部件的馈电板接收返回电流。
在一些情况下,方法800进一步包括连续地或间歇地将插入块保持在负电位或接地电位,并且还连续地或间歇地将背板保持在正电位。
本文的方面还涉及一种套件,其可以用于将电流输送到电部件,诸如磁线圈。该套件的部件可以如本文针对图7大体描述的那样组装。该套件可以包括用于联接到电源的一组电缆(例如,电缆313),诸如例如同轴电缆、三轴电缆、双绞线电缆和/或类似物。在一些情况下,电缆可以包括至少两个导体,一个用于电流输送,另一个用于电流返回。在其他情况下,电缆可以包括单个导体,使得可以使用两个电缆,一个用于电流输送,另一个用于电流返回。该套件还可以包括插入块(例如,块102),所述插入块是导电的并且限定第一表面、第二表面以及其间的体积。插入块可以包括设置在第一表面上的一组接触元件,所述一组接触元件可以在组装时电联接到(例如,对于具有至少两个导体的电缆)电缆的第一导体。插入块还可以包括通过插入块的体积布置为阵列的第一互连部,每个第一互连部包括通过插入块的体积形成的通道。
该套件还可以包括绝缘体块,所述绝缘体块是电绝缘的并且在组装时可在第二表面处联接到插入块。绝缘体块可以包括可以与该组第一互连部对准的一组第二互连部。该套件可以进一步包括背板,所述背板是导电的并且在组装时可联接到绝缘体块。背板可以包括可以与该组第一互连部和该组第二互连部对准的一组第三互连部。在一些情况下,套件的电缆的数量可以对应于插入块的接触元件的数量。在其他情况下,套件中可以包括更多或更少的电缆。在其他情况下,电缆可以是可选的并且不包括在套件中。在一些情况下,电缆可以以图3所示的形式提供,即,每个电缆的一个导体联接到连接器,并且连接器又联接到杆。在其他情况下,该套件可以包括与该组电缆分离的一组连接器和一组杆,每个在数量上对应于电缆的数量。在一些情况下,该套件可以进一步包括一组螺栓和/或其他紧固机构,用于在组装时将杆固定在背板上。
与盒装置一起使用的电缆
装置101可以用于任何类型的电缆的电流输送,例如但不限于双绞线电缆、同轴电缆、三轴电缆、四轴电缆、双轴电缆、屏蔽电缆、其组合和/或类似物。在一些情况下,可以采用提供用于电流输送的至少一个导体和用于电流返回的另一导体的任何电缆。替代地,一个电缆可以用于通过互连部的电流输送(即,电联接到背板519),而另一电缆可以用于电流返回(即,电联接到接触元件108)。在这样的情况下,每个电缆仅需要具有一个导体,但是每个电缆仍然可以具有一个以上导体。在一些情况下,电缆包括双绞线电缆,根据ISO/IEC(国际标准化组织/国际电工委员会)11801标准,其可以是以下类型中的一种或多种:U/UTP、F/UTP、S/UTP、SF/UTP、U/FTP、F/FTP、S/FTP、SF/FTP、其组合和/或类似物。例如,双绞线电缆的导线/电缆中的一个可以作为第一导体电联接到接触元件108,并且该双绞线电缆的第二导线/电缆可以通装置设置并作为第二导体电联接到背板519。作为另一示例,三轴电缆的屏蔽层中的一个可以作为第一导体电联接到接触元件108,并且该三轴电缆的另一屏蔽层或中心导体可以通过装置设置并作为第二导体电联接到背板519。通常,三轴电缆的三个导体(两个屏蔽层和中心导体)中的任何一个可以用作第一导体,并且其余导体中的任何一个可以用作第二导体。在一些情况下,三轴电缆的两个或更多个导体可以在联接到装置101之前组合成单个导体。在一些情况下,三轴电缆的导体中的一个可以硬接地,这可以允许从正电压到负电压的更大的电压摆动被施加到电部件。
在一些情况下,电缆包括同轴电缆,根据美国规范,其可以是以下类型中的一种或多种:RG6、RG7、RG8、RG9、RG11、RG56、RG58、RG59、3C-2V、5C-2V、RG-60、RG-62、RG-63、RG-142、RG-174、RG-178、RG-179、RG-180、RG-188、RG-195、RG-213、RG-214、RG-218、RG-223、RG-316、RG-400、RG-402、RG-405、H155、H500、LMR-100、LMR-195、LMR-200、HDF-200、CFD-200、LMR-240、EMR-240、LMR-300、LMR-400、HDF-400、CFD-400、EMR-400、LMR-500、LMR-600、LMR-900、LMR-1200、LMR-1700、LDF4-40A、LDF5-50A、QR-320、WR-540、QR-715、QR-860、QR-1125、其组合和/或类似物。
在一些情况下,电缆包括通常用于为住宅或商业消费输送电力的电力电缆,并且可以是以下类型中的一种或多种:服务引入电缆(包括双工电缆、三工电缆和四工电缆)、面板馈电电缆、非金属护套电缆(包括双线电缆和三线电缆)、金属护套电缆、直埋电缆、铠装电缆、金属包层电缆、多导体电缆、成对电缆、带状电缆、屏蔽电缆、单股线电缆、单实心线电缆、潜水电缆、梯线电缆、双引线电缆、地下馈电电缆、柔性电缆、成层绞合电缆,成束绞合电缆、架空电力线电缆、全铝导体(AAC)电缆、全铝合金导体(AAC)电缆、铝导体钢增强(ACSR)电缆、铝导体铝合金增强(ACAR)电缆、成束导体电缆、其组合和/或类似物。通常,可以采用任何电缆,其可以被分段或布置成使得电缆的传导到盒的背板的部分(例如电缆的(多个)第一导体)与电缆的另一部分(例如电缆的(多个)第二导体)电隔离,从而从插入块返回电流。这可以例如通过以双绞线形式布置电缆来实现。
因此,尽管本文为了便于说明而相对于同轴电缆解释了各种实施例,但是应当理解,可以基于诸如可用性、应用、期望的电缆规格等因素采用任何合适的电缆设计。
结论
前述概念和下面更详细讨论的附加概念的所有组合(假设这些概念不相互矛盾)是本文公开的发明主题的一部分。特别地,出现在本公开结尾处的所要求保护的主题的所有组合是本文公开的发明主题的一部分。本文使用的术语也可以出现在通过引用并入的任何公开内容中,应当赋予与本文公开的特定概念最一致的含义。
本领域技术人员将理解,附图主要用于说明目的,并不旨在限制本文所述的发明主题的范围。附图不一定按比例绘制;在一些情况下,本文公开的发明主题的各个方面可以在附图中被夸大或放大地示出以便于理解不同的特征。
尽管本文已经描述和示出了各种发明实施例,但是本领域普通技术人员将容易想到用于执行本文所述的功能和/或获得本文所述的结果和/或一个或多个优点的各种其他装置和/或结构,并且这样的变化和/或修改中的每一个被认为是在本文所述的发明实施例的范围内。更一般地,本领域技术人员将容易领会,本文描述的所有参数、尺寸、材料和配置旨在是示例性的,并且实际参数、尺寸、材料和/或配置将取决于使用本发明教导的一个或多个具体应用。本领域技术人员将认识到或能够仅使用常规实验确定本文所述的具体发明实施例的许多等同物。前述实施例仅通过示例的方式呈现,并且在所附权利要求及其等同物的范围内,可以以不同于具体描述和要求保护的方式来实践本发明的实施例。本公开的发明实施例涉及本文描述的每个单独的特征、系统、物品、材料、套件和/或方法。另外,如果这样的特征、系统、物品、材料、套件和/或方法不相互矛盾,则两个或更多个这样的特征、系统、物品、材料、套件和/或方法的任何组合包括在本公开的发明范围内。
此外,各种发明构思可以体现为一种或多种方法,已提供了其示例。作为方法的一部分执行的动作可以以任何合适的方式排序。因此,可以构造其中以与所示顺序不同的顺序执行动作的实施例,其可以包括同时执行一些动作,即使在说明性实施例中示出为顺序动作。
如本文所限定和使用的所有定义应理解为支配字典定义、通过引用并入的文献中的定义和/或所定义术语的普通含义。
除非明确相反地指出,否则如本文在说明书和权利要求书中使用的不定冠词“一”和“一个”应理解为意指“至少一个”。
如本文在说明书和权利要求书中使用的短语“和/或”应当被理解为意指如此结合的要素中的“任一者或两者”,即,在一些情况下结合存在而在其他情况下分离存在的要素。用“和/或”列出的多个要素应当以相同的方式解释,即,如此结合的要素中的“一个或多个”。除了由子句“和/或”具体标识的要素之外,可以可选地存在其他要素,无论与具体指出那些要素相关还是不相关。因此,作为非限制性示例,当与诸如“包括”的开放式语言结合使用时,对“A和/或B”的引用在一个实施例中可以仅指代A(可选地包括除B之外的要素);在另一实施例中,仅指代B(可选地包括除A之外的要素);在又一个实施例中,指代A和B两者(可选地包括其他要素);等。
如本文在说明书和权利要求书中所使用的,“或”应理解为具有与如上定义的“和/或”相同的含义。例如,当分离列表中的项目时,“或”或“和/或”应被解释为包括性的,即,包括多个要素或要素列表中的至少一个,但也包括一个以上,以及可选地,附加的未列出的项目。只有明确相反指示的术语,例如“仅一个”或“恰好一个”,或者当在权利要求中使用时,“由...组成”,将指代包括多个要素或要素列表中的恰好一个要素。通常,本文使用的术语“或”仅应被解释为指示排他性的替代方案(即“一个或另一个但不是两个”),当前面有排他性的术语时,诸如“任一个”、“……中的一个”、“……中的仅一个”或“……中的恰好一个”。当在权利要求中使用时,“基本上由……组成”,应具有其在专利法领域中使用的普通含义。
如本文在说明书和权利要求书中所使用的,关于一个或多个要素的列表,短语“至少一个”应当被理解为意指选自要素列表中的任何一个或多个要素的至少一个要素,但不一定包括要素列表中具体列出的每个要素中的至少一个,并且不排除要素列表中要素的任何组合。该定义还允许除了在短语“至少一个”所指的要素列表内具体标识的要素之外的要素可以可选地存在,无论与具体标识的那些要素相关还是不相关。因此,作为非限制性示例,“A和B中的至少一个”(或等同地,“A或B中的至少一个”,或等同地,“A和/或B中的至少一个”)在一个实施例中可以指代至少一个(可选地包括一个以上)A,而不存在B(并且可选地包括除B之外的要素);在另一实施例中,指代至少一个(可选地包括一个以上)B,而不存在A(可选地包括除A之外的要素);在又一实施例中,指代至少一个(可选地包括一个以上)A,以及至少一个(可选地包括一个以上)B(并且可选地包括其他要素);等。
在权利要求书以及上述说明书中,所有的过渡短语,例如“包括”、“包含”、“带有”、“具有”、“含有”、“涉及”、“持有”、“由.......构成”等,应被理解为开放式的,即意指包括但不限于。只有过渡短语“由……组成”和“基本上由……组成”应分别是封闭式或半封闭式过渡短语,如美国专利局专利审查程序手册第2111.03节所述。
Claims (34)
1.一种用于将一组电缆联接到电部件的装置,包括:
插入块,所述插入块限定第一表面和第二表面以及第一表面和第二表面之间的体积,所述插入块是导电的,所述插入块包括:
设置在所述第一表面上以电联接到所述一组电缆中的一组第一导体的一组接触元件;以及
通过所述插入块的体积布置为阵列的一组第一互连部,每个第一互连部包括通过所述插入块的体积形成的通道;
绝缘体块,所述绝缘体块在所述第二表面处联接到所述插入块,并且包括与所述一组第一互连部对准的一组第二互连部,所述绝缘体块是电绝缘的;以及
背板,所述背板联接到所述绝缘体块并且包括与所述一组第一互连部和所述一组第二互连部对准的一组第三互连部,所述背板是导电的,
其中所述一组电缆中的一组第二导体可通过所述一组第一互连部、所述一组第二互连部和所述一组第三互连部设置,使得所述一组第二导体与所述插入块电绝缘并且电联接到所述背板。
2.根据权利要求1所述的装置,其中所述插入块配置成在使用期间保持在负电位或接地电位,并且其中所述背板配置成在使用期间连续地、以间歇方式或以这两种方式获得正电位。
3.根据权利要求1所述的装置,其中所述一组第一互连部中的每个第一互连部包括窄部分和宽部分,所述宽部分的横截面积大于所述窄部分的横截面积,其中所述绝缘体块的一部分侵入所述一组第一互连部中的每个第一互连部的所述宽部分中,使得所述一组第二互连部中的每个第二互连部至少部分地设置在其对应的第一互连部的所述宽部分内。
4.根据权利要求1所述的装置,其中所述电部件是磁线圈。
5.根据权利要求1所述的装置,还包括侧板,所述侧板机械地联接到所述插入块和所述背板以将所述装置保持就位。
6.根据权利要求5所述的装置,其中所述侧板由介电材料构成。
7.根据权利要求1所述的装置,其中所述一组第一互连部中的相邻互连部之间的中心到中心间隔为至多约0.1英寸至约2英寸。
8.根据权利要求1所述的装置,还包括一组连接器,所述一组连接器中的每个连接器至少部分地设置在所述一组第二互连部中的对应的第二互连部内,其中在使用期间,所述一组连接器中的每个连接器在该连接器的第一端处电联接到设置在该第二互连部中的对应电缆的第二导体,并且在该连接器的第二端处电气地和机械地联接到所述背板。
9.根据权利要求8所述的装置,其中该连接器的第二端联接到电联接到背板的对应杆,其中所述杆设置在所述背板的所述一组第三互连部中的对应第三互连部中。
10.根据权利要求1所述的装置,其中所述一组第一互连部中的每个第一互连部包括窄部分和宽部分,所述宽部分的横截面直径大于所述窄部分的横截面直径,并且其中所述窄部分的横截面直径大致等于设置在该第一互连部中的电缆的横截面直径。
11.根据权利要求1所述的装置,其中,在所述一组第一互连部中的给定第一互连部内,设置在该第一互连部中的所述电缆的绝缘部的一部分与侵入该第一互连部中的所述绝缘体块的一部分重叠以限定轴向相隔距离。
12.根据权利要求11所述的装置,其中所述轴向相隔距离为约1英寸至约12英寸。
13.根据权利要求1所述的装置,其中所述一组电缆包括一组双绞线电缆,其中每个双绞线电缆中的第一电缆作为所述第一导体电联接到所述一组接触元件中的对应接触元件,并且其中该双绞线电缆中的第二电缆作为所述第二导体电联接到所述背板。
14.根据权利要求1所述的装置,其中所述一组电缆包括一组同轴电缆,其中每个同轴电缆的屏蔽层作为所述第一导体电联接到所述一组接触元件中的对应接触元件,并且其中该同轴电缆的中心导体作为所述所述第二导体电联接到所述背板。
15.根据权利要求1所述的装置,其中所述一组电缆包括一组三轴电缆,其中每个三轴电缆的第一屏蔽层和/或第二屏蔽层作为所述第一导体电联接到所述一组接触元件中的对应接触元件,并且其中该三轴电缆的中心导体作为所述第二导体电联接到所述背板。
16.根据权利要求1所述的装置,其中所述一组第一导体中的每个第一导体经由螺钉端子电联接到所述一组接触元件中的其对应的接触元件。
17.根据权利要求1所述的装置,其中所述插入块和所述背板在没有任何中间部件的情况下各自直接电联接到所述电部件。
18.一种系统,包括:
根据权利要求1所述的装置;
电联接到所述背板的第一馈电板,其中所述第一馈电板还电联接到所述电部件以将电流从所述一组同轴电缆输送到所述电部件;
第二馈电板,所述第二馈电板电联接到所述电部件以建立用于来自所述电部件的返回电流的返回路径,所述第二馈电板还电联接到所述插入块以允许返回电流通过所述一组接触元件返回。
19.根据权利要求18所述的系统,其中所述电部件是磁线圈。
20.一种组装用于将一组电缆联接到电部件的装置的方法,包括:
将插入块联接到绝缘体块,所述插入块限定第一表面和第二表面以及第一表面和第二表面之间的体积,使得所述绝缘体块在所述第二表面处联接到所述插入块,所述绝缘体块是电绝缘的,所述插入块是导电的并且包括:
设置在所述第一表面上以电联接到所述一组电缆中的一组第一导体的一组接触元件;以及
通过所述插入块的体积布置为阵列的一组第一互连部,每个第一互连部包括通过所述插入块的体积形成的通道,
所述联接包括将所述绝缘体块的部分设置在所述插入块内,使得所述绝缘体块的一组第二互连部中的每个第二互连部至少部分地设置在所述一组第一互连部中的对应第一互连部的宽部分内;以及
将背板联接到所述绝缘体块,所述背板是导电的,使得所述背板的一组第三互连部中的每个第三互连部与所述绝缘体块的所述一组第二互连部中的对应第二互连部对准,使得在使用期间,所述一组电缆中的一组第二导体可通过所述一组第一互连部、所述一组第二互连部和所述一组第三互连部设置,并且使得在使用期间,所述一组电缆中的所述一组第二导体可与所述插入块电绝缘并且可电联接到所述背板。
21.根据权利要求20所述的方法,还包括:
将第一馈电板联接到所述背板;以及
将所述第一馈电板联接到所述电部件以允许在使用期间将电流从所述一组电缆输送到所述电部件。
22.根据权利要求21所述的方法,还包括:
将第二馈电板联接到所述电部件以建立用于来自所述电部件的返回电流的返回路径;以及
将所述第二馈电板联接到所述插入块以允许返回电流通过所述一组接触元件返回。
23.根据权利要求20所述的方法,还包括:
在没有任何中间部件的情况下将所述装置直接电联接到所述电部件。
24.根据权利要求20所述的方法,还包括通过将所述一组电缆设置成穿过所述一组第一互连部、所述一组第二互连部和所述一组第三互连部,将所述一组电缆联接到所述装置,使得对于所述一组电缆中的每个电缆,该电缆的第二导体与所述插入块电绝缘;以及
将每个电缆的中心导体联接到所述背板。
25.根据权利要求20所述的方法,其中所述一组电缆是一组同轴电缆,所述方法还包括对于所述一组同轴电缆中的每个同轴电缆,通过以下操作将所述一组同轴电缆联接到所述装置:
从该同轴电缆的端部沿着该同轴电缆的长度去除该同轴电缆的外护套的一部分以产生该同轴电缆的第一暴露部分;
从所述第一暴露部分去除该同轴电缆的屏蔽层的一部分以产生该同轴电缆的第二暴露部分;
从所述第二暴露部分去除该同轴电缆的绝缘层的一部分以产生该同轴电缆的第三暴露部分,所述第三暴露部分包括该同轴电缆的中心导体作为所述第二导体;
将该同轴电缆的所述中心导体联接到连接器的第一端中;
将所述连接器的第二端联接到杆;
经由选择的第一互连部、其对应的第二互连部及其对应的第三互连部将所述同轴电缆插入到所述装置中,使得所述连接器抵靠所述背板并且所述杆突出超过所述背板;
将该同轴电缆的所述屏蔽层的其余部分作为所述第一导体联接到所述插入块的对应接触元件;以及
将所述杆抵靠所述背板固定。
26.根据权利要求20所述的方法,其中所述一组电缆是一组同轴电缆,所述方法还包括对于所述一组同轴电缆中的每个同轴电缆,通过以下操作将所述一组同轴电缆联接到所述装置:
从该同轴电缆的端部沿着该同轴电缆的长度去除该同轴电缆的外护套的一部分以产生该同轴电缆的第一暴露部分;
从所述第一暴露部分去除该同轴电缆的屏蔽层的一部分以产生该同轴电缆的第二暴露部分;
从所述第二暴露部分去除该同轴电缆的绝缘层的一部分以产生该同轴电缆的第三暴露部分,所述第三暴露部分包括该同轴电缆的中心导体作为所述第二导体;
经由选择的第一互连部及其对应的第二互连部将所述同轴电缆插入到所述装置中,
将该同轴电缆的所述中心导体联接到连接器的第一端中;
将所述连接器的第二端联接到杆;
经由对应于所述第一互连部和所述第二互连部的选择的第三互连部将所述杆抵靠所述背板固定;以及
将该同轴电缆的屏蔽层的其余部分作为所述第一导体联接到所述插入块的对应接触元件。
27.根据权利要求20所述的方法,其中所述电部件包括磁线圈。
28.一种经由联接到装置的一组电缆将电流循环到电部件的方法,所述方法包括:
将电流输送到联接到所述装置的所述一组电缆,所述装置包括:
插入块,所述插入块限定第一表面和第二表面以及第一表面和第二表面之间的体积,所述插入块是导电的并且电联接到所述电部件,所述插入块包括:
设置在所述第一表面上的一组接触元件,所述一组接触元件电联接到所述一组电缆中的一组第一导体;以及
通过所述插入块的体积布置为阵列的一组第一互连部,每个第一互连部包括通过所述插入块的体积形成的通道;
绝缘体块,所述绝缘体块联接到所述插入块并且包括与所述一组第一互连部对准的一组第二互连部,所述绝缘体块是电绝缘的;以及
背板,所述背板包括与所述一组第一互连部和所述一组第二互连部对准的一组第三互连部,其中所述一组电缆通过所述一组第一互连部、所述一组第二互连部和所述一组第三互连部设置,使得对于所述一组电缆中的每个电缆,该电缆的第二导体与所述插入块电绝缘并且电联接到所述背板,所述背板是导电的;
所述输送包括经由所述背板和所述插入块中的一者将电流输送到所述电部件;以及
经由所述插入块和所述背板中的另一者从所述电部件接收返回电流。
29.根据权利要求28所述的方法,所述输送电流还包括经由电联接到所述电部件的馈电板输送电流。
30.根据权利要求28所述的方法,其中所述接收返回电流还包括经由电联接到所述电部件的馈电板接收返回电流。
31.根据权利要求28所述的方法,其中所述电部件包括磁线圈。
32.根据权利要求28所述的方法,还包括:
连续地或间歇地将所述插入块保持在负电位或接地电位;以及
连续地或间歇地将所述背板保持在正电位。
33.一种用于将一组电缆联接到电部件的装置,包括:
插入块,所述插入块限定第一表面和第二表面以及第一表面和第二表面之间的体积,所述插入块是导电的,所述插入块包括:
设置在所述第一表面上以电联接到所述一组电缆中的一组第一导体的一组接触元件;以及
通过所述插入块的体积布置为阵列的一组第一互连部,每个第一互连部包括通过所述插入块的体积形成的通道;以及
绝缘体块,所述绝缘体块在所述第二表面处联接到所述插入块,并且包括与所述一组第一互连部对准的一组第二互连部,所述绝缘体块是电绝缘的,
其中所述一组电缆中的一组第二导体可通过所述一组第一互连部和所述一组第二互连部设置,使得所述一组第二导体与所述插入块电绝缘。
34.一种套件,包括:
一组电缆,所述一组电缆中的每个电缆包括第一导体和第二导体;
插入块,所述插入块限定第一表面和第二表面以及第一表面和第二表面之间的体积,所述插入块是导电的,所述插入块包括:
设置在所述第一表面上以电联接到所述一组电缆中的一组第一导体的一组接触元件;以及
通过所述插入块的体积布置为阵列的一组第一互连部,每个第一互连部包括通过所述插入块的体积形成的通道;
绝缘体块,所述绝缘体块在所述第二表面处可联接到所述插入块并且包括能够与所述一组第一互连部对准的一组第二互连部,所述绝缘体块是电绝缘的;以及
背板,所述背板可联接到所述绝缘体块并且包括能够与所述一组第一互连部和所述一组第二互连部对准的一组第三互连部,所述背板是导电的,
其中所述一组电缆中的一组第二导体可通过所述一组第一互连部、所述一组第二互连部和所述一组第三互连部设置,使得所述一组第二导体能够与所述插入块电绝缘并且能够电联接到所述背板。
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PB01 | Publication | ||
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