CN205845683U - 三相共轭电感 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种三相共轭电感，该三相共轭电感包括：由第一磁芯、第二磁芯和线包组成的多个电感，每一电感至少包括一个第一磁芯和两个第二磁芯，相邻电感共用第一磁芯，每一电感中的第二磁芯和线包位于两个第一磁芯之间，所述线包包覆所述第二磁芯。该三相共轭电感由于相邻电感共用第一磁芯，使得每个电感磁芯存在共轭部分，减小了共轭部分磁芯截面积，且流经各回路磁通密度相同，电感量一致。提高了性能，降低了成本。

Description

三相共轭电感

技术领域

本实用新型涉及电感设计技术领域，尤其涉及一种三相共轭电感。

背景技术

在高频电路中，三相滤波电感是一种常用的元件，目前结构形式多为三相三柱、三相五柱等，所用磁芯材质单一。现有的三相电抗器由于各中柱所在的磁回路不同，导致三相电感量有较大差异，这在滤波过程中因逆变侧滤波时会因各相电势差不同，形成零序电压，增加系统损耗和电路控制难度。如果使用三个独立的电感进行滤波，势必会增加成本、增加磁元件体积。

实用新型内容

针对现有技术中的缺陷，本实用新型提供了一种三相共轭电感，在降低系统损耗的同时，降低了成本。

第一方面，本实用新型提供了一种三相共轭电感，包括：由第一磁芯、第二磁芯和线包组成的多个电感，每一电感包括至少一个第一磁芯和两个第二磁芯，相邻电感共用第一磁芯，每一电感中的第二磁芯和线包位于两个第一磁芯之间，所述线包包覆所述第二磁芯。

可选的，所述第一磁芯和所述第二磁芯的材料为磁性材料。

可选的，所述第一磁芯和所述第二磁芯的材料为非晶、硅钢、铁氧体或磁粉芯。

可选的，所述磁粉芯为铁硅、铁硅铝、铁镍钼或铁镍。

可选的，所述第一磁芯的的磁导率大于等于所述第二磁芯的磁导率。

可选的，所述第一磁芯的截面积小于等于所述第二磁芯的截面积。

可选的，所述第二磁芯的形状为长方形、正方形、圆柱形或椭圆形。

可选的，所述线包的绕线方式为平绕、箔绕或立绕。

可选的，所述电感包括两个第二磁芯和两个线包，所述两个线包分别包覆一个第二磁芯，所述两个线包相连。

可选的，所述电感包括两个第二磁芯和一个连体线包，所述连体线包包覆所述两个第二磁芯。

由上述技术方案可知，本实用新型提供一种三相共轭电感，由于相邻电感共用第一磁芯，使得两个电感磁芯共轭，减小了共轭部分磁芯截面积，且流经各回路磁通密度相同，电感量一致。提高了性能，降低了成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些图获得其他的附图。

图1为本实用新型一实施例提供的三相共轭电感的结构示意图；

图2为本实用新型一实施例提供的三相共轭电感磁通方向的示意图；

图3示出了本实用新型一实施例提供的两个电感之间的第一磁芯的磁通量大小的示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

图1示出了本实用新型一实施例提供的一种三相共轭电感的结构示意图，如图1所示，该三相共轭电感包括：由第一磁芯1、第二磁芯2和线包3组成的多个电感，每一电感包括至少一个第一磁芯和两个第二磁芯，相邻电感共用第一磁芯1，每一电感中的第二磁芯2和线包3位于两个第一磁芯1之间，所述线包3包覆所述第二磁芯2。

可理解的是，图1中以3个电感为实施例进行展示说明，相邻电感共用的第一磁芯可以理解为共轭磁芯。

上述三相共轭电感中由于相邻电感共用第一磁芯，使得每个电感磁芯存在共轭部分，减小了共轭部分磁芯截面积，且流经各回路磁通密度相同，电感量一致。提高了性能，降低了成本。另外相对于三相独立电感，共轭磁芯设计相对于三相独立电感减少了两个第一磁芯(即两个电感共用一个第一磁芯)，共轭磁芯截面积减小了一半，磁芯损耗和成本均大幅降低。

其中，第一磁芯1和所述第二磁芯2的材料为磁性材料，例如非晶、硅钢、铁氧体或各类磁粉芯等，磁粉芯为铁硅、铁硅铝、铁镍钼或铁镍。第二磁芯2(被线包3包住)形状可以是长方形、正方形、圆柱形或椭圆形等形状。线包绕线方式可以是平绕、箔绕或扁线立绕，其中可以包括如图1所示的方式的绕制方式，目前一般电感中一种可实现的方式是包括两个第二磁芯2和两个线包3，所述两个线包分别包覆一个第二磁芯，所述两个线包相连，其中两个线包的绕线方式以及线包的圈数均相同，这样，两个线包的接头需要通过焊锡等将两个接头连接起来；在另一个可实现的方式中，所述电感还可以包括两个第二磁芯和一个连体线包，所述连体线包包覆所述两个第二磁芯，此种方式中线包只有一个不如上一种方式绕制灵活，但是该方式相对于第一种方式减少了两个线包的连接电阻，少了焊接工序，提高了生产效率，并且增加了可靠性；另外，一个线包的电势分布均匀，降低了寄生电容，减少了电流毛刺，降低了开关损耗。当然，上述两种方式均有对应的特点，本实施例不对其具体的实现方式进行限定，上述方式仅用于举例说明。本实施例中的三相共轭电感相对于三相电感，新型三相共轭电感平衡度极佳，改善电路性能。

优选的，所述第一磁芯的磁导率大于所述第二磁芯的磁导率，例如所述第一磁芯的材料为高磁导率材料，所述第二磁芯的材料为等效低磁导率材料。相邻电感之间的第一磁芯1，漏磁会减少，相应也减少了损耗；而第二磁芯2为低磁导率材料的气隙分布式磁芯，减少了边缘效应，同时漏磁也被线包吸收。该三相共轭电感减少磁芯的用量、降低磁芯损耗，大幅度提高了运行效率。

在上述三相共轭电感中第一磁芯的截面积小于等于所述第二磁芯的截面积，即共轭磁芯(两个电感之间的第一磁芯)截面积与磁芯截面积的比值K(K＝1)(但由于耦合线圈的影响，流过磁芯1磁通量实际比磁芯2略小，故K实际取值≤1)，相比于现有的三个独立电感，共轭处磁芯截面积减小一半，磁芯损耗和成本均大幅降低。

上述三相共轭电感利用常态化的混合磁路技术及电磁仿真技术对各磁路进行优化，如图2所示为三相电感磁通方向的示意图，分别为a、b和c，由于三相电感之间不存在环流，减少了电路中的零序电流、使电感磁芯共轭；减小三相间磁芯截面积，其中共轭磁芯的磁通量大小如图3所示，在相邻电感的磁通量分别为Фb和Фa，综合之后的共轭磁芯的磁通量为Ф，其中Ф＝Фb＝Фa，这样使得各磁芯的磁通密度相同，达到性价比最优的效果。同时，共轭磁芯也不会出现饱和的情况。另外，本实施例中的三相共轭电感优化L-I特性，在满足负载特性情况下，减小轻载时纹波大小。

本实用新型的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本实用新型的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

类似地，应当理解，为了精简本实用新型公开并帮助理解各个实用新型方面中的一个或多个，在上面对本实用新型的示例性实施例的描述中，本实用新型的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释呈反映如下意图：即所要求保护的本实用新型要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，实用新型方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本实用新型的单独实施例。

本领域技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在于该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是互相排斥之处，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本实用新型的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

本实用新型的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本领域的技术人员应当理解，可以在实践中使用微处理器或者数字信号处理器(DSP)来实现根据本实用新型实施例的一种浏览器终端的设备中的一些或者全部部件的一些或者全部功能。本实用新型还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的设备或者装置程序(例如，计算机程序和计算机程序产品)。这样的实现本实用新型的程序可以存储在计算机可读介质上，或者可以具有一个或者多个信号的形式。这样的信号可以从因特网网站上下载得到，或者在载体信号上提供，或者以任何其他形式提供。

应该注意的是上述实施例对本实用新型进行说明而不是对本实用新型进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本实用新型可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (10)

1.一种三相共轭电感，其特征在于，包括：由第一磁芯、第二磁芯和线包组成的多个电感，每一电感包括至少一个第一磁芯和两个第二磁芯，相邻电感共用第一磁芯，每一电感中的第二磁芯和线包位于两个第一磁芯之间，所述线包包覆所述第二磁芯。

2.根据权利要求1所述的三相共轭电感，其特征在于，所述第一磁芯和所述第二磁芯的材料为磁性材料。

3.根据权利要求2所述的三相共轭电感，其特征在于，所述第一磁芯和所述第二磁芯的材料为非晶、硅钢、铁氧体或磁粉芯。

4.根据权利要求3所述的三相共轭电感，其特征在于，所述磁粉芯为铁硅、铁硅铝、铁镍钼或铁镍。

5.根据权利要求2所述的三相共轭电感，其特征在于，所述第一磁芯的磁导率大于等于所述第二磁芯的磁导率。

6.根据权利要求1所述的三相共轭电感，其特征在于，所述第一磁芯的截面积小于等于所述第二磁芯的截面积。

7.根据权利要求1所述的三相共轭电感，其特征在于，所述第二磁芯的形状为长方形、正方形、圆柱形或椭圆形。

8.根据权利要求1所述的三相共轭电感，其特征在于，所述线包的绕线方式为平绕、箔绕或立绕。

9.根据权利要求1所述的三相共轭电感，其特征在于，所述电感包括两个第二磁芯和两个线包，所述两个线包分别包覆一个第二磁芯，所述两个线包相连。

10.根据权利要求1所述的三相共轭电感，其特征在于，所述电感包括两个第二磁芯和一个连体线包，所述连体线包包覆所述两个第二磁芯。