CN217719247U - 一种三相电感磁芯以及三相电感 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种三相电感磁芯以及三相电感。该三相电感磁芯为金属粉芯，包括均为金属粉芯的多条边柱、多条芯柱和磁芯底座；所述三相电感磁芯内无主动开气隙。每条芯柱分别绕设绕组，从而获得三相电感磁芯。此结构整体可以采用金属粉芯，不需混搭其他磁性材料，金属粉芯的高频特性好且高频损耗较低，更适用于高频上应用的各种电感；采用金属粉芯不需主动开气隙，避免增加涡流损耗带来的温升和效率问题。

Description

一种三相电感磁芯以及三相电感

技术领域

本实用新型涉及电子元器件领域，尤其是一种三相电感磁芯以及三相电感。

背景技术

传统多电感，例如三相电感结构，其芯柱材质是采用矽钢片，矽钢片在高频运用范围限制下，设计时铁芯用量大，导致成品体积通常较大，重量重，矽钢片本身材质损耗较大，且需要通过开气隙调整电感量。而若采用适合高频运用的金属粉芯，会存在三相感量不平衡的问题；传统结构磁路共用，绕组间互相影响，导致互相干涉后，中柱绕组电感量比其他两个绕组大很多；空间尺寸自由调节度受限；三相绕组间，在工作过程中，两两绕组的线包间温升会互相影响，也不利于散热。具体地，参照图1所示的现有技术三相电感结构，其磁芯包括相互平行的上下轭4、5以及上下轭4、5之间的三根平行的芯柱1、2、3，三个绕组（未图示）分别绕在三根芯柱1、2、3上。其是，平行的上下轭4、5水平设置，芯柱1、2、3夹于上下轭4、5之间，竖直设置。芯柱1和3位于两侧，分别连接的上下轭4、5的两端，芯柱2位于芯柱1和3之间等间隔的设置，芯柱2的两端分别连接上下轭4、5的中线位置。现有技术的三相电感结构存在以下缺陷：

1）这种结构一般采用矽钢片，高频损耗较大，不适应于高频应用上的电感；

2）整体采用矽钢片为了防止饱和，还需主动开气隙，以调节感量，但由此导致气隙损耗大，引起电感温度高；铁芯用量大，成品体积大，重量较重，而且存在噪音大的问题。

3）为了避免增开气隙，这种结构通常要采用不同的磁性材质进行混合搭配，例如芯柱采用金属粉芯，上下轭采用矽钢片去调节，整个调节搭配工序非常繁琐；这种结构若整体采用金属粉芯制作芯柱，电感会存在三相感量不平衡、不稳定的问题；

4）传统结构磁路走势如图2，芯柱1和芯柱3的绕组磁路1’均沿着芯柱2，磁路互相影响干涉，而且芯柱影响电感量较大，所以这种结构的三相磁路经常存在不平衡的问题（此处磁路虚线仅为理论上的走向）;

5）三个绕组绕在三个芯柱1、2、3上，一般采用铜箔、铝箔的箔绕方式，工作时，两两绕组间的温度互相影响，且不利于散热。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种三相电感磁芯及三相电感，至少部分地解决现有技术三相电感的上述问题。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种三相电感磁芯，为金属粉芯，包括均为金属粉芯的多条边柱、多条芯柱和磁芯底座；所述三相电感磁芯内无主动开气隙；每条芯柱分别用于绕设绕组。

进一步地，多条边柱、多条芯柱和磁芯底座相互之间的连接处由粘胶粘接成整体结构或者通过金属粉芯一体成型的方式形成一体结构。

进一步地，多条边柱的底端面连接于磁芯底座的同一侧面上；多条边柱相互平行；多条芯柱首尾相对的依次连接于多条平行的边柱之间，每条芯柱的首尾两端部抵接于相邻两条边柱的两两相对的表面上；两条相邻的芯柱首尾端部之间设置有至少一条边柱，使芯柱的各磁路之间相互之间独立。

在一些实施例中，多条芯柱首尾相对的依次连接于两两相邻的边柱的顶部之间，相邻两条芯柱首尾端部之间由一条中间边柱隔开，且分别抵接于中间边柱的正反两侧的表面；多条芯柱依次首尾相对，位于同一直线或平行直线；芯柱与磁芯底座平行。

在一些实施例中，多条边柱垂直于磁芯底座的内侧面；最外的两条边柱分别连接于磁芯底座的两端；多条边柱形状及尺寸相同；多条芯柱形状及尺寸相同；所述三相电感磁芯为对称结构。

在一些实施例中，每两两相邻的边柱与磁芯底座之间形成U形空间，各U形空间顶部分别由一条芯柱封盖且连接于两边柱之间。

在一些实施例中，所述三相电感磁芯包括三条芯柱、四条边柱；四条边柱的底端面抵接于磁芯底座的同一侧面上，三条芯柱首尾相对的依次连接于两两相邻的边柱之间。

本实用新型还提供一种三相电感，包括磁芯以及三相绕组，所述磁芯为上述任一实施例所述的三相电感磁芯；每相绕组分别绕设于每根芯柱上；所述三相电感内部无主动开气隙。

进一步地，每相绕组之间由中间边柱相隔而独立分开，三相绕组的磁路之间相互独立。

在一些实施例中，所述绕组采用扁铜线或扁铝线立绕。

本实用新型的技术效果：

本实用新型采用新型的三相电感磁芯，突破磁性材质的限制，采用适用频率更高、损耗更低的金属粉芯作为磁芯，优化了电感体积；不需增开气隙调节感量，减少气隙损耗影响。

进一步地，新型采用新型的三相电感由于多个绕组磁路相对独立，互不干扰，平衡稳定，可以达到三相平衡的效果；空间尺寸利用率高，长宽高三个方向可以自由调，散热效果更好。

下面结合附图对本实用新型作进一步的详细描述。

附图说明

图1是现有技术三相电感磁芯的立体图。

图2是现有技术三相电感磁芯的磁图走式示意图。

图3是本实用新型实施例的三相电感磁芯的立体图。

图4是本实用新型实施例的三相电感磁芯的磁图走式示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的各实施例及实施例中的特征可以相互结合，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。

本实用新型涉及一种三相电感，包括三相电感磁芯以及三相绕组，每相绕组分别绕设于每根芯柱上；所述三相电感内部无主动开气隙。三相电感磁芯为金属粉芯，包括均为金属粉芯的多条边柱、多条芯柱和磁芯底座；所述三相电感磁芯内无主动开气隙；每条芯柱分别用于绕设绕组。多条边柱、多条芯柱和磁芯底座相互之间的连接处由粘胶粘接成整体结构或者通过金属粉芯一体成型的方式形成一体结构。多条边柱相互平行，底端面连接于磁芯底座的同一侧面上。多条芯柱首尾相对的依次连接于多条平行的边柱之间，每条芯柱的首尾两端部抵接于相邻两条边柱的两两相对的表面上；两条相邻的芯柱首尾端部之间设置有至少一条边柱相隔而使相邻两条芯柱之间独立分开，每相绕组分别绕设于每根芯柱上；每相绕组之间由中间边柱相隔而独立分开，从而使三相绕组的磁路之间相互独立。

请参照图3-4所示，一种新型的三相电感，其包括三相电感磁芯100以及三相绕组（未图示）。三相电感磁芯100为金属粉芯的整体结构，其包括磁芯底座10、四条边柱11以及三条芯柱20。三相绕组分别绕在三根芯柱20上。

磁芯底座10为平板形状。图中所示磁芯底座10为方形（不限于方形），是采用金属粉芯材质（或金属软磁粉芯材质）制成。

四条边柱11沿磁芯底座10的长度方向平行、等间隔地设置于磁芯底座10同一侧，如其内侧面。边柱11的长度与磁芯底座宽度相适配。本实施例中，边柱11的长度方向沿磁芯底座宽度方向设置，且边柱11的长度与磁芯底座的宽度一致。外侧的两条边柱11分别设置于磁芯底座的两端，内侧两条边柱10平行设置于磁芯底座10的内侧面上位于与两条外侧边柱之间。边柱11垂直于磁芯底座10内侧面，每条边柱11的底端面与磁芯底座10内侧面相贴合或者为一体结构。每条边柱11的底端面与磁芯底座10内侧面之间无间隙地连接。每两条平行边柱11与磁芯底座10围成U形槽。四条边柱11与磁芯底座10之间形成并排的三个U形空间，所述三条芯柱20分别设置于各U形空间顶部且封盖顶部的开口。四条边柱11是采用金属粉芯材质（或金属软磁粉芯材质）制成。

四条边柱11与磁芯底座10可以是通过金属粉芯一体成型的方式形成的整体结构。或者，边柱11与磁芯底座10拼接在一起形成整体结构，边柱11与磁芯底座10之间由粘胶粘接。例如，采用粉末胶或6065胶或其他类似的粘胶，将边柱11的底端粘接于磁芯底座10的内侧面。四条边柱11相同。

三条芯柱20分别设置于每两条边柱11之间，即位于每两条平行边柱11与磁芯底座10围成U形槽顶部。本实施例中，每条芯柱20设置于两条边柱11顶部，两端分别抵接于两条边柱11相对的两表面，与边柱底部的磁芯底座10相对。每条芯柱20的两端与两条边柱11相对的两表面之间无间隙地连接。

两条芯柱20之间由边柱11分隔开。芯柱20的两端抵紧于两相对边柱11的表面或者与两边柱11一体成型。

作为一种实施例，芯柱20与支撑该条芯柱20的两边柱11的相对表面之间相互垂直。

作为一种实施例，磁芯底座10为水平板，四条边柱为竖直平板，芯柱20为水平柱体，与磁芯底座10平行。

图中所示实施例中，三条芯柱20位于同直线上，与磁芯底座10平行或者与磁芯底座的长度方向的中心线平行。

芯柱20较佳为圆柱体。三条芯柱20是采用金属粉芯材质（或金属软磁粉芯材质）制成，可以是与边柱11通过金属粉芯一体成型的方式形成的整体结构。或者，芯柱20与边柱11拼接在一起形成整体结构，芯柱20两端通过胶水分别粘接于两侧的边柱11的表面。例如，采用粉末胶如6065胶等，将芯柱20的端部粘接于边柱11的侧面。较佳地，三条芯柱20相同。

具体例子中，边柱11、芯柱20以及磁芯底座10的横截面积可设计为趋近相同。

磁芯10整体为对称结构。此结构整体可以采用金属粉芯，不需混搭其他磁性材料，金属粉芯的高频特性好且高频损耗较低，更适用于高频上应用的各种电感；采用金属粉芯不需主动开气隙，避免增加涡流损耗带来的温升和效率问题。

本实用新型的金属粉芯磁芯10，其绕组可采用扁铜线、扁铝线立绕，且每个绕组独立分开，由边柱隔开，不会互相影响，且这个结构散热效果较好。此结构的空间利用率高，结构紧凑，磁芯和绕组导体（如铜线）的使用量少，体积小，重量轻，噪音小；每个尺寸方向可以灵活调整。

本实用新型的电感，其磁路如3所示，芯柱的磁路21相互之间独立，均匀稳定，不会存在三相感量不平衡、不稳定的问题。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的保护范围由所附权利要求及其等同范围限定。

Claims (10)

1.一种三相电感磁芯，其特征在于：所述三相电感磁芯为金属粉芯，包括均为金属粉芯的多条边柱、多条芯柱和磁芯底座；所述三相电感磁芯内无主动开气隙；每条芯柱分别用于绕设绕组。

2.如权利要求1所述的三相电感磁芯，其特征在于：

多条边柱、多条芯柱和磁芯底座相互之间的连接处由粘胶粘接成整体结构或者通过金属粉芯一体成型的方式形成一体结构。

3.如权利要求1所述的三相电感磁芯，其特征在于：

多条边柱的底端面连接于磁芯底座的同一侧面上；多条边柱相互平行；

多条芯柱首尾相对的依次连接于多条平行的边柱之间，每条芯柱的首尾两端部抵接于相邻两条边柱的两两相对的表面上；

两条相邻的芯柱首尾端部之间设置有一条边柱，使芯柱的各磁路之间相互之间独立。

4.如权利要求3所述的三相电感磁芯，其特征在于：

多条芯柱首尾相对地依次连接于两两相邻的边柱的顶部之间，相邻两条芯柱首尾端部之间由一条中间边柱隔开，且分别抵接于中间边柱的正反两侧的表面；

多条芯柱依次首尾相对的，位于同一直线或平行直线；

芯柱与磁芯底座平行。

5.如权利要求3所述的三相电感磁芯，其特征在于：

多条边柱垂直于磁芯底座的内侧面；最外的两条边柱分别连接于磁芯底座的两端；

多条边柱形状及尺寸相同；多条芯柱形状及尺寸相同；

所述三相电感磁芯为对称结构。

6.如权利要求1所述的三相电感磁芯，其特征在于：

每两两相邻的边柱与磁芯底座之间形成U形空间，各U形空间顶部分别由一条芯柱封盖且连接于两边柱之间。

7.如权利要求1~6任一项所述的三相电感磁芯，其特征在于：

所述三相电感磁芯包括三条芯柱、四条边柱；四条边柱的底端面抵接于磁芯底座的同一侧面上，三条芯柱首尾相对的依次连接于两两相邻的边柱之间。

8.一种三相电感，包括磁芯以及三相绕组，其特征在于：所述磁芯为权利要求1~7任一项所述的三相电感磁芯；每相绕组分别绕设于每根芯柱上；所述三相电感内部无主动开气隙。

9.如权利要求8所述的三相电感，其特征在于：每相绕组之间由中间边柱相隔而独立分开，三相绕组的磁路之间相互独立。

10.如权利要求8所述的三相电感，其特征在于：所述绕组采用扁铜线或扁铝线立绕。

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