DE202005017998U1

DE202005017998U1 - Elektrisches Bauelement mit dem Effekt eines variablen Luftspalts

Info

Publication number: DE202005017998U1
Application number: DE202005017998U
Authority: DE
Original assignee: JUNG FONG ELECTRONICS CO Ltd Shen Ken Hsiang; Jung Fong Electronics Co Ltd
Current assignee: SUN TRANS ELECTRONICS CO., LTD., TW
Priority date: 2004-11-16
Filing date: 2005-11-15
Publication date: 2006-07-20
Anticipated expiration: 2015-11-16
Also published as: US20060103496A1; US7236076B2

Abstract

Elektrisches Bauelement mit dem Effekt eines variablen Luftspalts, welches elektrische Bauelement (1) zwei Kerne (2a, 2b) umfasst, die einen Magnetfeld-Luftspalt (3a, 3b) aufweisen, der sich an der Verbindungsposition zwischen den beiden Kernen (2a, 2b) befindet, sowie eine Spulenwicklung (5), die um die Kerne (2a, 2b) gewickelt ist und bei der Montageposition des Magnetfeld-Luftspalts (3a, 3b) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass:
zumindest ein Kern (2a, 2b) mindestens einen Magnetfeld-Erzeugungsabschnitt (21, 22) umfasst, der den Magnetfeld-Luftspalt (3a, 3b) ausbildet, sowie einen Magnetflussabschnitt (23), der mit dem Magnetfeld-Erzeugungsendabschnitt (21, 22) verbunden ist, wobei der Kern (2a, 2b) zumindest eine Luftspaltöffnung (4a, 4b) umfasst, so dass die Luftspaltöffnung (4a, 4b) den Verlauf der Magnetfeldlinien verändert und für den Effekt eines variablen Luftspalts sorgt, und zwar in Entsprechung zu dem Magnetfeld-Luftspalt (3a, 3b).

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektrisches Bauelement mit dem Effekt eines variablen Luftspalts und betrifft insbesondere ein elektrisches Bauelement, das eine Mehrzahl von Luftspalten umfasst, um variable Luftspalte zu erzeugen, um bessere elektrische Funktionen zu erzielen.
Hintergrund der Erfindung
Bei der Auslegung des Luftspalts eines elektrischen Bauelements sorgt der Luftspalt bei dem elektrischen Bauelement für den Effekt einer Magneto-Impedanz, um das Phänomen einer magnetischen Sättigung zu verhindern. Gegenwärtig wird der Luftspalt, der für die elektrischen Bauelemente eingesetzt wird, normalerweise mit einer einzigen Größe ausgelegt. Falls der Luftspalt eines elektrischen Bauelements zu schmal ist, wird in einem Zustand mit Ausgabe einer niedrigen Spannung dann ein höherer Strom durch das elektrische Bauelement fließen und wird die Sättigung auftreten, um eine signifikante Temperaturerhöhung hervorzurufen. Falls der Luftspalt zu groß ist, wird das elektrische Bauelement nicht ausreichend in der Lage sein, Verzerrungen von Harmonischen zu verhindern, wenn sich das elektrische Bauelement in einem Ausgabe-Betriebszustand bei geringer Last befindet. Deshalb kann eine einzige Größe des Luftspalts die harmonische Signalnorm eines elektrischen Bauelements unter dem Betriebszustand mit geringer Last oder voller Last nicht erfüllen.
Die taiwanesische Patent-Offenlegungsschrift Nr. 545686 und die US-Patent-Offenlegungsschrift Nr. 2004-0178877 A1 offenbaren Technologien mit mehreren Luftspalten. In der taiwanesischen Patent-Offenlegungsschrift Nr. 545686 bildet ein elektrisches Bauelement einen Luftspalt mit unterschiedlichen Dicken dadurch aus, dass ein Papierbogen zwischen zwei Kernen vorgesehen ist, so dass die gekrümmte Oberfläche des Luftspalts im Wesentlichen in Gestalt einer treppenartigen Oberfläche, einer geneigten Oberfläche oder einer kontinuierlich wellenförmigen Oberfläche vorliegt, um für den Effekt eines variablen Luftspalts zu sorgen, wie in der 1 gezeigt. US-Patent-Offenlegungsschrift 2004-0178877 A1 verwendet eine Mehrzahl von Siliziumstahl-Blechen mit einem magnetischen Induktionsfluss mit unterschiedlichen Längen und Breiten, welche die Kerne ausbilden, so dass der Luftspalt mit unterschiedlichen Abständen zwischen den beiden Kernen ausgebildet werden wird, um den Effekt eines variablen Luftspalts zu erzielen. Mittlerweile kann eine Reduzierung der Anzahl von Spulenwicklungen oder Stapeln von Siliziumstahl-Blechen unter denselben elektrischen Bedingungen erzielt werden, um die Herstellungskosten zu senken und das Gesamtvolumen des elektrischen Bauelements zu verringern.
Die vorgenannten zwei patentierten Technologien können jedoch nicht den Effekt einer genauen Kontrolle erzielen, hauptsächlich deshalb, weil die gekrümmte Oberfläche oder unterschiedliche Zwischenräume des Luftspalts nicht verwendet werden können, um die tatsächliche elektrische Leistung bei geringer Last oder Volllast genau zu berechnen, und die Herstellung des elektrischen Bauelements hat aufgrund des Menschenfaktors bei der Montage oder aufgrund der Fehler von Herstellungswerkzeugen unterschiedliche Spezifikationen zur Folge. Falls es eine neue Spezifikation gibt, kann die bestehende Spezifikation für die elektrischen Bauelemente nicht mehr verwendet werden und ist es notwendig, wiederholt Experimente auszuführen, um einen geeigneten Luftspalt aufzufinden, und ist der Prozess sehr arbeitsaufwendig.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, den Unzulänglichkeiten des Standes der Technik abzuhelfen und die bestehenden Mängel dadurch zu vermeiden, dass ein elektrisches Bauelement bereit gestellt wird, das in der Lage ist, unterschiedliche Luftspaltkombinationen und die Werte von variablen Luftspalten zu klassifizieren und aufzuzeichnen. Das elektrische Bauelement umfasst zwei Kerne mit einem Magnetfeld-Luftspalt, der an der Verbindungsstelle zwischen den beiden Kernen vorgesehen ist, und einer Spulenwicklung, die um die Kerne gewickelt ist und an der Montageposition des Magnetfeld-Luftspalts vorgesehen ist, und ein Wickeln der Außenseite der Kerne mit Spulenwicklungen bei der Position des Magnetfeld-Luftspalts. Zumindest ein Kern umfasst zumindest ein Magnetismus-Erzeugungsende, das bei dem Magnetfeld-Luftspalt vorgesehen ist, sowie einen magnetischen Induktionsflussabschnitt, der mit dem Magnetismus-Erzeugungsende gekoppelt ist. Der Kern umfasst auch mindestens eine Luftspalt-Öffnung, die auf dem Kern vorgesehen ist, um die Bahn und Richtung der magnetischen Linien zu verändern und für einen variablen Luftspalt zu sorgen, um mit dem Magnetfeld-Luftspalt umzugehen, um so die elektrischen Funktionen der elektrischen Bauelemente zu verbessern. Der Hersteller braucht nur die Veränderung von jeder Luftspaltgröße aufzuzeichnen, um die Herstellungsspezifikationen des elektrischen Bauelements zu erfüllen
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine schematische Darstellung der magnetischen Eigenschaften einer Baugruppe eines elektrischen Bauelements gemäß der Erfindung mit einem mehrfachen Luftspalt;
2 ist eine schematische Darstellung eines Siliziumstahl-Blechs gemäß der Erfindung;
3 ist eine schematische Draufsicht gemäß der 2;
4 ist eine schematische Darstellung eines UU-artigen elektrischen Bauelements gemäß der Erfindung;
5 ist eine schematische Darstellung eines UI-artigen elektrischen Bauelements gemäß der Erfindung;
6 und 7 sind schematische Darstellungen einer weiteren Anwendung gemäß der Erfindung;
8 ist eine schematische Darstellung eines EE-artigen elektrischen Bauelements gemäß der Erfindung; und
9 ist eine schematische Darstellung eines EI-artigen elektrischen Bauelements gemäß der Erfindung.
Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
Der technische Inhalt der vorliegenden Erfindung wird nun ausführlicher nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben werden, die verschiedene Ausführungsbeispiele gemäß der Erfindung zeigen.
Gemäß den 2, 3 und 4 umfasst ein elektrisches Bauelement 1 mit dem Effekt eines variablen Luftspalts zwei Kerne 2a, 2b, die bei einem Magnetfeld-Luftspalt 3a, 3b angeordnet sind, wobei um den Kern 2a, 2b eine Spulenwicklung 5 gewickelt ist, die bei dem Magnetfeld-Luftspalt 3a, 3b vorgesehen ist, wobei zumindest ein Kern 2a zwei Magnetfeld-Erzeugungsendabschnitte 21, 22 aufweist, die bei dem Magnetfeld-Luftspalt 3a, 3b vorgesehen sind, sowie einen Magnetflussabschnitt 23, der mit den beiden Magnetfeld-Erzeugungsabschnitten 21, 22 verbunden ist. Das elektrische Bauelement 1 könnte aus einem Kern 2a, 2b vom UU-Typ bestehen, wie in der 4 gezeigt (die U-förmigen Kerne 2a, 2b sind auf den beiden Seiten der beiden Magnetfeld-Erzeugungsabschnitte 21, 22 angeordnet). Das elektrische Bauelement 1 könnte auch aus einem Kern 2a, 2c vom UI-Typ bestehen, wie in der 5 gezeigt, oder einem Kern 6a, 6b vom EE-Typ, wie in der 8 gezeigt (die beiden Magnetfeld-Erzeugungsabschnitte 21 der Kerne 6a, 6b vom EE-Typ sind in der Mittenposition angeordnet) oder aus Kernen 6a, 6c vom EI-Typ, wie in der 9 gezeigt. Die Kerne 2a, 2b, 2c beziehen sich hierbei auf Kerne, die durch Stapeln einer Mehrzahl von Siliziumstahl-Blechen hergestellt sind. Die wesentlichen Eigenschaften des Designs der vorliegenden Erfindung beruhen darauf, dass die Kerne 2a, 2b zumindest eine Luftspaltöffnung 4a aufweisen und dass die Position der Luftspaltöffnung 4a so ausgelegt ist, dass diese sich bei der Position des Magnetflussabschnittes 23 befindet, wie in den 3 oder 8 gezeigt, oder dass die Luftspaltöffnung 4d ausgelegt ist, so dass diese sich bei dem Verbindungseckabschnitt der beiden Magnetfeld-Erzeugungsendabschnitte 21, 22 befindet und bei dem Magnetflussabschnitt 23, wie in der 6 gezeigt. Die Luftspaltöffnung 4a, 4b kann auch so ausgelegt sein, dass diese sich bei den beiden Magnetfeld-Erzeugungsendabschnitten 21, 22 befindet. Die Luftspaltöffnung 4a, 4b könnte in der Form quadratisch sein, wie in den 7 und 9 gezeigt, und die Luftspaltöffnung 4c könnte auch dreieckig oder von einer anderen geometrischen Form sein.
Gemäß der 1 weisen die beiden Magnetfeld-Erzeugungsendabschnitte 21, 22 des Kerns 2a, 2b einen Magnetfeld-Luftspalt 3a, 3b auf und weist der Magnetfeld-Luftspalt 3a, 3b eine magnetische Impedanz auf. Es sei angenommen, dass die magnetische Impedanz gleich der Kurve G1 eines schmalen Spalts ist, wie in der 1 gezeigt, wobei der Kern 2a, 2b gemäß der Erfindung auch eine andere Luftspaltöffnung 4a ausweist und solch eine Luftspaltöffnung 4a auch den Effekt einer magnetischen Impedanz hervorruft, und für eine solche magnetische Impedanz sei angenommen, dass diese gleich der Kurve G2 des breiten Luftspalts ist, wie in der 1 gezeigt. Deshalb erzeugt das elektrische Bauelement 1 gemäß der Erfindung eine Kurve G3, die einem variablen Luftspalt entspricht, so dass das elektrische Bauelement 1 unter der Betriebsbedingung einer geringen Belastung die harmonischen Signalnormen erfüllen kann. Das elektrische Bauelement 1 weist eine größere Induktivität auf und wird unter dem Betriebszustand einer Ausgabe einer niedrigen Spannung nicht einfach gesättigt werden, um so die Temperaturerhöhung zu verringern und den Wirkungsgrad zu verbessern. Außerdem kann das elektrische Bauelement 1 von diesem Typ die Anzahl von Wicklungen der Spulenwicklung 5 reduzieren und die Anzahl der Stapel der Siliziumstahl-Bleche unter dem Betriebszustand mit derselben Leistungsabgabe verringern, um so die Effekte einer Verringerung der Materialkosten und einer Reduzierung des Gesamtvolumens des elektrischen Bauelements 1 zu erzielen.
Wenngleich die Erfindung in beispielhafter Weise und anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels beschrieben worden ist, sei darauf hingewiesen, dass die Erfindung nicht darauf beschränkt ist. Vielmehr soll diese zahlreiche Modifikationen und ähnliche Anordnungen und Vorgehensweisen mit abdecken, so dass dem Schutzbereich der beigefügten Schutzansprüche die breitestmögliche Auslegung zuteil werden soll, um sämtliche solcher Modifikationen und ähnliche Anordnungen und Vorgehensweisen mit abzudecken.
Zusammenfassend betrifft die vorliegende Erfindung ein elektrisches Bauelement mit dem Effekt eines variablen Luftspalts, welches zwei Kerne 2a, 2b umfasst, die einen Magnetfeld-Luftspalt 3a, 3b aufweisen, der an der Verbindungsposition der beiden Kerne 2a, 2b vorgesehen ist, sowie eine Spulenwicklung 5, die um die Kerne 2a, 2b gewickelt ist und bei der Montageposition des Magnetfeld-Luftspalts 3a, 3b vorgesehen ist, sowie zumindest einen Kern 2a, 2b, der zumindest einen Magnetfeld-Erzeugungsabschnitt 21, 22 aufweist, der sich bei dem Magnetfeld-Luftspalt 3a, 3b befindet, sowie einen Magnetflussabschnitt 23, der mit dem Magnetfeld-Erzeugungsendabschnitt 21, 22 verbunden ist, wobei die Kerne 2a, 2b zumindest eine Luftspaltöffnung 4a, 4b aufweisen, so dass die Luftspaltöffnung 4a, 4b den Verlauf und die Richtung der Magnetfeldlinien verändert und für einen variablen Luftspalt in Entsprechung zu dem Magnetfeld-Luftspalt 3a, 3b sorgt, um so die elektrischen Eigenschaften des elektrischen Bauelements 1 zu verbessern.

Claims

Elektrisches Bauelement mit dem Effekt eines variablen Luftspalts, welches elektrische Bauelement (1) zwei Kerne (2a, 2b) umfasst, die einen Magnetfeld-Luftspalt (3a, 3b) aufweisen, der sich an der Verbindungsposition zwischen den beiden Kernen (2a, 2b) befindet, sowie eine Spulenwicklung (5), die um die Kerne (2a, 2b) gewickelt ist und bei der Montageposition des Magnetfeld-Luftspalts (3a, 3b) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass: zumindest ein Kern (2a, 2b) mindestens einen Magnetfeld-Erzeugungsabschnitt (21, 22) umfasst, der den Magnetfeld-Luftspalt (3a, 3b) ausbildet, sowie einen Magnetflussabschnitt (23), der mit dem Magnetfeld-Erzeugungsendabschnitt (21, 22) verbunden ist, wobei der Kern (2a, 2b) zumindest eine Luftspaltöffnung (4a, 4b) umfasst, so dass die Luftspaltöffnung (4a, 4b) den Verlauf der Magnetfeldlinien verändert und für den Effekt eines variablen Luftspalts sorgt, und zwar in Entsprechung zu dem Magnetfeld-Luftspalt (3a, 3b).
Das elektrische Bauelement nach Anspruch 1, bei dem die Luftspaltöffnung (4a, 4b) bei dem Magnetfeld-Erzeugungsendabschnitt (21, 22) vorgesehen ist.
Das elektrische Bauelement nach Anspruch 1, bei dem die Luftspaltöffnung (4a, 4b) bei dem Magnetflussabschnitt (23) vorgesehen ist.
Das elektrische Bauelement nach Anspruch 1, bei dem die Luftspaltöffnung (4a, 4b) bei einem Verbindungseckabschnitt des Magnetfeld-Erzeugungsendabschnittes (21, 22) und dem Magnetflussabschnitt (23) vorgesehen ist.
Das elektrische Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die Kerne (2a, 2c) von dem Typ UI sind.
Das elektrische Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die Kerne (2a, 2b) von dem Typ UU sind.
Das elektrische Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die Kerne (6a, 6c) von dem Typ EI sind.
Das elektrische Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die Kerne (6a, 6b) von dem Typ EE sind.