ES2844326T3 - Dispositivo inductor, método de fabricación del mismo y antena - Google Patents

Dispositivo inductor, método de fabricación del mismo y antena Download PDF

Info

Publication number
ES2844326T3
ES2844326T3 ES17380004T ES17380004T ES2844326T3 ES 2844326 T3 ES2844326 T3 ES 2844326T3 ES 17380004 T ES17380004 T ES 17380004T ES 17380004 T ES17380004 T ES 17380004T ES 2844326 T3 ES2844326 T3 ES 2844326T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
winding
magnetic core
faces
electro
support
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
ES17380004T
Other languages
English (en)
Inventor
Reyes Sergio Cobos
Cuevas Antonio Rojas
Cabeza Claudio Cañete
Pérez Francisco Ezequiel Navarro
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Premo SA
Original Assignee
Premo SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Premo SA filed Critical Premo SA
Application granted granted Critical
Publication of ES2844326T3 publication Critical patent/ES2844326T3/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F5/00Coils
    • H01F5/02Coils wound on non-magnetic supports, e.g. formers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/24Magnetic cores
    • H01F27/26Fastening parts of the core together; Fastening or mounting the core on casing or support
    • H01F27/266Fastening or mounting the core on casing or support
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F41/00Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
    • H01F41/02Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
    • H01F41/04Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets for manufacturing coils
    • H01F41/06Coil winding
    • H01F41/071Winding coils of special form
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F5/00Coils
    • H01F5/02Coils wound on non-magnetic supports, e.g. formers
    • H01F2005/027Coils wound on non-magnetic supports, e.g. formers wound on formers for receiving several coils with perpendicular winding axes, e.g. for antennae or inductive power transfer
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F5/00Coils
    • H01F5/04Arrangements of electric connections to coils, e.g. leads
    • H01F2005/046Details of formers and pin terminals related to mounting on printed circuits

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Coils Or Transformers For Communication (AREA)
  • Coils Of Transformers For General Uses (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)

Abstract

Dispositivo inductor que comprende: · un núcleo magnético prismático (1) con ocho vértices y seis caras que definen un eje (X), un eje (Y), y un eje (Z) ortogonales entre sí; · un soporte electro-aislante (10) hecho de una sola pieza, con un hueco (11) prismático, dispuesto alrededor de dicho núcleo magnético (1), siendo accesible dicha cavidad (11) a través de una abertura rodeada por un marco (50) que tiene cuatro lados (51) dispuestos uno frente al otro de dos en dos, estando dicho marco dispuesto a nivel o por encima del nivel del núcleo magnético (1), y estando provisto dicho soporte electro-aislante (10) al menos de: o caras externas de apoyo de devanado (12X, 12Y y 12Z), incluyendo cuatro caras externas de soporte de devanado adicionales (12X y 12Y) formadas en dichos cuatro lados (51) del marco (50), o cuatro protuberancias de esquina inferior (20) dispuestas sobre cuatro vértices del núcleo magnético (1), y o bordes limitadores de devanado (22) perpendiculares a las caras externas de apoyo de devanado (12X, 12Y y 12Z), y perpendiculares a dichas cuatro caras externas de soporte de devanado adicionales (12X, 12Y); · tres devanados (DX, DY, DZ) de hilo conductor dispuestos ortogonales entre sí arrollados alrededor de dicho núcleo magnético (1) apoyados en dichas caras de soporte del devanado (12X, 12Y y 12Z), confinados entre los bordes limitantes del devanado (22) y centrados con respecto a los tres ejes ortogonales (X, Y, Z), de manera que cuando circula una corriente por los devanados mencionados (DX, DY, DZ), se genera un campo electromagnético con vectores de campo electromagnético coaxiales con los ejes de cada uno de los devanados caracterizado porque dicho núcleo magnético prismático (1) es un núcleo magnético prismático rectangular (1) con sólo seis caras y ocho vértices; dicha cavidad prismática (11) es una cavidad prismática rectangular (11) de manera que dicho soporte eléctricamente aislante (10) rodea completamente todas menos una de las seis caras del núcleo magnético (1); dicho núcleo magnético (1) está formado por un cemento magnético vertido y colocado dentro de la cavidad (11) de dicho soporte eléctricamente aislante (10) o por un material PBM o PBSM inyectado y colocado dentro de la mencionada cavidad (11), en donde dicho soporte eléctricamente aislante (10) asegura la simetría y ortogonalidad de dichos vectores de campo electromagnético generados por el mencionado dispositivo inductor.

Description

DESCRIPCIÓN
Dispositivo inductor, método de fabricación del mismo y antena
Campo de la técnica
La presente invención concierne a un dispositivo inductor, y al método de fabricación del mismo, incluyendo dicho dispositivo inductor un núcleo magnético, un soporte electro-aislante dispuesto alrededor de dicho núcleo magnético y tres devanados de hilo conductor, dispuestos ortogonalmente entre sí, arrollados alrededor de dicho núcleo magnético apoyando el hilo conductor de los devanados sobre dicho soporte electro-aislante.
La invención se refiere igualmente a una antena, en particular una antena transmisora o receptora de baja frecuencia construida utilizando el citado dispositivo inductor, utilizada primordialmente para detectar y/o transmitir la posición y movimiento de objetos que requieren un control preciso, tales como los utilizados por ejemplo en los sistemas de realidad virtual en donde un sistema electromagnético debe tener la capacidad de ubicar en el mundo virtual (o digital) el objeto real, del mundo físico, en una ubicación relativa exacta y con los movimientos, velocidades y aceleraciones reales en sus tres componentes coordenados espaciales.
Para lograr el objetivo de esta invención se parte del principio de que la respuesta en términos de tensión o voltaje inducido por unidad de inducción de campo magnético de un inductor en baja frecuencia es directamente proporcional a su posición relativa respecto de la fuente del campo.
El dispositivo inductor de la presente invención, que constituye un inductor o sensor magnético de tres ejes permite la generación de un campo electromagnético estándar, constante en frecuencia e intensidad e isotrópico, de idénticas características en tres bobinas ortogonales arrolladas en torno a un mismo núcleo, pero apoyadas en las superficies de un soporte electro-aislante. De este modo es posible inducir en dicho inductor o componente bobinado en tres ejes ortogonales una tensión que tiene un módulo proporcional a la distancia relativa respecto de la fuente (indicación de posición) y tres coordenadas x, y, z cuya relación determina el ángulo de rotación respecto del vector de posición de la fuente. De esta manera el inductor propuesto genera un sistema de referencia vectorial ortogonal en tres dimensiones (R3) correspondientes a las componentes de inducción vectorial de sus tres devanados ortogonales. Cualquier otro inductor receptor introducido en el sistema de referencia recibirá en cada eje una tensión proporcional a su distancia vectorial, determinándose por la relación entre la tensión de cada eje y el módulo total, el ángulo de rotación del receptor respecto del sistema de referencia.
Estado de la técnica
Por la patente US 4287809 (Honeywell) se conoce un sistema electromagnético para determinar la orientación, incluyendo la posición de un casco, incluyendo una antena de transmisión para trasmitir unos vectores de campo electromagnético, una antena receptora para detectar dichos vectores de campo electromagnético y un aparato de control para, en función de dichos vectores de campo electromagnético enviados y detectados determinar la orientación incluyendo la ubicación del casco. En la Fig. 3 de los dibujos de este documento se describe una posible realización de las antenas transmisoras y receptoras utilizadas en donde puede verse que comprenden un núcleo de ferrita alrededor del cual se disponen arrollados tres devanados ortogonales entre sí.
En la US 4210859 (Technion Research) se describe igualmente una estructura para una antena tridimensional con tres devanados respectivamente ortogonales igualmente adecuada para proporcionar un inductor como el que se refiere en esta invención. En la Fig. 17 de sus dibujos puede verse una particular realización del núcleo magnético del inductor en forma de cubo con unas protuberancias en sus vértices que definen unos canales de bobinado para disposición de los citados devanados ortogonales.
Por otro lado, por la patente EP 1315178 (ABB) se describe una configuración de inductor electromagnético comprendiendo un núcleo cúbico y tres devanados ortogonales que se disponen apoyados sobre las caras de dos semi-cubos huecos, formados de un material plástico aislante y dotados en sus vértices de unas protuberancias, quedando dispuesto el núcleo magnético en el interior de los huecos de dichos dos semi-cubos enfrentados por sus caras abiertas.
En cualquiera de dichos antecedentes para garantizar una exacta ortogonalidad de los vectores de campo magnético se exige un posicionado de las espiras sobre el núcleo desnudo o aislado con una fina capa de aislante tipo cinta de kapton o poliéster adhesivo, con extremo cuidado en un proceso lento de precisión, lo que dificulta la implementación industrial y además se deben superar ya sea las imperfecciones del núcleo sobre el que se bobina o las diferencias o no coplanariedad de las dos semi-piezas enfrentadas en el caso de la solución descrita en la patente EP 1315178.
En la EP 2911244 se describe una antena y un método para su fabricación, comprendiendo la antena un núcleo magnético y tres devanados arrollados a su alrededor, utilizándose una base electroaislante dividida en dos partes que proporciona una porción de soporte alrededor de cuyo perímetro se dispone en apoyo un devanado externo. La utilización de soportes electro-aislantes asociados a núcleos magnéticos se ha descrito hasta la fecha, en diversos documentos básicamente para:
- garantizar aislamiento y distancias de seguridad de los devanados, así como para fijar y dar forma al conjunto del bobinado;
- contener y guiar debidamente los devanados y facilitar la conexión de los mismos a un PCB o circuito;
- configurar topologías de bobinados (multi-sección, por ejemplo, para reducir las capacidades distribuidas o reducir la tensión soportada entre extremos de los devanados); y
- permitir la incorporación de elementos adicionales como fusibles, sensores, etc. Y en general para facilitar una automatización del proceso de bobinado.
Por la US 669638 se describe un núcleo magnético obtenido a partir de una pluralidad de granos de material electromagnético aglomerados en una matriz a modo de cemento.
En la WO2016038434 se describe un núcleo magnético, en particular para una antena, obtenido mediante inyección de PBSM (Polymer Bonded Soft Magnetic material) obtenido mediante la incorporación de nanopartículas ferromagnéticas en una matriz polimérica mediante y en particular incluyendo microfibras, micropartículas o nanopartículas de un material ferromagnético débil.
En ninguno de los citados antecedentes se explica la utilización de un soporte electro-aislante para evitar que las imperfecciones y asimetrías del núcleo magnético se traduzcan en desviaciones de la posición de los devanados que incidan en la isotropía de los vectores de inducción generados por cada uno de los arrollamientos.
Breve descripción de la invención
La presente invención concierne, de acuerdo con un primer aspecto de la misma, a un dispositivo inductor, apto para construir una antena transmisora prevista para interaccionar con un sistema electromagnético.
A diferencia de las soluciones indicadas del estado de la técnica, en la presente invención se proporciona un soporte electroaislante, en general cúbico, que alberga enteramente el núcleo igualmente cúbico, y sobre dicho soporte electroaislante (por ejemplo obtenido mediante moldeo por inyección de alta precisión) se bobina directamente, lo que permite que las espiras de los devanados puedan fijarse en un proceso de bobinado automático a alta velocidad sobre dicho soporte electroaislante el cual presenta unas configuraciones que delimitan unos límites físicos y que garantiza una simetría de los devanados uniforme y repetitiva.
De acuerdo con la propuesta de esta invención el citado dispositivo inductor comprende:
• un núcleo magnético prismático rectangular con seis caras y ocho vértices que define tres ejes X, Y, Z ortogonales entre sí;
• un soporte electro-aislante, con un hueco prismático rectangular, dispuesto alrededor de dicho núcleo magnético estando provisto dicho soporte electro-aislante al menos de:
o caras externas de apoyo de devanado,
o cuatro protuberancias de esquina inferior dispuestas sobre cuatro vértices del núcleo magnético, incluyendo unos bordes limitadores de devanado perpendiculares a las caras externas de apoyo de devanado, y
• tres devanados de hilo conductor dispuestos ortogonales entre sí, arrollados alrededor de dicho núcleo magnético apoyando sobre las caras de apoyo de devanado, confinados entre los bordes limitadores de devanado y centrados respecto a los ejes X, Y, Z, ortogonales, de manera que al circular una corriente por los citados devanados se genera un campo electromagnético con unos vectores de campo electromagnético coaxiales con los ejes de cada uno de los devanados
Se entenderá que dichas seis caras del núcleo magnético son tres pares de caras opuestas enfrentadas y paralelas, siendo cada una de ellas rectangular o cuadrada, y que dichos tres ejes X, Y, Z son cada uno perpendicular a uno de dichos pares de caras.
Se entenderá que cada una de dichas caras externas de apoyo de devanado será paralela a una de las seis caras del núcleo magnético, de modo que el devanado apoyado en dichas caras externas de apoyo de devanado quedará paralelo al núcleo magnético.
Además, los bordes limitadores de bobinado, proporcionados por las cuatro protuberancias de esquina inferior, delimitan dichas caras externas de apoyo de devanado confinando los respectivos devanados en direcciones ortogonales entre sí. Preferiblemente cada protuberancia de esquina inferior tiene seis bordes limitadores de devanado, dos de ellos para limitar cada uno de los tres devanados antes citados.
El citado soporte electro-aislante se propone que sea de una sola pieza hueca abierta por una de sus caras para recibir alojado completamente el núcleo, de manera que dicho soporte electro-aislante rodee todas menos una de las seis caras del núcleo magnético.
Es decir, el núcleo magnético está totalmente insertado en dicho hueco del soporte electro-aislante a través de una única cara abierta de dicho soporte que da acceso al hueco, de modo que el citado núcleo magnético no sobresalga de dicho soporte.
Esto permite que el soporte rodee completamente el núcleo magnético, excepto por una de sus caras, siendo un soporte obtenido de una sola pieza (por ejemplo, mediante una operación de moldeo de material plástico de alta precisión, lo que facilita las tareas de centrado del núcleo magnético y bobinado ortogonal alrededor de dicho núcleo magnético, siendo dicha ortogonalidad esencial para la precisión del dispositivo inductor producido. Según es conocido por la ley física de Biot-Savart establece que la dirección del vector de inducción magnética generada por una corriente en una espira conductora es ortogonal al vector de superficie que conforma esa espira. Es decir, el campo generado es ortogonal al bobinada en cada superficie infinitesimal de sección del mismo y no, como en general supone la industria a la sección transversal del núcleo. La presente invención pretende mejorar el comportamiento y simetría del dispositivo mediante el desacoplo del bobinado de la morfología del núcleo ya que la sección trasversal del bobinada quedará garantizada por la configuración del carrete independientemente de las imperfecciones en la simetría del núcleo que haya dentro.
Según una realización alternativa el devanado alrededor del eje Z está formado por un hilo electro-conductor provisto de un revestimiento autoadhesivo, en el caso de que las cuatro protuberancias de esquina inferior confinen entre sus respectivos bordes limitadores de devanado los devanados arrollados alrededor de los ejes X e Y. En este caso los bordes limitadores de devanado de las citadas cuatro protuberancias de esquina inferior solo confinarán el devanado arrollado alrededor del eje Z por su lateral más próximo al extremo inferior del dispositivo inductor, pero no por su extremo más alejado. El hilo conductor autoadhesivo mantendrá dicho hilo conductor en su sitio incluso sin la existencia de cuatro protuberancias de esquina superior adicionales que lo confinen, aunque en este caso se dispondrá de un tope o contrapunto adosado contra la citada cara abierta del soporte electro-aislante y removible, tras la operación de bobinado a alta velocidad, para delimitar el devanado superior.
Según una realización alternativa dicho soporte electro-aislante comprende además cuatro protuberancias de esquina superior dispuestas sobre los restantes cuatro vértices del núcleo magnético, incluyendo bordes limitadores de devanado perpendiculares a las caras de apoyo de devanado.
Alternativamente se propone que dicho núcleo magnético esté compuesto de un cemento magnético (según las enseñanzas de la US 6696638 citada) fraguado dentro de dicho soporte electro-aislante, es decir un cemento magnético vertido en forma líquida dentro del hueco del soporte electro-aislante y endurecido en su interior, actuando dicho hueco interior del soporte electro-aislante a modo de molde. De esta forma, al conformarse el núcleo posteriormente, se garantiza que su forma se corresponde con precisión con la del carrete que garantiza la simetría e isotropía mediante sus caras y configuración externa.
El citado núcleo magnético se propone que pueda estar recubierto por una capa de resina polimérica o epoxi que ocupe dicha cara abierta del soporte electro-aislante cuando sea necesario preservar la absorción de humedad externa del núcleo, aunque en general no será de aplicación. Es decir que se propone sellar la única cara del núcleo magnético no recubierta por el soporte electro-aislante mediante una capa de resina epoxi, que también tiene propiedades electro-aislantes, y que completa el recubrimiento del núcleo magnético.
Preferiblemente la altura del núcleo magnético será menor que la profundidad del hueco interior del soporte electroaislante, y la diferencia será llenada con dicha capa de resina epoxi. El bobinado posterior a la aplicación y endurecimiento de la resina cubrirá dicha resina epoxi.
Preferiblemente el núcleo magnético y el citado soporte electro-aislante que lo aloja, son cúbicos proporcionando un inductor con propiedades isotrópicas lo que requiere que las permeabilidades y susceptibilidades reales e imaginarias del núcleo sean idénticas en los tres ejes espaciales. La utilización preferente de cementos magnéticos o de PBM (Polymer Bonded Magnetics) permite evitar procesos de conformación de núcleos que establecen una dirección privilegiada de magnetización que confiere anisotropía (el laminado, la extrusión y el prensado de núcleos incorporan grados relevantes de anisotropía que en esta invención se evitan). Al tener el núcleo magnético las mismas dimensiones de altura anchura y profundidad el campo magnético inducido es uniforme en los tres ejes X, Y, Z, si el material es isotrópico en permeabilidad y susceptibilidad magnéticas, así como en resistividad eléctrica. Para ello también es importante que los tres devanados sean perfectamente ortogonales entre sí y que contengan el mismo número de vueltas del hilo electro-conductor, a lo que cooperan las caras de apoyo de los devanados del citado soporte electro-aislante de una sola pieza, indicado.
Siendo el dispositivo inductor isotrópico puede ser utilizado como detector preciso de su posición relativa, en los tres ejes, respecto a una fuente emisora de ondas electromagnéticas, o como emisor de ondas electromagnéticas uniformes en todas direcciones.
Según otra realización cada devanado de hilo conductor tiene un punto de entrada de un hilo conductor y un punto de salida de dicho hilo conductor, diferenciados, conectados a los extremos de unos elementos electro-conductores integrados en cada una de dichas protuberancias de esquina inferior. Así pues, los elementos electro-conductores hacen de conectores que permiten integrar el dispositivo inductor a sistemas eléctricos o electrónicos poniendo en contacto eléctrico cada uno de dichos hilos conductores del devanado a través de dichos elementos electroconductores.
Se propone además que el citado soporte electro-aislante incluya unas configuraciones de guiado del hilo conductor de cada uno de los devanados, entre el punto de entrada y su correspondiente elemento electro-conductor y entre el punto de salida y su correspondiente elemento electro-conductor, estando formadas dichas configuraciones de guiado por un rebaje, entrante en escalón o acanaladura, de manera que un hilo conductor tensionado quede posicionado con precisión en relación con la cara externa de apoyo de devanado y la dirección de bobinado en dicho punto de entrada.
Finalmente se propone que las caras externas de apoyo de devanado comprendan caras externas de apoyo de devanado X, caras externas de apoyo de devanado Y, y caras externas de apoyo de devanado Z, y que las caras correspondientes a dos diferentes devanados entrecruzados estén a un distinto nivel y enlazadas en las intersecciones en escalón que constituyen unos bordes limitadores de devanado.
El soporte electro-aislante dispone de cinco caras externas principales y de una sexta cara externa principal abierta, y sobre cada una de dichas caras se entrecruzarán ortogonalmente dos devanados. Así pues cada una de dichas seis caras externas principales del soporte electro-aislante dispondrá de caras de apoyo de devanado a dos niveles diferentes conectadas por un escalón, definiendo dos canales de bobinado a distintos niveles y entrecruzados, siendo un canal de bobinado más profundo definido por una cara de apoyo de devanado continua a lo largo de toda la longitud de la correspondiente cara externa principal, y siendo un canal de bobinado superpuesto al anterior definido por dos caras de apoyo de devanado dispuestas en lados opuestos de la anterior citada cara de apoyo de devanado continua y protuberantes de la misma.
La abertura que da acceso al hueco interior del soporte electro-aislante estará rodeada por un marco de cuatro lados enfrentados dos a dos, estando dos de dichos lados a un nivel inferior respecto a los otros dos lados, constituyendo dichos cuatro lados cuatro caras externas de apoyo de devanado. Esta realización permite que el bobinado en dos direcciones ortogonales cubriendo esta cara del soporte electro-aislante donde se dispone la abertura del hueco interior se realice también a dos niveles distintos.
La profundidad del hueco estará en este caso definida desde el lado más próximo al fondo de dicho hueco.
De acuerdo con un segundo aspecto, la presente invención concierne a un método de fabricación de un dispositivo inductor. El citado método comprende las siguientes etapas:
• producir por moldeo por inyección de alta presión un soporte electro-aislante polimérico a base de un plástico termoestable de alta estabilidad térmica y mecánica, de una sola pieza, hueca, con un hueco prismático rectangular abierto por una de sus caras, previsto para alojar completamente un núcleo magnético (1), dicho soporte estando provisto al menos de:
o caras externas de apoyo de devanado,
o cuatro protuberancias de esquina inferior incluyendo unos bordes limitadores de devanado perpendiculares a las caras externas de apoyo de devanado,
• proporcionar un núcleo magnético prismático rectangular con ocho vértices y con seis caras que define tres ejes X, Y, Z ortogonales entre sí en el interior de dicho hueco prismático rectangular del soporte electro-aislante; • proporcionar tres devanados de hilo conductor dispuestos ortogonales entre sí, arrollados alrededor de dicho núcleo magnético apoyando sobre las caras de apoyo de devanado, confinados entre los bordes limitadores de devanado y centrados respecto a los ejes X, Y, Z, ortogonales.
El soporte electro-aislante producido está previsto para alojar completamente el núcleo magnético en el interior de su hueco, esto significa que el núcleo magnético alojado dentro de dicho hueco no sobresale del soporte electroaislante, y queda totalmente rodeado por cinco de sus seis caras.
Se propone que dicho núcleo magnético esté compuesto de un cemento magnético, que es vertido y que fragua en el hueco interior de dicha pieza hueca que constituye dicho soporte electro-aislante. Es decir que el hueco interior del soporte electro-aislante actúa como recipiente para contener un cemento magnético en estado líquido o viscoso vertido en su interior y como molde durante el curado de dicho cemento magnético durante su fraguado y endurecimiento, proporcionando al terminar dicho fraguado un núcleo magnético sólido con una forma complementaria a la del hueco interior del soporte electro-aislante.
Según otra realización se propone que el citado núcleo magnético se recubra con una capa de resina epoxi que ocupe dicha cara abierta del soporte electro-aislante, tanto si el núcleo magnético es un bloque insertado como un cemento magnético endurecido. Así pues, cinco caras del núcleo magnético estará recubiertas por el soporte electro-aislante y la sexta cara será cubierta y sellada mediante dicha capa de resina epoxi, aislando completamente y uniformemente el núcleo magnético.
Adicionalmente se propone que el núcleo magnético proporcionado sea de una altura menor que la profundidad del hueco interior del soporte electro-aislante, y que la resina epoxi sea vertida en forma líquida y posteriormente endurecida dentro del hueco interior del soporte electro-aislante tras proporcionar el núcleo magnético, siendo dicha resina epoxi contenida en el espacio del hueco interior no ocupado por el núcleo magnético. De este modo el espacio hueco interior no ocupado por el núcleo magnético actúa como molde de la resina epoxi.
Según otra realización, se propone que el núcleo magnético se produzca por moldeo por inyección de alta precisión de PBM (Polymer Bonded Magnetics) obtenido mediante la incorporación de nanopartículas ferromagnéticas en una matriz polimérica con dispersantes pudiendo incluir dicho cuerpo inyectado microfibras, micropartículas o nanopartículas de un material ferromagnético débil, según se describe en la solicitud de patente WO2016038434. Según otra realización propuesta dicho soporte electro-aislante es proporcionado incluyendo además cuatro protuberancias de esquina superior dispuestas sobre los restantes cuatro vértices del núcleo magnético, incluyendo unos bordes limitadores de devanado perpendiculares a las caras de apoyo de devanado. Dichas protuberancias de esquina superior permiten, en colaboración con las protuberancias de esquina inferior, confinar y guiar completamente los tres devanados asegurando su perfecto posicionamiento ortogonal.
Alternativamente se propone proporcionar unas protuberancias de esquina superior suplementarias al soporte electro-aislante antes de proceder al bobinado, y que son retiradas al finalizar dicho bobinado, de manera que la superficie de devanado correspondiente al eje Z queda delimitada durante el bobinado entre el soporte electroaislante y dichas protuberancias de esquina superior removibles, y quedando el dispositivo inductor terminado carente de dichas protuberancias de esquina superior.
Según una realización adicional del método propuesto:
• el soporte electro-aislante es producido incluyendo unos elementos electro conductores (20) integrados en cada una de dichas protuberancias de esquina inferior; y en donde
• cada devanado de hilo conductor tiene un punto de entrada de un hilo conductor y un punto de salida de dicho hilo conductor, diferenciados, que son conectados a los extremos de dichos elementos electro conductores (20). Dichos elementos electro-conductores pueden ser por ejemplo unas patillas metálicas parcialmente embebidas en las protuberancias de esquina inferior, quedando parcialmente expuestas para la conexión del dispositivo inductor propuesto a un sistema eléctrico o electrónico. Alternativamente dichos elementos electro-conductores pueden ser un recubrimiento electro-conductor depositado sobre la superficie de dichas protuberancias de esquina inferior, con idéntico propósito.
Adicionalmente:
• el soporte electro-aislante sea producido incluyendo unas configuraciones de guiado del hilo conductor de cada uno de los devanados entre el correspondiente punto de entrada y su elemento electro-conductor y entre el correspondiente punto de salida y su elemento electro-conductor, estando formadas dichas configuraciones de guiado por un rebaje, entrante en escalón o acanaladura; y en donde
el proceso de bobinado de los tres devanados se realice en tres etapas sucesivas, cada una de las cuales incluye:
• posicionar automáticamente un hilo conductor tensionado en su correspondiente configuración de guiado, quedando una porción de dicho hilo conductor posicionada con precisión en relación con la cara externa de apoyo de devanado en dicho punto de entrada y en la dirección de bobinado;
• bobinar automáticamente dicho hilo conductor alrededor del núcleo magnético sobre las caras externas de apoyo de devanado desde dicho punto de entrada hasta el correspondiente punto de salida quedando el devanado confinado entre los correspondientes bordes limitadores de devanado;
• posicionar automáticamente una porción de dicho hilo conductor tensionado desde el punto de salida en su correspondiente configuración de guiado, quedando posicionada con precisión en relación a dicho punto de salida; Es decir que un dispositivo automático de devanado posicionará automáticamente un hilo conductor tensionado dentro de una configuración de guiado del soporte electro-conductor, siendo dicho soporte de guiado el que asegura un posicionado preciso de una porción del hilo conductor sobre el punto de entrada del correspondiente devanado gracias a su geometría en forma de rebaje, entrante, escalón o acanaladura, que asegura que un hilo conductor tensado quedará posicionado con precisión en su porción más profunda guiándolo hasta dicho punto de entrada. Una vez asegurado el posicionado preciso en dicho punto de entrada el dispositivo de bobinado procede al bobinado automático del devanado, asegurando la precisión del posicionado de cada vuelta del devanado, hasta alcanzar el punto de salida.
Entonces el dispositivo de bobinado automático posiciona el hilo conductor tensionado dentro de su correspondiente configuración de guiado que, al igual que en relación al punto de entrada, permite posicionar con precisión el hilo conductor gracias a su geometría asegurando que el punto de salida es preciso.
Además, se propone también que dicho proceso de bobinado automático incluya conectar eléctricamente de forma automática cada extremo del hilo conductor que constituye un devanado a un correspondiente elemento electro conductor (20) de una protuberancia de esquina inferior, quedando dicho hilo conductor tensionado entre la citada conexión eléctrica, la configuración de guiado, y su correspondiente punto de entrada o de salida del devanado. Repitiendo tres veces este proceso para cada uno de los tres devanados previstos se obtiene un dispositivo inductor preciso obtenido de forma rápida y automática.
De acuerdo con un tercer aspecto de la invención se proporciona una antena, en particular una antena de baja frecuencia construida con base en el dispositivo inductor explicado.
Otras características de la invención aparecerán en la siguiente descripción detallada de un ejemplo de realización. Breve descripción de las figuras
Las anteriores y otras ventajas y características se comprenderán más plenamente a partir de la siguiente descripción detallada de un ejemplo de realización con referencia a los dibujos adjuntos, que deben tomarse a título ilustrativo y no limitativo, en los que:
la Fig. 1 muestra una perspectiva superior del soporte electro-aislante, carente de núcleo magnético y devanados mostrando su hueco interior y la abertura del mismo, según una realización dotada de protuberancias de esquina inferior que incluyen elementos electro-conductores y configuraciones de guiado, y carente de protuberancias de esquina superiores;
la Fig. 2 muestra una perspectiva superior del soporte electro-aislante, carente de núcleo magnético y devanados mostrando su hueco interior y la abertura del mismo, según otra realización dotada de protuberancias de esquina inferior que incluyen elementos electro-conductores y configuraciones de guiado, y dotada también de protuberancias de esquina superiores;
la Fig. 3 muestra el mismo soporte electro-aislante mostrado en la Fig. 2 pero visto desde una parte inferior;
la Fig. 4 muestra una vista perspectiva del núcleo magnético;
la Fig. 5a muestra una vista de la misma realización mostrada en la Fig. 1 pero estando un núcleo magnético insertado en el interior del hueco del soporte electro-aislante;
la Fig. 5b muestra una vista de la misma realización mostrada en la Fig. 2 pero estando un núcleo magnético insertado en el interior del hueco del soporte electro-aislante;
la Fig. 6a muestra una vista de la misma realización mostrada en la Fig. 5a tras el bobinado de tres devanados ortogonales;
la Fig. 6b muestra una vista de la misma realización mostrada en la Fig. 5b tras el bobinado de tres devanados ortogonales;
la Fig. 7 muestra el mismo soporte electro-aislante bobinado mostrado en la Fig. 6b, pero visto desde una parte inferior;
la Fig. 8 muestra un dispositivo inductor completado con una carcasa de cobertura de los devanados;
la Fig. 9 muestra una sección transversal del soporte electro-aislante conteniendo un núcleo magnético cúbico sellado por una capa de resina epoxi, estando dicha sección realizada por un plano perpendicular al eje X.
la Fig. 10 muestra un ejemplo de ejecución del procedimiento utilizando un soporte electro-aislante desprovisto de protuberancias de esquina superior.
Descripción detallada de un ejemplo de realización
Las figuras adjuntas muestran ejemplos de realización con carácter ilustrativo no limitativo de la presente invención. De acuerdo a una primera realización de la presente invención, el dispositivo inductor consta de un núcleo magnético cúbico 1 de seis caras cuadradas, que definen un eje X, un eje Y, y un eje Z, disponiéndose dicho núcleo insertado de forma ajustada dentro de un hueco interior 11, cúbico también, de un soporte electro-aislante 10, cubriendo completamente cinco de las seis caras del núcleo magnético 1 y dejando descubierta la sexta cara del núcleo magnético a través de una abertura de acceso al citado hueco 11 interior.
Dicho soporte electro-aislante 10 dispone de caras externas de apoyo de devanado 12X, 12Y y 12Z, paralelas a las caras del núcleo magnético, y de cuatro protuberancias de esquina inferior 20 dispuestas sobre cuatro vértices del núcleo magnético 1, incluyendo unos bordes limitadores de devanado 22 perpendiculares a las caras externas de apoyo de devanado 12X, 12Y y 12Z.
Además, (ver Fig. 3, 9 y 10) las caras externas de apoyo de devanado 12X, 12Y y 12Z comprenden caras externas de apoyo del devanado DX (coaxial al eje X) denominadas 12X, caras externas de apoyo del devanado DY (coaxial al eje Y) denominadas 12Y, y caras externas de apoyo del devanado DZ (coaxial al eje Z) denominadas 12Z, estando las caras correspondientes a dos diferentes devanados entrecruzados, a un distinto nivel y enlazadas en las intersecciones en escalón definiendo dicho escalón unos bordes limitadores de devanado 22.
Las caras externas de apoyo de devanado 12X, 12Y y 12Z, en conjunción con las intersecciones en escalón y con los bordes limitadores de devanado 22 conforman canales de bobinado independientes a distinto nivel para cada uno de los tres devanados DX, DY DZ.
La abertura que da acceso al hueco 11 interior del soporte electro-aislante 10 está rodeada por un marco 50 de cuatro lados 51 enfrentados dos a dos, estando dicho marco 50 enrasado o por encima del nivel del núcleo magnético 1 y constituyendo dichos cuatro lados 51 cuatro caras externas de apoyo de devanado 12X y 12Y, adicionales, que tienen asociados unos bordes limitadores de devanado 22, estando los tres devanados DX, DY y DZ apoyados sobre dichas caras de apoyo de devanado 12X, 12Y y 12Z, confinados entre los bordes limitadores de devanado 22 y centrados respecto a los tres ejes X, Y, Z, ortogonales de manera que dicho soporte electro-aislante 10 garantiza una simetría y ortogonalidad de dichos vectores de campo electromagnético generados por el citado dispositivo inductor.
Al estar producido dicho soporte electro-aislante 10 por un procedimiento de moldeo de inyección de precisión se garantiza la regularidad de todos los inductores producidos. La geometría de dicho soporte electro-aislante 10 asegura un correcto posicionado de los tres devanados DX, DY y DZ dispuestos ortogonalmente entre sí, en un proceso automático de bobinado. Esta propiedad permite un ahorro importante en los procesos de calibrado de los inductores individuales producidos.
En la presente realización el devanado DX alrededor del eje X es el primero en realizarse, y se realiza sobre un canal de bobinado continuo que rodea tres caras del soporte electro-aislante 10 y también la abertura del hueco interior 11, estando dicho canal de bobinado definido por caras externas de apoyo de devanado 12X continuas que recorren toda la longitud de las caras externas del soporte electro-aislante 10 con una anchura equivalente a la existente entre dos bordes limitadores de devanado 22 enfrentados de protuberancias de esquina inferior 20, conectándose dichas caras de apoyo de devanado 12X por sus extremos, y por las dos caras externas de apoyo de devanado 12X de un nivel inferior del marco 50 de la abertura del hueco.
El bobinado alrededor del eje Y es el segundo en realizarse en este ejemplo, y consta de un canal de bobinado continuo que rodea tres caras del soporte electro-aislante 10 y también la abertura del hueco interior, cruzándose con el bobinado alrededor del eje X sobre la base del soporte y también sobre la abertura del hueco interior 11, en lados opuestos del soporte electro-aislante 10.
Dicho canal de bobinado está definido por dos caras externas de apoyo de devanado 12Y continuas que recorren toda la longitud de dos caras externas opuestas del soporte electro-aislante 10 con una anchura equivalente a la existente entre dos bordes limitadores de devanado 22 enfrentados de protuberancias de esquina inferior 20. Este canal de bobinado está delimitado además por dos caras externas de apoyo de devanado simétricas dispuestas sobre una misma cara externa de base del soporte electro-aislante, en lados opuestos del canal de bobinado del bobinado alrededor del eje X, y separadas del mismo por medio de un escalón quedando en un nivel superior, y por las dos caras externas de apoyo de devanado de un nivel superior del marco 50 de la abertura del hueco 11, determinando así un cruce a diferente altura de ambos devanados X e Y tanto en la base como en la abertura del hueco interior 11.
Por último, el bobinado alrededor del eje Z es el tercero en realizarse en este ejemplo, y consta de un canal de bobinado continuo que rodea cuatro caras externas del soporte electro-aislante 10, cruzándose con los devanados DX y DY alrededor de los ejes X e Y sobre cada una de dichas cuatro caras externas.
Dicho canal de bobinado del eje Z está definido por dos caras externas de apoyo de devanado 12Z simétricas, dispuestas sobre cada una de las cuatro caras externas del soporte electro-aislante 10, en lados opuestos del canal de bobinado del bobinado alrededor de los ejes X o Y, y separadas del mismo por medio de un escalón quedando en un nivel superior, determinando así un cruce a diferente altura de ambos devanados DX y DY. Dicha configuración determina en el soporte electro-aislante 10 unas caras externas de apoyo de devanado 12Z en forma de pilastras sobresalientes de las cuatro esquinas verticales del soporte electro-aislante.
Según una realización dichas cuatro pilastras sobresalen del marco que define la abertura del hueco interior, conformando escalones respecto a las respectivas cuatro caras externas de apoyo de devanado 12X y 12Y que definen dicho marco 50 determinando bordes limitadores de devanado 22 de los devanados DX y DY arrollados alrededor de los ejes X e Y que se cruzan sobre dicha abertura del hueco interior 11.
Según otra realización alternativa el soporte electro-aislante 10 consta además de cuatro protuberancias de esquina superior 21 dispuestas sobre cuatro vértices del núcleo magnético 1, e incluyendo igualmente unos bordes limitadores de devanado 22 perpendiculares a las caras externas de apoyo de devanado 12X, 12Y y 12Z quedando, en dicha realización, las citadas pilastras sobresalientes confinadas entre los bordes limitadores de devanado 22 enfrentados de las protuberancias de esquina superiores 21 e inferiores 20.
En una realización preferida podrá ser un cemento magnético vertido en estado líquido o viscoso dentro del hueco interior del soporte electro-aislante que actuará como contenedor y molde durante el fraguado de dicho cemento magnético hasta su endurecimiento. En una realización alternativa el citado núcleo puede estar realizado en un material PBM o PBSM que se aporta inyectado en el interior del citado hueco (11).
Preferiblemente dicho cemento magnético endurecido o dicho bloque no ocupan la totalidad del hueco interior, quedando una porción superior del hueco, próxima a la abertura, desocupado. Dentro de dicha porción superior desocupada del hueco se vierte una resina polimérica o epoxi llenándola, y que queda confinada en su interior donde endurece sellando la abertura, reteniendo y aislando el núcleo magnético.
Se propone también que algunas o todas de las protuberancias de esquina inferior 20 incluyan elemento electroconductores 23 a los que se conectan los extremos de los hilos conductores 40 que constituyen los respectivos tres devanados DX, DY y DZ. Dichos elementos electro-conductores 23 son pletinas metálicas parcialmente embebidas dentro de dichas protuberancias de esquina inferior 20, y están previstas como contactos eléctricos que permiten acoplar dicho dispositivo inductor directamente a un circuito impreso (montaje SMD). En este ejemplo tres protuberancias de esquina inferior 20 incluyen cada una dos elementos electro-conductores 23, cada uno conectado a un extremo de un hilo conductor de uno de los devanados DX, DY y DZ.
Además, cada hilo conductor 40 es guiado desde el elemento electro-conductor 23 hasta un punto de entrada 41 o un punto de salida 42 (Fig. 3) de su correspondiente devanado.
A tal efecto el citado soporte electro-aislante 10 incluye unas configuraciones de guiado 15 (Figs. 1 -3) del hilo conductor 40 de cada uno de los devanados DX, DY, DZ, entre el punto de entrada 41 y su correspondiente elemento electro-conductor 23 y entre el punto de salida 42 y su correspondiente elemento electro-conductor 23, estando formadas dichas configuraciones de guiado 15 por un rebaje, entrante en escalón o acanaladura, de manera que un hilo conductor 40 tensionado quede posicionado con precisión en relación con la cara externa de apoyo de devanado 12X, 12Y y 12Z y la dirección de bobinado en dicho punto de entrada.
En este ejemplo una primera protuberancia de esquina inferior 20 incluye una configuración de guiado 15 para el guiado del hilo conductor 40 del devanado DX alrededor del eje X desde su elemento electro-conductor 23 hasta su punto de entrada 41 situado en una cara externa de apoyo de devanado 12X, correspondiente a una cara externa inferior del soporte, en una posición adyacente al borde limitador de devanado 22. Dicha configuración de guiado 15 consta de un escalón curvado.
Las restantes configuraciones de guiado 15 serán equivalentes pero adaptadas a sus respectivas posiciones y a sus respectivos puntos de entrada 41 y de salida 42.
En la Fig. 8 se muestra una carcasa 60 de cobertura del conjunto de los tres devanados DX, DY y DZ, para su mejor protección, de la que únicamente sobresalen las protuberancias de esquina inferior 20 con sus elementos electroconductores.
Se entenderá que las diferentes partes que constituyen la invención descritas en una realización pueden ser libremente combinadas con las partes descritas en otras realizaciones distintas, aunque no se haya descrito dicha combinación de forma explícita, siempre que no exista un perjuicio en la combinación.

Claims (12)

REIVINDICACIONES
1. Dispositivo inductor que comprende:
• un núcleo magnético prismático (1) con ocho vértices y seis caras que definen un eje (X), un eje (Y), y un eje (Z) ortogonales entre sí;
• un soporte electro-aislante (10) hecho de una sola pieza, con un hueco (11) prismático, dispuesto alrededor de dicho núcleo magnético (1), siendo accesible dicha cavidad (11) a través de una abertura rodeada por un marco (50) que tiene cuatro lados (51) dispuestos uno frente al otro de dos en dos, estando dicho marco dispuesto a nivel o por encima del nivel del núcleo magnético (1), y estando provisto dicho soporte electro-aislante (10) al menos de:
o caras externas de apoyo de devanado (12X, 12Y y 12Z), incluyendo cuatro caras externas de soporte de devanado adicionales (12x y 12Y) formadas en dichos cuatro lados (51) del marco (50),
o cuatro protuberancias de esquina inferior (20) dispuestas sobre cuatro vértices del núcleo magnético (1), y
o bordes limitadores de devanado (22) perpendiculares a las caras externas de apoyo de devanado (12X, 12Y y 12Z), y perpendiculares a dichas cuatro caras externas de soporte de devanado adicionales (12X, 12Y);
• tres devanados (DX, DY, DZ) de hilo conductor dispuestos ortogonales entre sí arrollados alrededor de dicho núcleo magnético (1) apoyados en dichas caras de soporte del devanado (12X, 12Y y 12Z), confinados entre los bordes limitantes del devanado (22) y centrados con respecto a los tres ejes ortogonales (X, Y, Z), de manera que cuando circula una corriente por los devanados mencionados (DX, DY, DZ), se genera un campo electromagnético con vectores de campo electromagnético coaxiales con los ejes de cada uno de los devanados
caracterizado porque
dicho núcleo magnético prismático (1) es un núcleo magnético prismático rectangular (1) con sólo seis caras y ocho vértices;
dicha cavidad prismática (11) es una cavidad prismática rectangular (11) de manera que dicho soporte eléctricamente aislante (10) rodea completamente todas menos una de las seis caras del núcleo magnético (1); dicho núcleo magnético (1) está formado por un cemento magnético vertido y colocado dentro de la cavidad (11) de dicho soporte eléctricamente aislante (10) o por un material PBM o PBSM inyectado y colocado dentro de la mencionada cavidad (11),
en donde dicho soporte eléctricamente aislante (10) asegura la simetría y ortogonalidad de dichos vectores de campo electromagnético generados por el mencionado dispositivo inductor.
2. Dispositivo según la reivindicación 1, en donde dicho soporte electro-aislante (10) comprende además cuatro protuberancias de esquina superior (21) dispuestas sobre los restantes cuatro vértices del núcleo magnético (1), incluyendo bordes limitadores de devanado (22) perpendiculares a las caras de apoyo de devanado (12X, 12Y y 12Z).
3. Dispositivo según la reivindicación 1 o 2, en donde el citado núcleo magnético (1) está recubierto por una capa de resina polimérica o resina epoxi (30) que ocupa dicha cara abierta del soporte electro-aislante (10) y en donde la altura del núcleo magnético (1) es menor que la profundidad del hueco (11) interior del soporte electro-aislante (10), y dicha capa de resina epoxi (30) tiene un grosor igual a la diferencia existente entre dichas altura del núcleo magnético (1) y profundidad del hueco (11) interior del soporte electro-aislante (10).
4. Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores en donde el núcleo magnético (1) es cúbico y las dimensiones de los tres devanados (DX, DY, DZ) son uniformes, proporcionando un inductor con propiedades isotrópicas.
5. El dispositivo inductor según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que cada uno de los tres devanados (DX, DY, DZ) del hilo conductor (40) tiene un punto de entrada de hilo conductor (41) y un punto de salida de hilo conductor (42) que son diferentes entre sí y están conectados a los extremos de elementos eléctricamente conductores (23) integrados en cada una de dichas protuberancias de esquina inferior (20) y en donde el mencionado soporte eléctricamente aislante (10) incluye configuraciones de guiado de hilo conductor (15) de cada uno de los tres devanados (DX, DY, DZ) entre el punto de entrada del hilo conductor (41) y el correspondiente elemento eléctricamente conductor (23) del mismo y entre el punto de salida del hilo conductor (42) y el correspondiente elemento eléctricamente conductor (23) del mismo, dichas configuraciones de guiado (15) están formadas por un rebaje, entrante en escalón o acanaladura, de manera que un hilo conductor tensado (40) se coloca con precisión en relación con las caras exteriores de soporte del devanado (12X, 12Y y 12Z) y en la dirección de devanado en dicho punto de entrada del hilo conductor (41) o en dicho punto de salida del hilo conductor (42).
6. Dispositivo según la reivindicación 1, en donde el devanado (DZ) alrededor del eje (Z) está formado por un hilo conductor (40) provisto de un revestimiento autoadhesivo, confinando las cuatro protuberancias de esquina inferior (20), entre sus respectivos bordes limitadores de devanado (22), los devanados (DX, DY) bobinados alrededor de los ejes (X) e (Y).
7. Método de fabricación de un dispositivo inductor que comprende:
• producir un soporte eléctricamente aislante (10) de una sola pieza con una cavidad prismática (11) mediante moldeo por inyección, alojando dicha cavidad prismática (11) un núcleo magnético (1) y es accesible a través de una abertura rodeada por un marco (50) que tiene cuatro lados (51) dispuestos uno frente al otro de dos en dos y dicho soporte está provisto de al menos:
o caras externas de soporte de bobinado (12X, 12Y y 12Z), que incluyen cuatro caras externas de soporte de bobinado adicionales (12X y 12Y) formadas en dichos cuatro lados (51) del marco (50),
o cuatro protuberancias de esquina inferior (20);
o bordes de limitación de bobinado (22) perpendiculares a las caras externas de soporte de bobinado (12X, 12Y y 12Z), y perpendiculares a dichas cuatro caras externas de soporte de bobinado adicionales (12X, 12Y);
• proporcionar un núcleo magnético (1) prismático rectangular con ocho vértices y seis caras que define tres ejes (X, Y, Z) ortogonales entre sí en el interior de dicho hueco (11) prismático rectangular del soporte electro-aislante (10);
• proporcionar tres devanados (DX, DY, DZ) de hilo conductor (40) dispuestos ortogonales entre sí, arrollados alrededor de dicho núcleo magnético (1) apoyando sobre las caras de apoyo de devanado (12X, 12Y y 12Z), y en las caras de apoyo de devanado adicionales (12X y 12Y) confinados entre los bordes limitadores de devanado (22) y centrados respecto a los ejes (X, Y, Z), ortogonales.
estando el método caracterizado porque
dicho soporte eléctricamente aislante (10) se produce siendo dicha cavidad prismática (11) una cavidad prismática rectangular (11); y
dicho núcleo magnético (1) se proporciona vertiendo y colocando un cemento magnético dentro de la cavidad (11) de dicho soporte eléctricamente aislante (10) o inyectando y colocando un material PBM o PBSM en la cavidad mencionada (11), formando un núcleo magnético prismático (1) con solo seis caras y ocho vértices.
en donde dicho soporte eléctricamente aislante (10) asegura la simetría y ortogonalidad de dichos vectores de campo electromagnético generados por el mencionado dispositivo inductor.
8. Método según la reivindicación 7, en donde dicho soporte electro-aislante (10) es proporcionado incluyendo además cuatro protuberancias de esquina superior (21) dispuestas sobre los restantes cuatro vértices del núcleo magnético (1), incluyendo unos bordes limitadores de devanado (22) perpendiculares a las caras externas de apoyo de devanado (12X, 12Y y 12Z).
9. Método según la reivindicación 7, en donde se proporcionan además unas protuberancias de esquina superior (21) removibles antes de proceder al bobinado del devanado (DZ) alrededor del eje (Z) y que son retiradas al finalizar dicho bobinado, de manera que las caras de apoyo de devanado (12Z) del devanado (DZ) alrededor del eje (Z) quedan delimitadas, durante la etapa de bobinado, entre el soporte electro-aislante (10) y dichas protuberancias de esquina superior (21) removibles.
10. Método según una cualquiera de las reivindicaciones 7 a 9 anteriores, en donde
• el soporte electro-aislante (10) es producido incluyendo unos elementos electro-conductores (23) integrados en cada una de dichas protuberancias de esquina inferior (20); y en donde
• cada devanado (DX, DY, DZ) de hilo conductor (40) tiene un punto de entrada de hilo conductor (41) y un punto de salida de hilo conductor (42), diferenciados, que son conectados a los extremos de dichos elementos electroconductores (23).
y en donde
• el soporte electro-aislante (10) es producido incluyendo unas configuraciones de guiado (15) del hilo conductor (40) de cada uno de los devanados (DX, DY, DZ) entre el correspondiente punto de entrada de hilo conductor (41) y su elemento electro-conductor (23) y entre el correspondiente punto de salida de hilo conductor (42) y su elemento electro-conductor (23), estando formadas dichas configuraciones de guiado (15) por un rebaje, entrante en escalón o acanaladura; y en donde
el proceso de bobinado de los tres devanados (DX, DY, DZ) se realiza en tres etapas sucesivas, cada una de las cuales incluye:
• posicionar automáticamente un hilo conductor (40) tensionado en su correspondiente configuración de guiado (15), quedando una porción de dicho hilo conductor (40) posicionada con precisión en relación con la cara externa de apoyo de devanado (12X, 12Y y 12Z) en dicho punto de entrada de hilo conductor (41) y en la dirección de bobinado;
• bobinar automáticamente dicho hilo conductor (40) alrededor del núcleo magnético (1) sobre las caras externas de apoyo de devanado (12X, 12Y y 12Z) desde dicho punto de entrada de hilo conductor (41) hasta el correspondiente punto de salida de hilo conductor (42) quedando el devanado confinado entre los correspondientes bordes limitadores de devanado (22);
• posicionar automáticamente una porción de dicho hilo conductor (40) tensionado desde el punto de salida de hilo conductor (42) en su correspondiente configuración de guiado (15), quedando posicionada con precisión en relación dicho punto de salida de hilo conductor (42);
11. Método según la reivindicación 10 en donde dicho proceso de bobinado automático incluye conectar eléctricamente de forma automática cada extremo del hilo conductor (40) que constituye un devanado (DX, DY, DZ) a un correspondiente elemento electro-conductor (23) de una protuberancia de esquina inferior (20), quedando dicho hilo conductor (40) tensionado entre la citada conexión eléctrica, la configuración de guiado (15), y el punto de entrada o de salida de hilo conductor (41,42) del devanado (DX, DY, DZ).
12. Antena transmisora o receptora que incluye un dispositivo inductor según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6.
ES17380004T 2017-02-09 2017-02-09 Dispositivo inductor, método de fabricación del mismo y antena Active ES2844326T3 (es)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP17380004.6A EP3361483B1 (en) 2017-02-09 2017-02-09 Inductor device, method of manufacturing same and antenna

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2844326T3 true ES2844326T3 (es) 2021-07-21

Family

ID=58347304

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES17380004T Active ES2844326T3 (es) 2017-02-09 2017-02-09 Dispositivo inductor, método de fabricación del mismo y antena

Country Status (6)

Country Link
US (1) US11688536B2 (es)
EP (1) EP3361483B1 (es)
JP (1) JP6843257B2 (es)
CN (1) CN110326064B (es)
ES (1) ES2844326T3 (es)
WO (1) WO2018146078A1 (es)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114005651A (zh) * 2021-11-16 2022-02-01 深圳顺络电子股份有限公司 电磁线圈组件及电磁设备

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4210859A (en) 1978-04-18 1980-07-01 Technion Research & Development Foundation Ltd. Inductive device having orthogonal windings
US4287809A (en) 1979-08-20 1981-09-08 Honeywell Inc. Helmet-mounted sighting system
JPH0723882Y2 (ja) * 1988-03-14 1995-05-31 オムロン株式会社 電磁継電器におけるコイル接続構造
JPH058926U (ja) * 1991-07-17 1993-02-05 株式会社トーキン コモンモードチヨークコイル
EP1097463B1 (de) 1998-07-10 2002-11-27 Epcos Ag Magnetisierbares erzeugnis, seine verwendung sowie ein verfahren zu seiner herstellung
DE10157796A1 (de) 2001-11-27 2003-06-05 Abb Research Ltd Dreidimensionale Wicklungsanordnung
CN1623251A (zh) * 2002-03-05 2005-06-01 日商·胜美达股份有限公司 天线线圈
KR100898463B1 (ko) * 2003-02-04 2009-05-21 액세스 비지니스 그룹 인터내셔날 엘엘씨 유도 코일 어셈블리
DE10361233A1 (de) * 2003-12-24 2005-07-28 Neosid Pemetzrieder Gmbh & Co Kg Induktives Miniatur-Bauelement, insbesondere Antenne
JP2011238716A (ja) * 2010-05-08 2011-11-24 Daido Steel Co Ltd リアクトル及びその製造方法
CN102834973B (zh) * 2010-04-13 2015-01-21 日立金属株式会社 三轴天线及用于该三轴天线的芯组装体
WO2012099170A1 (ja) * 2011-01-19 2012-07-26 株式会社 テクノバ 非接触給電装置
IL217576A0 (en) * 2012-01-17 2012-03-29 Eliezer Adar Three phase transformer and method for manufacturing same
US9480415B2 (en) * 2013-04-26 2016-11-01 Medtronic Navigation, Inc. Electromagnetic coil apparatuses for surgical navigation and corresponding methods
JP5913268B2 (ja) * 2013-11-29 2016-04-27 東光株式会社 3軸アンテナ
ES2639012T3 (es) 2014-02-25 2017-10-25 Premo, S.L. Antena y método de fabricación de antenas
CN104007180B (zh) * 2014-05-20 2017-05-24 北京工业大学 一种扭转模态磁致伸缩阵列传感器
EP2996119A1 (en) 2014-09-09 2016-03-16 Premo, S.L. Flexible magnetic core, antenna with flexible magnetic core and method for producing a flexible magnetic core
US11495394B2 (en) * 2016-11-04 2022-11-08 Premo Sa Compact magnetic power unit for a power electronics system
EP3489972B1 (en) * 2017-11-27 2020-04-15 Premo, S.A. Inductor device with light weight configuration

Also Published As

Publication number Publication date
WO2018146078A1 (en) 2018-08-16
EP3361483A1 (en) 2018-08-15
JP2020507214A (ja) 2020-03-05
JP6843257B2 (ja) 2021-03-17
CN110326064A (zh) 2019-10-11
US20200051721A1 (en) 2020-02-13
CN110326064B (zh) 2021-10-01
EP3361483B1 (en) 2020-10-28
US11688536B2 (en) 2023-06-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2800201T3 (es) Dispositivo inductor con configuración ligera
ES2775175T3 (es) Componente de antena
ES2913661T3 (es) Antena de baja frecuencia triaxial de perfil ultra bajo para integración en un teléfono móvil y teléfono móvil con la misma
ES2844326T3 (es) Dispositivo inductor, método de fabricación del mismo y antena
ES2460368A1 (es) Antena tridimensional
KR101983105B1 (ko) 3축 안테나
ES2880088T3 (es) Antena de tres ejes con factor de calidad mejorado
CN107101571A (zh) 传感器、组装传感器的方法和传感系统
JP6509612B2 (ja) Rfタグ用アンテナ及びrfタグ
US10637144B2 (en) Low profile tri-axial antenna
BR102018074302B1 (pt) Rotor tendo ímãs fixados com placas e isolamento em orifícios dos imãs
ES2940074T3 (es) Antena de baja frecuencia de largo alcance
ES2958189T3 (es) Antena de baja frecuencia de perfil ultra bajo
JP2013172771A (ja) 遊技球及びその製造方法
JP2014013614A (ja) 軸対称垂直磁界センサシステム