本公开涉及一种电磁感应装置，包括具有有着第一端部(6a)和第二端部(6b)的分支(5a‑5c)的磁芯(5)、围绕分支(5a‑5c)布置的绕组(7)和包括磁性材料的壳体(3)，该壳体(3)限定了磁芯(5)和绕组(7)被布置在其中的空间(4)，其中壳体(3)限定了用于主磁通量(Φ)的返回路径，使得来自分支(5a‑5c)的第一端部(6a)的主磁通量(Φ)能够经由壳体(3)流动至分支(5a‑5c)的第二端部(6a)。
【技术实现步骤摘要】
本公开大体涉及诸如变压器和电抗器等的电磁感应装置。
技术介绍
诸如变压器或电抗器等的电磁感应装置具有磁路、典型地由晶粒定向钢的层叠的铁或非晶钢的薄带制成的磁芯和通常由铝或铜线制成的电路绕组。第三组件壳体或箱在流体填充的电磁装置的情况中是必要的。磁芯包括一个或多个分支。分支的数量取决于待连接至电磁感应装置的电相位的数量。绕组围绕各分支布置。绕组中的变化的电流在磁芯中创建磁通量。磁芯中的磁通量是主磁通量。磁通量也可以创建在电磁感应装置的其他组件中。例如绕组可以创建磁通量、称作漏通量或漏磁通量，其在穿过侧壁时产生不期望的损耗。这样的装置典型地包括作为被布置在绕组与壳体的侧壁之间以降低损耗的金属板的磁分路。在一个以上分支的事件中，磁路还包括轭、即上轭和下轭。轭将分支在它们的端部处机械连接。由此得到了使得能够实现磁芯中的主磁通量的循环的返回路径。对于诸如高电压额定功率变压器等的大型电磁感应装置来说，磁路可以包括侧分支以减小轭尺寸以由此减小电磁感应装置的总高度尺寸。由于运输限制、例如桥高度，这可能对于能够将电磁感应装置运输至安装地点是必不可少的。
技术实现思路
鉴于上述情况，本公开的目的是提供一种与相应额定的现有电磁感应装置相比具有较小尺寸的电磁感应装置。因此提供有一种电磁感应装置，包括具有有着第一端部和第二端部的分支的磁芯、围绕分支布置的绕组和包括磁性材料的壳体，该壳体限定了磁芯和绕组被布置在其中的空间，其中壳体限定了用于主磁通量的返回路径，使得来自分支的第一端部的主磁通量能够经由壳体流动至分支的第二端部。壳体因此形成也包括磁芯的磁路的主要部分。由于壳体限定了用于主磁通量的返回路径，所以没必要提供传统的轭或磁分路。这些组件可以在某种意义上被看作集成在壳体中。由于这些组件可以被省略，所以壳体可以被制作得更小。由此，可以方便运输到安装地点，尤其是对于大型电磁感应装置来说。此外，出于相同原因，可以减小电磁感应装置的重量。另外，可以降低总损耗密度，因为总损耗密度与面积成反比，该面积对于作为磁路的一部分的壳体比对于传统设计的轭和/或侧分支更大。一个实施例包括被布置在分支的第一端部与壳体之间的通量密度减少器，该通量密度减少器具有大于分支的最大截面尺寸的截面尺寸。借助于通量密度减少器，磁通量可以跨越较大面积分布。磁通量密度可以由此被减少至低于当主磁通量传播到壳体内时可提供壳体的饱和的那个水平的水平。根据一个实施例，通量密度减少器的截面尺寸是分支的最大截面尺寸的至少二的平方根倍。由此，磁通量密度可以被减少至在分支中点的磁通量密度的量的至少一半。根据一个实施例，通量密度减少器是聚合物磁体或者包括铁粉，或由具有在范围60ksi至200ksi内的压实压力阈值的可压缩铁粉末和具有高于1000的渗透性的粉末制成的复合材料。根据一个实施例，分支具有朝向第一端部增加的截面，使得它是在分支的轴向方向上的中点处的分支的截面尺寸的至少二的平方根倍。这可以是通量密度减少器的替代方案或除了通量密度减少器以外，以在磁通量传播到壳体内之前减小磁通量密度。根据一个实施例，磁芯包括多个分支，并且其中壳体限定了使得主磁通量能够在分支之间循环的上轭和下轭。根据一个实施例，壳体具有由包括在以质量计的范围3％至6％内的硅的硅钢制成的顶部部分和底部部分。根据一个实施例，壳体具有由包括在以质量计的范围3％至6％内、更有利的6％的硅的硅钢制成的侧壁或者包括非晶材料或甚至其组合。根据一个实施例，壳体由胶合的硅钢叠片或胶合的非晶薄带制成。根据一个实施例，壳体由碳钢制成。根据一个实施例，壳体具有顶部部分和底部部分，其中顶部部分和底部部分具有晶粒定向结构，其中顶部部分和底部部分的晶粒定向沿着返回路径的磁通量线。根据一个实施例，壳体具有沿着基本上其在分支的轴向方向上的整个延伸的圆形截面。借助于该设计，主磁通量的磁通量密度可以在壳体中基本上均匀地扩散。根据一个实施例，壳体具有沿着基本上其在分支的轴向方向上的整个延伸的椭圆形截面。以类似的方式，在磁芯为非旋转称的情况中、例如如果磁芯包括数个分支，则主磁通量的磁通量密度可以在壳体中基本上均匀地扩散。根据一个实施例，电磁感应装置是变压器或电抗器。根据一个实施例，电磁感应装置是高压电磁感应装置。根据一个实施例，箱具有设置有从箱的顶部部分延伸至箱的底部部分的切口的侧壁。根据一个实施例，侧壁包括多个同心布置的片材，其中各片材设置有切口。根据一个实施例，各片材包括一个晶粒定向钢、非晶粒定向钢和非晶钢。一般地，权利要求中使用的所有术语应该根据它们在
中的普通含义来解释，除非这里另有明确限定。对“一/一个/该元件、设备、组件、部件等”的所有引用应该被开放地解释为是指元件、设备、组件、部件等中的至少一个实例，除非另有明确陈述。附图说明现在将通过示例的方式参照附图来描述专利技术概念的具体实施例，其中：图1示出在侧壁被去除以使内部露出的状态下的电磁感应装置的侧视图；图2a至图2b描绘了分支和壳体顶部部分的示例的特写图；图3a至图3b示出电磁感应装置的示例的俯视图；图4a示意性地示出电磁感应装置的示例的截面；和图4b示意性地示出电磁感应装置的另一示例的截面。具体实施方式现在将在下文中参照其中示出示例性实施例的附图更充分地描述专利技术概念。然而专利技术概念可以以很多不同形式来体现并且不应该被解释为限于这里所阐述的实施例；而是，这些实施例是通过示例的方式提供的使得该公开将是彻底和完整的，并且将专利技术概念充分地传达给本领域技术人员。同样的附图标记贯穿描述是指同样的元件。图1描绘了电磁感应装置1的示例。电磁感应装置1包括包含磁性材料并限定了空间4的壳体或箱3，和布置在空间4中的磁芯5和绕组7。磁芯5包括绕组7被布置所围绕的分支5a至5c。然而应该注意的是，根据本公开的电磁感应装置可以包括从仅一个分支至多个分支的任何地方，例如如图1所描述的三个。磁芯5典型地由层叠的磁性材料制成。磁芯5例如可以由包括例如以质量计的3％至6％的硅的硅钢制成。在磁芯由硅钢制成的情况中，可以例如是晶粒定向或非晶粒定向的。根据一个变型，磁芯/分支可以由胶合的晶粒定向硅钢叠片或非晶薄带或纳米结晶材料制成以形成实心主体。除硅钢外的其他材料当然也是可设想到的，例如其他软铁。各分支5a至5c具有第一端部6a和第二端部6b。各分支5a至5c因此具有在第一端部6a与第二端部6b之间延伸的纵向主体。各分支5a至5c此外具有如在轴向方向或纵向方向或者图1中用箭头A指示出的分支5a至图5c的轴向方向上看到的中点6c。各分支5a至5c可以例如具有圆形截面；各分支5a至5c可以例如是柱状长形构件。可以进一步注意的是，各分支5a至5c一般是不同的部分、即各分支是机械上分开的部分或实体。磁芯5可以因此由一个或多个机械上分开的部分、即分支制成。磁芯不包括轭；而是箱形成轭以及返回路径的其余部分，如将从下面理解的。壳体3具有限定了壳体3的盖子或顶部罩的顶部部分3a。壳体3还具有限定了壳体3的盖子、底部罩或地板结构的底部部分3b。此外，壳体3具有在顶部部分3a与底部部分3b之间延伸的一个或多个侧壁3c。为此，顶部部分3a、底部部分3b和(多个)侧壁3c限定了壳体3和空间本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种电磁感应装置(1)，它是变压器或电抗器，包括：磁芯(5)，具有有着第一端部(6a)和第二端部(6b)的分支(5a‑5c)，绕组(7)，围绕所述分支(5a‑5c)布置，和包括磁性材料的箱(3)，所述箱(3)限定了所述磁芯(5)和所述绕组(7)被布置在其中的空间(4)，其中所述箱(3)限定了用于作为所述磁芯(5)中的磁通量的主磁通量(Φ)的返回路径，使得来自所述分支(5a‑5c)的所述第一端部(6a)的主磁通量(Φ)能够经由所述壳体(3)流动至所述分支(5a‑5c)的所述第二端部(6a)。
【技术特征摘要】
2015.06.17 US 62/180,6691.一种电磁感应装置(1)，它是变压器或电抗器，包括：磁芯(5)，具有有着第一端部(6a)和第二端部(6b)的分支(5a-5c)，绕组(7)，围绕所述分支(5a-5c)布置，和包括磁性材料的箱(3)，所述箱(3)限定了所述磁芯(5)和所述绕组(7)被布置在其中的空间(4)，其中所述箱(3)限定了用于作为所述磁芯(5)中的磁通量的主磁通量(Φ)的返回路径，使得来自所述分支(5a-5c)的所述第一端部(6a)的主磁通量(Φ)能够经由所述壳体(3)流动至所述分支(5a-5c)的所述第二端部(6a)。2.如权利要求1所述的电磁感应装置(1)，包括被布置在所述分支(5a-5c)的所述第一端部(6a)与所述箱(3)之间的通量密度减少器(9)，所述通量密度减少器(9)具有大于所述分支(5a-5c)的最大截面尺寸的截面尺寸。3.如权利要求2所述的电磁感应装置(1)，其中所述通量密度减少器(9)的所述截面尺寸是所述分支(5a至5c)的所述最大截面尺寸的至少二的平方根倍。4.如权利要求2或3所述的电磁感应装置(1)，其中所述通量密度减少器(9)是聚合物磁体或者包括铁粉，或由具有在范围60ksi-200ksi内的压实压力阈值的可压缩铁粉末和具有高于1000的渗透性的粉末制成的复合材料。5.如前述权利要求中的任一个所述的电磁感应装置(1)，其中所述分支(5a-5c)具有朝向所述第一端部(6a)增加的截面，使得它是在所述分支(5a-5c)的轴向方向(A)上的中点(6c)处的所述分支(5c-5c)的截面尺寸的至少二的平方根倍。6.如前述权利要求中的任一个所述的电磁感应装置(1...
【专利技术属性】
技术研发人员：M·普拉德汉，G·鲁斯伯格，
申请(专利权)人：ABB技术有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH
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