扼流圈制造技术

一种扼流圈，包括：具有形成闭环的中心线的磁芯(2)，该扼流圈具有扼流圈轴(4)，磁芯(2)围绕扼流圈轴(4)而定位；以及围绕磁芯(2)而缠绕的线圈(6)，线圈(6)具有多个匝(601‑608)，匝(601‑608)中的每一个具有垂直于匝的长度方向的宽度以及垂直于匝的长度方向和宽度二者的厚度。线圈(6)具有形状沿着线圈(6)的长度方向变化的横截面，使得每个匝(601‑608)具有内部分(651)和外部分(652)，外部分(652)的宽度基本上大于内部分(651)的宽度，外部分(652)比内部分(651)距扼流圈轴(4)更远地定位。

【技术实现步骤摘要】
扼流圈
本专利技术涉及包括磁芯和围绕磁芯而缠绕的线圈的扼流圈，该扼流圈适于阻挡电路中的高频交流电流，同时使低频或直流电流通过。
技术介绍
当通过扼流圈的电流是直流电流或低频交流电流时，扼流圈的大部分损耗是由扼流圈的线圈的电阻引起的。与已知扼流圈相关的问题之一是它们的线圈具有高电阻。在许多情况下，由于空间不足，不能扩大已知线圈的横截面。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种扼流圈以解决上述问题。本专利技术的目的通过下面描述的扼流圈实现。本专利技术基于以下想法：提供具有闭环磁芯以及线圈的扼流圈，线圈具有形状沿着线圈的长度方向变化的横截面，使得线圈的每个匝具有窄的内部分和宽的外部分，其中，窄的内部分比宽的外部分更靠近扼流圈的中心点而定位。本专利技术的扼流圈的优点在于线圈的电阻低于具有相同大小的已知扼流圈中的线圈的电阻。可替选地，本专利技术的扼流圈可以被设计得小于具有相同线圈电阻的相应已知扼流圈。可以说本专利技术的扼流圈的空间利用率比已知扼流圈的空间利用率好。良好的空间利用率还意味着扼流圈的磁芯的体积可以被设计得大于具有相同大小的已知扼流圈的磁芯的体积。此外，根据本专利技术的扼流圈的线圈具有利于线圈的冷却的大表面积。在实施方式中，根据本专利技术的扼流圈被用作转换器组件的直流扼流圈。在可替选实施方式中，根据本专利技术的扼流圈被用作转换器组件的交流扼流圈。附图说明在下文中，将参照附图通过优选实施方式更详细地描述本专利技术，在附图中：图1示出了根据本专利技术的实施方式的扼流圈；图2示出了图1的扼流圈的内部结构；以及图3示出了包括根据图1的扼流圈的转换器组件。具体实施方式图1示出了包括磁芯和围绕磁芯而缠绕的线圈6的扼流圈。图1的扼流圈是单相环形扼流圈。图2示出了图1的扼流圈的内部结构。在图2中，扼流圈被切成一半，磁芯的一些部分已被移除，并且已添加了外壳808。磁芯2包括具有高磁导率的磁性材料。这里，高磁导率大于或等于5·10-5H/m。磁芯2适于限制和导引扼流圈的磁场。磁芯2与线圈6电绝缘。磁芯2形成闭环。因此，磁芯2具有形成闭环的中心线。磁芯2的中心线是穿过磁芯2的假想线。在扼流圈操作期间，扼流圈内的磁场的理论中心与磁芯2的中心线基本上一致。扼流圈具有扼流圈轴4，磁芯2围绕扼流圈轴4而定位。扼流圈轴4是垂直于由磁芯2的中心线形成的闭环而延伸的假想轴。在扼流圈操作期间，扼流圈的磁场围绕扼流圈轴4。扼流圈轴4穿过扼流圈的中点，扼流圈的中点也是由中心线形成的闭环的几何中点。线圈6由具有高电导率的材料制成。这里，高电导率大于或等于5·106S/m。线圈6具有第一端子611和第二端子612。线圈6具有用附图标记601至608表示的八个匝。匝601至608中的每个匝具有垂直于匝的长度方向的宽度以及垂直于匝的长度方向和宽度二者的厚度。匝601至608位于单个层中使得匝601至608彼此不交叠。线圈6是基本上绝缘的导体，其是绝缘的使得电流仅可以通过穿过线圈6的整个长度从第一端子611流到第二端子612。包括扼流圈的线圈是绝缘的形式的扼流圈的大致结构在本领域是熟知的，并且因此这里不详细讨论该方面。扼流圈的线圈中的匝的数目不限于图1的实施方式中呈现的八。根据本专利技术的扼流圈包括具有多个匝的线圈。在实施方式中，线圈中的匝的数目是四。在另一实施方式中，线圈中的匝的数目是十四。在实施方式中，扼流圈的线圈由铜制成。在可替选实施方式中，扼流圈的线圈由铝制成。线圈6具有形状沿着线圈6的长度方向变化的横截面，使得线圈6的每个匝具有内部分651和外部分652，外部分652的宽度基本上大于内部分651的宽度。线圈6的横截面是线圈6与垂直于线圈6的长度方向的平面的相交。外部分652比内部分651距扼流圈轴4更远地定位。线圈6的长度方向是从第一端子611通向第二端子612的非线性方向。外部分652的宽度是内部分651的宽度的两倍以上。此外，外部分652的宽度是外部分652的厚度的大约二十倍。在可替选实施方式中，匝的外部分的宽度是外部分的厚度的至少四倍。匝的厚度是垂直于匝的长度方向和匝的宽度二者的尺寸。匝的长度方向是与线圈的长度方向一致的非线性方向。线圈6的每个匝包括第一线圈部61和第二线圈部62。第一线圈部61和第二线圈部62沿着线圈6的长度方向交替，使得连续的线圈部彼此导电连接。第一线圈部61的横截面具有与第二线圈部62的横截面不同的形状。第一线圈部61的横截面大致具有矩形的形状，并且第二线圈部62的横截面大致具有三角形形状。第一线圈部61的径向最内部分具有三角形形状使得其覆盖第二线圈部62的三角形端部。在可替选实施方式中，第二线圈部的横截面大致具有截断三角形形状，其中，与扼流圈轴相邻的顶点已被截断。每个匝的第二线圈部62与扼流圈轴4相邻地定位并且基本上平行于扼流圈轴4而延伸。选择第二线圈部的横截面基本上是电阻与制造成本之间的优化处理。在可替选实施方式中，第二线圈部的横截面大致具有圆形形状。在另一可替选实施方式中，第二线圈部的横截面大致具有六边形形状。可商购的铜条大致具有圆形横截面或六边形横截面。因此，选择圆形或六边形在许多情况下是最具成本效益的可替选方案。通过从板材切割一块并随后将该块弯曲成适当的形状来制造了每个第一线圈部61。通过从具有三角形横截面的条切割适当长度的块来制造每个第二线圈部62。扼流圈轴4与线圈6的最外部分699之间的径向距离是扼流圈轴4与线圈6的最内部分600之间的径向距离的二十倍以上，其中，径向距离垂直于扼流圈轴4。结果，扼流圈的线圈窗口小。这里，线圈窗口是线圈6的匝不会延伸到其中的围绕扼流圈轴4的区域。线圈窗口越小，扼流圈的空间利用率越好。在可替选实施方式中，扼流圈轴与线圈的最外部分之间的径向距离是扼流圈轴与线圈的最内部分之间的径向距离的至少十倍。线圈6的最内部分600包括第一线圈部61的多个部分和第二线圈部62的多个部分。线圈6的最外部分699由第一线圈部61的多个部分形成。在限定线圈的最外部分699时，未将第一端子611和第二端子612考虑在内。尽管第一端子611和第二端子612与相应的第一线圈部61是一体的并且从同一块板材弯曲，但是在限定线圈6的尺寸时忽略第一端子611和第二端子612。在图1的实施方式中，连续的线圈部通过螺钉连接而彼此导电连接。每个第二线圈部62在其第一轴端处通过螺钉连接而连接至一个第一线圈部61，并且在其第二轴端处通过另一螺钉连接而连接至另一第一线圈部61。每个螺钉连接的螺钉平行于第一线圈部61的厚度并且平行于第二线圈部62的纵向方向而延伸，其中，纵向方向垂直于第二线圈部62的三角形横截面。在可替选实施方式中，连续的线圈部通过另一类型的可拆卸连接而彼此导电连接。在另一可替选实施方式中，连续的线圈部通过固定连接比如焊接连接、紧固连接、焊料连接或铆接连接而彼此导电连接。磁芯2具有多个芯段22和多个芯间隙24。芯段22的材料的磁导率是芯间隙24的材料的磁导率的至少十倍。多个芯间隙24中的每一个在中心线的方向上位于相邻的芯段22之间。多个芯间隙24中的每一个包括限定相邻芯段22之间的间隙平面的中间板242，中心线与每个间隙平面相交，使得在相交处中心线平行于间隙平面的法线。每个芯段22具有楔形的大致形状。沿着平行于扼流圈轴的平面截取的每个芯段22的横本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种扼流圈，包括：具有形成闭环的中心线的磁芯(2)，所述扼流圈具有扼流圈轴(4)，所述磁芯(2)围绕所述扼流圈轴(4)而定位，所述扼流圈轴(4)垂直于由所述磁芯(2)的所述中心线形成的所述闭环而延伸；以及围绕所述磁芯(2)而缠绕的线圈(6)，所述线圈(6)由具有高电导率的材料制成，所述线圈(6)具有多个匝(601‑608)，所述匝(601‑608)中的每一个具有垂直于所述匝的长度方向的宽度以及垂直于所述匝的长度方向和所述宽度二者的厚度，其特征在于，所述线圈(6)具有形状沿着所述线圈(6)的长度方向变化的横截面，使得每个匝(601‑608)具有内部分(651)和外部分(652)，所述外部分(652)的宽度基本上大于所述内部分(651)的宽度，所述外部分(652)比所述内部分(651)距所述扼流圈轴(4)更远地定位。

【技术特征摘要】
2017.11.10 EP 17201067.01.一种扼流圈，包括：具有形成闭环的中心线的磁芯(2)，所述扼流圈具有扼流圈轴(4)，所述磁芯(2)围绕所述扼流圈轴(4)而定位，所述扼流圈轴(4)垂直于由所述磁芯(2)的所述中心线形成的所述闭环而延伸；以及围绕所述磁芯(2)而缠绕的线圈(6)，所述线圈(6)由具有高电导率的材料制成，所述线圈(6)具有多个匝(601-608)，所述匝(601-608)中的每一个具有垂直于所述匝的长度方向的宽度以及垂直于所述匝的长度方向和所述宽度二者的厚度，其特征在于，所述线圈(6)具有形状沿着所述线圈(6)的长度方向变化的横截面，使得每个匝(601-608)具有内部分(651)和外部分(652)，所述外部分(652)的宽度基本上大于所述内部分(651)的宽度，所述外部分(652)比所述内部分(651)距所述扼流圈轴(4)更远地定位。2.根据权利要求1所述的扼流圈，其特征在于，所述外部分(652)的宽度是所述内部分(651)的宽度的至少两倍。3.根据权利要求1或2所述的扼流圈，其特征在于，所述外部分(652)的宽度是所述外部分(652)的厚度的至少四倍。4.根据权利要求1所述的扼流圈，其特征在于，所述扼流圈轴(4)与所述线圈(6)的最外部分(699)之间的径向距离是所述扼流圈轴(4)与所述线圈(6)的最内部分(600)之间的径向距离的至少十倍，其中，所述径向距离垂直于所述扼流圈轴(4)。5.根据权利要求1所述的扼流圈，其特征在于，所述线圈(6)包括多个第一线圈部(61)和多个第二线圈部(62)，所述第一线圈部(61)和所述第二线圈部(62)沿着所述线圈(6)的长度方向交替，使得连续的线圈部彼此导电连接，所述第一线圈部(61)的横截面具有与所述第二线圈部(62)的横截面不同的形状。6.根据权利要求5所述的扼流圈，其特征在于，所述第一线圈部(61)的横截面大致具有矩形的形状。7.根据权利要求6所述的扼流圈，其特征在于，所述第二线圈部(62)的横截面大致具有圆形或六边形的形状，所述第二线圈部(62)与所述扼流圈轴(4)相邻地定位并且基本上平行于所述扼流圈轴(4)而延伸。8.根据权利要求5或6所述的扼流圈，其特征在于，连续的线圈部通过固定连接比如焊接连接、紧固连接、焊料连接或铆接连接而...

【专利技术属性】
技术研发人员：尤卡佩卡·基蒂莱，韦萨·帕洛约基，阿斯科·兰塔宁，
申请(专利权)人：ABB瑞士股份有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士,CH