一种电感量可控的交流电感器制造技术

本发明专利技术涉及一种电感量可控的交流电感器，其特征在于包括：一电感磁芯，该电感磁芯由第一磁芯和第二磁芯叠成；所述电感磁芯设置有一沟槽；一控制线圈，设置于所述槽道内；以及电感线圈，该电感线圈缠绕在所述的电感磁芯上，且所述控制线圈和电感线圈在绕向上正交。本发明专利技术通过在控制线圈上施加不同的直流电流即可控制电感器的交流电感值，电感器磁芯利用率高，控制线圈所需要的直流激励较小，电感量控制效果明显。可广泛应用于开关电源，逆变电源等电力电子以及调谐电路等应用领域中。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电感器
，特别是一种电感量可控的交流电感器。
技术介绍
功率电感器是各种电气装置的重要元件。电感器主要分为直流电感器和交流电感器。直流电感器通过的电流中含有较大的直流分量和较小的交流纹波分量，主要起滤波作用，而交流电感器通过的电流中只有交流分量，主要起谐振电感的作用。当电感器设计制作完成后，电感量是基本确定的，或仅由磁芯材料本身的非线性特性确定。为了使得电气装置能达到更好的性能，需要电感器的电感量是可以通过电气方式控制改变的，即电感量可控的电感器。对于电感量可控的直流电感器，一类现有技术方案是通过控制电感器磁芯的直流偏磁大小利用磁芯材料的非线性特性来改变磁芯材料的相对增量磁导率，从而改变增量电感量。请参见图1，图中可以通过控制偏磁线圈直流电流的大小来调节增量电感量，但这时电感线圈和偏磁线圈存在磁耦合，电感线圈的交流电流会在偏磁线圈上感应出交流电动势，增加了偏磁电源的负担。 另一类技术方案如公开号为CN 1301390A的专利，其通过采用两个电感线圈的串联或并联，使两个电感线圈产生的交流磁通在偏磁线圈上抵消，从而避免了电感线圈与偏磁线圈的耦合。以上两类方案只是适合于直流电感器来调节增量电感量，而不适用于交流电感器来调节交流(幅值)电感量，因为这时交流电感线圈产生的交流磁通在正、负半周上是分别与偏磁直流磁通是相同增加或相反减少的，从而使得交流磁通的正、负半周不对称。公开号为:CN102306533A的专利，该专利提出的可调电感器方案使用电感量控制螺栓来调节磁芯气隙的大小来改变电感器的感量。由于使用机械机构来进行感量的调节，使得其感量在实际电路应用运行中难以实现快速实时控制。此外，桂皞，朱忠尼，张秉公，等.一种可调电抗器控制特性的研究[J].空军雷达学院学报，2007，21 (4):289-291 ;以及牟宪民，王建赜，魏晓霞，等.新型正交铁心可控电抗器[J].中国电机工程学报，2008，28 (21):57-62 ;公开了一种典型正交铁心可调交流电感器，在结构上使得电感线圈与电感量控制线圈的磁路在空间上相互正交，从而使得两者磁通是相互正交的，通过改变控制线圈上直流电流的大小来改变电感磁芯的非线性工作点，从而改变电感量。该方案由于电感交流磁通与偏磁直流磁通是正交的，不仅两者没有磁耦合，而且可以解决现有技术中交流电感量正、负半周不对称的问题。但偏磁控制磁芯磁路和电感磁芯磁路是分别的，磁芯利用率低，体积大，而且电感量控制范围比较小。同向前，薛钧义.电子式连续可调电抗器的控制特性[J].电力自动化设备，2005，25(1):25-27.该文献中可调交流电感器的控制线圈和电感线圈在空间上是相互正交的，两者没有磁耦合。虽然两个线圈共享磁芯，结构紧凑，但在结构上，其电感线圈的磁芯磁路是开放的，电感量较小，同时电感量可调范围也较小。综上所述，现有技术的交流电感器虽然电感线圈和控制线圈是没有磁耦合的，也能实现交流电感量正、负半周的对称，但普遍存在磁芯利用率低、体积相对较大、电感量相对较小、电感量变化范围小的缺点。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术的目的是提供一种电感量可控的交流电感器。本专利技术采用以下方案实现:一种电感量可控的交流电感器，其特征在于包括:一电感磁芯，该电感磁芯由第一磁芯和第二磁芯叠成；所述电感磁芯设置有一沟槽；一控制线圈，设置于所述槽道内；以及电感线圈，该电感线圈缠绕在所述的电感磁芯上，且所述控制线圈和电感线圈在绕制方向上正交。在本专利技术一实施例中，所述的第一、二磁芯是环形磁芯。在本专利技术一实施例中，所述的沟槽具有一出口，用以引出所述控制线圈的末端。 在本专利技术一实施例中，所述的沟槽具有第一出口和第二出口，该第一、二出口用于引出控制线圈的出线端。在本专利技术一实施例中，所述的第一、二磁芯分别开设有一气隙，该气隙位于交流电感器的磁路上，并用于调整交流电感器的等效磁导率。在本专利技术一实施例中，所述控制线圈为单匝铜箔构成的控制线圈。在本专利技术一实施例中，所述的控制线圈和电感线圈位置对调。在本专利技术一实施例中，所述的第一、二磁芯是EE形磁芯。在本专利技术一实施例中，所述电感磁芯采用磁粉芯、硅钢片、非晶或铁氧体磁性材料构成。本专利技术通过在控制线圈上施加很小的直流激励即可控制电感器的交流电感值，几乎没有额外的电感器体积要求，电感量控制部分所需要的附加成本低，磁芯利用率高。控制线圈所需要的直流激励值小，电感量控制效果明显，其电感量控制范围远大于现有的可调电感器。该交流电感器可广泛应用于在开关电源，逆变电源等电力电子应用领域以及调谐电路等应用领域中。附图说明图1为现有的电感器结构示意图。图2为本专利技术实施例一的交流电感器结构示意图。图3为图2结构的四分之一分割示意图。图4为本专利技术电感量随控制线圈电流值的变化曲线示意图。图5为本专利技术实施例二的交流电感器结构示意图。图6为本专利技术实施例三的交流电感器结构示意图。图8为本专利技术实施例五的交流电感器结构示意图。图9为本专利技术实施例六的交流电感器结构示意图。图10为本专利技术实施例七的交流电感器结构示意图。附图标记说明: 41为磁芯；42为电感线圈；43为偏磁线圈；45为沟槽； I为环形磁芯；2为开槽环形磁芯；3为控制线圈；4为电感线圈；5为控制线圈电流产生的磁通；6为电感线圈电流产生的磁通；7为电感线圈电流方向；8为控制线圈电流方向；9为电感线圈；10为环形磁芯；11为单匝铜箔构成的控制线圈；12为开槽环形磁芯；13为沟槽出口 ；14为电感线圈；15为带气隙的环形磁芯；16为单匝铜箔构成的控制线圈；17为带气隙的开槽环形磁芯；18为沟槽出口 ；19为开槽磁芯；20控制线圈；21为开槽磁芯；22为电感线圈；24为电感线圈；25为EE形磁芯；26为开槽EE形磁芯；27为控制线圈；28为开槽环形磁芯；29为控制线圈；30为环形磁芯；31为电感线圈；32为开槽磁芯；33为控制线圈；34为开槽磁芯；35为电感线圈。具体实施例方式下面结合附图及实施例对本专利技术做进一步说明。本实施例提供一种电感量可控的交流电感器，其特征在于包括:一电感磁芯，该电感磁芯由第一磁芯和第二磁芯叠成；所述电感磁芯设置有一沟槽45 ;该沟槽45可以设置在第一磁芯的表面或第二磁芯的表面；或者第一、二磁芯的相对面，该第一、二磁芯层叠后形成；一控制线圈，设置于所述槽道内；以及电感线圈，该电感线圈缠绕在所述的电感磁芯上，且所述控制线圈和电感线圈在绕制方向上正交。请参见图2，图2是本专利技术实施例一的交流电感器结构示意图，图中，所述的第一磁芯和第二磁芯是环形的，为了便于描述区别该第一、二磁芯，下面将第一磁芯用成开槽环形磁芯表示，第二磁芯用环形磁芯表示。请继续参见图2，图中，端口 e与f为可调交流电感器的电感线圈出线端，端口 c与d为电感量控制线圈的出线端。下述 的其它电感器案例的端口定义相同。其中电感磁芯由两个环形磁芯I和开槽环形磁芯2叠成，电感量控制线圈3置于电感磁芯内部，即设于所述开槽环形磁芯2的沟槽45内。电感线圈4电流产生的磁通是沿着磁环圆周流通的，而控制线圈3产生的磁通是在磁环横截面上围绕控制线圈形成闭合回路的，因此两者总是正交的。图3是图2结构的四分之一分割示意图，电感线圈与控制线圈的电流方向如图3中的实心箭头所示，电感线圈本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电感量可控的交流电感器，其特征在于包括：一电感磁芯，该电感磁芯由第一磁芯和第二磁芯叠成；所述电感磁芯设置有一沟槽；一控制线圈，设置于所述槽道内；以及电感线圈，该电感线圈缠绕在所述的电感磁芯上，且所述控制线圈和电感线圈在绕制方向上正交。

【技术特征摘要】
1.一种电感量可控的交流电感器,其特征在于包括:一电感磁芯，该电感磁芯由第一磁芯和第二磁芯叠成；所述电感磁芯设置有一沟槽；一控制线圈，设置于所述槽道内；以及电感线圈，该电感线圈缠绕在所述的电感磁芯上，且所述控制线圈和电感线圈在绕制方向上正交。2.根据权利要求1所述的电感量可控的交流电感器，其特征在于:所述的第一、二磁芯是环形磁芯。3.根据权利要求2所述的电感量可控的交流电感器，其特征在于:所述的沟槽具有一出口，用以引出所述控制线圈的出线端。4.根据权利要求2所述的电感量可控的交流电感器，其特征在于:所述的沟槽具有第一出口和第二出口，该第一、二出口用于引出控制线圈的出线端。5.根据权利要求4所述的电感量可控的交流电感器，...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈为，黄晓生，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：发明
国别省市：