專利名稱：用于環(huán)形感應(yīng)器的磁通分散的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及電能轉(zhuǎn)換，特別是控制電能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的環(huán)形扼流圈或 感應(yīng)器中的磁通分散。
技術(shù)背景電能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)把電能從一種形式轉(zhuǎn)換成另一種形式，可用于各種各樣 的應(yīng)用中，如從輸入源給用電的電機電動機提供電能的電機驅(qū)動。有代表性 的是，電能轉(zhuǎn)換器由以可控方式動作的電力開關(guān)構(gòu)成，來選擇性地把輸入電 能轉(zhuǎn)換成所需形式的輸出電能，如具有可控幅值、頻率和相位的單相或多相AC，以根據(jù)所需的速度分布圖和變化的負荷狀態(tài)來驅(qū)動AC電機。很多這 樣的電能轉(zhuǎn)換器從一個單相或多相電源接收輸入的AC電能，并運行輸入開 關(guān)以創(chuàng)建一個中間DC總線電壓。而輸出開關(guān)用于創(chuàng)建所需的AC輸出，用 于驅(qū)動一個由中間DC總線供電的單相或多相AC電機電動機或其它AC負 荷。在最初的AC至DC轉(zhuǎn)換中，會產(chǎn)生共模電壓，如果不作處理，其可能 會損傷電機線圈。為了解決這個問題，許多電機驅(qū)動轉(zhuǎn)換器包含一個DC環(huán) 形扼流圈或感應(yīng)器，其上裝有連接在輸入和輸出開關(guān)之間的中間正負DC電 流通路中的線圈，以平滑用于創(chuàng)建輸出電壓和電流的DC總線，并減小轉(zhuǎn)換 器輸出端的共模電壓。然而，某些運行條件會使熱應(yīng)力作用于DC環(huán)形感應(yīng) 器的繞組線圈上，因此設(shè)計者通常需要加大感應(yīng)器的尺寸以保證電機驅(qū)動的 感應(yīng)器組件不會被過早破壞。盡管這種方法為設(shè)計的電機驅(qū)動產(chǎn)品使用周期 上的預期工作點提供了適合的操作，但是在尺寸、重量和費用方面，尺寸過 大的感應(yīng)器是昂貴的。因此，需要改良電能轉(zhuǎn)換器感應(yīng)器，其對電機驅(qū)動或 其它眾多電能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)來說，能夠經(jīng)受最壞的運行條件，而沒有熱損壞，沒 有額外加大尺寸或重量。 發(fā)明概述
現(xiàn)在對本發(fā)明的各個方面做簡要的描述以便對本發(fā)明有個基本了解， 其中，此概述不是本發(fā)明的全貌，不用來確定發(fā)明的一些要素和限定其范 圍。更適合地，此概述的主要目的是為了在提供下文的更多詳細描述之前以 一個簡化形式介紹本發(fā)明的一些概念。本發(fā)明提供用于電能轉(zhuǎn)換器感應(yīng)器的 磁通分散技術(shù)和裝置，通過它感應(yīng)器能夠被制造以經(jīng)受極端的運行條件，通 過使用傳導遮板改變磁通方向使其遠離線圈從而不會引起感應(yīng)器繞組線圈的熱損壞，并發(fā)現(xiàn)了有關(guān)具有帶環(huán)形扼流圈型感應(yīng)器的中間DC總線的AC電機驅(qū)動的特殊效用。然而，值得注意的是本發(fā)明的感應(yīng)器和方法能夠用于除 電機驅(qū)動之外的各種電能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)和應(yīng)用中。根據(jù)本發(fā)明的一個或多個方面， 一個感應(yīng)器用于一個電能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)， 其包括一個磁芯和兩個纏繞在磁芯的一個線圈腿上的繞組線圈。線圈連接在一個電機驅(qū)動或其它電能轉(zhuǎn)換器的輸入和輸出變換級之間的DC通路中，以致于通過感應(yīng)器繞組線圈的電流在線圈芯腿和兩個外部腿中建立磁通。更進 一步地，感應(yīng)器包括一個或多個安裝在一個繞組線圈和一個外部芯腿之間的 磁通分散遮板，以抑制磁通通過繞組線圈。因而該遮板可以方便的截獲并改 變(如，分散)某些或全部切割感應(yīng)器繞組線圈的磁通的方向，從而減輕繞 組過度發(fā)熱，特別是在電能轉(zhuǎn)換器的極端運行條件下。實際上，本發(fā)明能成 功地用于解決意料不到的條件下的繞組線圈中的高磁通密度，如轉(zhuǎn)換器運行 在小于最大電壓或額定功率的條件下，其中與磁通有關(guān)的繞組發(fā)熱在較低功 率水平下可能會比在最大功率值下更嚴重。在一個優(yōu)選的實施例中，遮板由高傳導的非鐵材料制成，如銅或鋁， 其通過電絕緣安裝裝置安裝到感應(yīng)器的磁芯結(jié)構(gòu)上，以避免由于在遮板截獲 磁通而產(chǎn)生渦流的環(huán)流通路。遮板可以配合任何形式的感應(yīng)器結(jié)構(gòu)使用，其 中磁通被分散以減小通過繞組線圈的磁通的數(shù)量。在某些實施例中，第一和 第二繞組線圈纏繞在線圈腿的上部部分和下部部分，線圈和外部腿與外部腿 之間的線圈腿彼此大體平行。在這個實施例中，感應(yīng)器可以包含四個磁通分 散遮板，其中，第一遮板設(shè)置在第一繞組線圈和第一外部腿之間，第二遮板 設(shè)置在第一繞組線圈和第二外部腿之間，及第三遮板設(shè)置在第二繞組線圈和
第一外部腿之間，第四遮板設(shè)置在第二繞組線圈和第二外部腿之間。此外， 遮板最好與繞組線圈間隔開并與繞組線圈相絕緣，以防止不希望出現(xiàn)的線圈 的短路。本發(fā)明的另一個方面是提供一個電能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，該電能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)包含 一個接收輸入電能的輸入端、 一個提供輸出電能的輸出端和一個包含連接輸 入端和輸出端的多個開關(guān)電路的開關(guān)系統(tǒng)，以根據(jù)多個幵關(guān)控制信號選擇性 地從輸入端提供電能到輸出端。 一個感應(yīng)器接到幵關(guān)系統(tǒng)，并包含一個磁 芯，該磁芯包含一個頂部腿、 一個底部腿、 一個在頂部腿和底部腿之間延伸 的線圈腿、和在底部腿和頂部腿之間延伸的第一和第二外部腿。第一和第二 繞組線圈圍繞線圈腿纏繞，至少一個磁通分散遮板至少部分地安裝在一個繞 組線圈和外部腿的至少一部分之間，以抑制磁通從外部腿通過繞組線圈。還有，本發(fā)明的另一個方面是提供一種在電能轉(zhuǎn)換感應(yīng)器中減少繞組 線圈發(fā)熱的方法，該電能轉(zhuǎn)換感應(yīng)器具有一個磁芯，該磁芯具有一個頂部 腿、 一個底部腿、 一個線圈腿、在頂部腿和底部腿之間延伸的第一和第二外 部腿、纏繞在線圈腿上的第一和第二繞組線圈。該方法包括至少部分地把一 個傳導遮板設(shè)置在一個繞組線圈和外部腿的至少一部分之間，以抑制磁通通 過繞組線圈。


下面的描述和附圖詳細地闡述了本發(fā)明的示例性的實施例，其表示在 本發(fā)明能被實施的各種原理下的幾個典型的方案。然而，示例不是本發(fā)明眾 多可能的實施例的窮舉。本發(fā)明的其它目的、優(yōu)點和新穎的特征將在下面的 詳細描述中結(jié)合附圖一起闡述，其中-圖1是一個依照本發(fā)明的一個或多個方面的具有一個DC環(huán)形扼流圈或感應(yīng)器的示例電機驅(qū)動電能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的示意圖；圖2A是一個依照本發(fā)明示意的環(huán)形感應(yīng)器線圈、磁通通路和示例的磁 通分散遮板的環(huán)形感應(yīng)器的簡化的正視圖；圖2B是一個沒有磁通分散遮板的環(huán)形感應(yīng)器的正視圖，顯示不希望出 現(xiàn)的磁通通過繞組線圈部分的區(qū)域； 圖3是一個表示具有磁通分散遮板的圖1和圖2A的環(huán)形感應(yīng)器的詳細 的正視圖；圖4是一個沿圖3中線4-4的部分剖面?zhèn)纫晥D，示出了圖1、 2A和3 中的環(huán)形感應(yīng)器的示例的側(cè)面的分散遮板的更多細節(jié)；圖5是一個沿圖3中線5-5的部分剖面俯視圖，示出了圖1、 2A、 3和 4中的環(huán)形感應(yīng)器的更多細節(jié)；和圖6是一個表示圖1、 2A和3-5的示例的環(huán)形感應(yīng)器的透視圖。本發(fā)明的具體實施例現(xiàn)在參照附圖，下面結(jié)合附圖一起描述本發(fā)明的幾個實施例或?qū)崿F(xiàn)， 其中各處相同的數(shù)字指的是相同的元件，而且各個特征不一定是按比例繪制 的。首先參照圖1，本發(fā)明涉及扼流圈或感應(yīng)器，其可用于電機驅(qū)動電能轉(zhuǎn) 換系統(tǒng)10中，其中電機驅(qū)動電能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)IO用于驅(qū)動電機負荷20，或與 電能轉(zhuǎn)換裝置的其它形式配合，在電能轉(zhuǎn)換裝置中，從輸入電能的電源30 輸入的電能被轉(zhuǎn)換成輸出電能。示例的系統(tǒng)10是一個交流變直流變交流轉(zhuǎn) 換器，其從一個輸入電源30接收三相交流電能，把從輸入電源30來的電能 轉(zhuǎn)換成用于驅(qū)動交流電機20的三相交流輸出電能。在這個實施例中，交流 輸入功率被第一組開關(guān)Sl-S6和第二組開關(guān)S7-S12轉(zhuǎn)換，并具有一個連接 第一和第二組開關(guān)的直流環(huán)形扼流圈或感應(yīng)器50，其中第一組開關(guān)Sl-S6 構(gòu)成開關(guān)調(diào)節(jié)器電路或級，以創(chuàng)建一個中間直流總線，第二組開關(guān)S7-S12 構(gòu)成開關(guān)逆變器級，其選擇性地將直流電能轉(zhuǎn)換成交流輸出電能，以驅(qū)動電 機20。根據(jù)任何一種適當?shù)男褪交蛐问降拈_關(guān)方案，如脈沖寬度調(diào)制等方 案，開關(guān)設(shè)備Sl-S6和S7-S12可以開環(huán)或閉環(huán)方式被控制，例如，為了執(zhí) 行一個特定的電能轉(zhuǎn)換任務(wù)，從一個或更多的開關(guān)控制器(未示出)提供開 關(guān)控制信號給單個開關(guān)Sl-S12，其中提供給這樣的控制器一個或更多的給 定預期值，而且通過一個或多個反饋信號或數(shù)值控制輸出電能，其中這種特 殊應(yīng)用的細節(jié)被忽略，以免與本發(fā)明的各個方面混淆。盡管本發(fā)明的各個方面不受限于所述的系統(tǒng)10或電機驅(qū)動直流環(huán)形扼 流圈的應(yīng)用，但是，在所述的電機驅(qū)動轉(zhuǎn)換器的應(yīng)用中，感應(yīng)器50提供一個共模直流環(huán)來平滑由第二組幵關(guān)S7-S12轉(zhuǎn)換的直流電能和抑制電機線圈 中的共模電壓，從而減少電機負荷20的與輸入有關(guān)的開關(guān)噪聲和瞬變的數(shù) 量。另外，根據(jù)下面將進一步闡明和描述的本發(fā)明的一個或多個方面，有利 地，感應(yīng)器50包含一個或多個磁通分散遮板或結(jié)構(gòu)60，而且本發(fā)明的感應(yīng) 器50和其它感應(yīng)器可以在電機驅(qū)動或其它電能轉(zhuǎn)換器中得到效用。在圖l示意的一個實施例中，直流環(huán)形扼流圈或感應(yīng)器50被有效地連 接在電能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)IO的直流電流通路中，其中開關(guān)Sl-S12和直流環(huán)形感應(yīng) 器50，連同分別串聯(lián)在輸入相電源VAS、 VBS和VCS和相應(yīng)的開關(guān)電路 輸入節(jié)點A、 B和C之間的可選的積分線性電抗器LSA、 LSB和LSC、以 及與輸入節(jié)點A、 B和C連接的可選的輸入線性濾波電容器CFI組成了一個 電機驅(qū)動40。電機驅(qū)動40以一個可控的方式提供交流電能給三相交流電機 20，其中電機負荷20可以是一個多相交流感應(yīng)電機或其它類型的多相交流 電機。此外，盡管對本發(fā)明不是必需的，示例的驅(qū)動40也可以選擇性地包 括沿輸出線U、 V和W連接的積分輸出濾波電容器CFO。在運行時，來自輸入電源30的三相交流電能被提供給一個包括第一組 開關(guān)Sl-S6的交流變直流轉(zhuǎn)換器級，開關(guān)Sl-S6分別根據(jù)控制信號(未示 出)選擇性地動作，以在直流總線上感應(yīng)器線圈WA和WB的第一端A1和 Bl產(chǎn)生直流電能。隨后，來自總線的直流電能被以任何合適的方式轉(zhuǎn)換成 交流電機電能，通過一個開關(guān)輸出級，如一個包括根據(jù)控制信號(未示出) 的開關(guān)S7-S12的逆變器，以以一種可控方式給電機20提供適當?shù)姆?、頻 率和相位的交流電能。感應(yīng)器50包括一個在正的直流通路中的第一線圈 WA和一個在負的或是反向的直流通路中的第二線圈WB，該第一線圈WA 有一個與上部輸入開關(guān)Sl-S3連接的第一端部Al和與上部輸出開關(guān)S7-S9 連接的第二端部A2，該第二線圈WB具有一個與下部輸入開關(guān)S4-S6連接 的第一端部Bl和與下部輸出開關(guān)S10-S12連接的第二端部B2。參照圖2A和2B，圖2A所示的是環(huán)形感應(yīng)器50的正視圖，其具有以 簡化形式顯示的感應(yīng)器線圈WA和WB。感應(yīng)器50包含一個磁芯51，該磁
芯具有一個在頂部腿52和底部腿53之間垂直延伸的內(nèi)部線圈腿54、以及 其中分別具有間隙57和58的第一和第二垂直延伸的外部腿55和56，其中 外部腿55和56也從頂部腿52延伸到底部腿53。盡管可以選擇設(shè)置在別 處，間隙57和58大約居中位于所示的磁芯51的頂部腿52和底部腿53之 間。盡管可以釆用其它的芯結(jié)構(gòu)，其中腿不必平行且用于纏繞線圈WA和 WB的線圈腿54不必直接且等分地位于外部腿55、 56之間，但是圖示的感 應(yīng)器50的磁芯51大體上是一個對稱平面結(jié)構(gòu)，其中線圈和外部腿54-56大 體上是彼此平行的，而且線圈腿54大體上定位在外部腿55和56之間。此 外，其它實施例可以包括除圖2A的實例中所示的之外的其它腿，其中外部 腿55、 56不必是一個特定的感應(yīng)器結(jié)構(gòu)的最外部的腿，術(shù)語外部腿指任何 一個供磁通通過的感應(yīng)器的腿，這個腿與繞組線圈WA和/或WB的全部或 一部分最近或接近。而且，雖然所示的磁芯51具有一個大體矩形的剖面， 但是，除了這里所示和描述的之外，其它磁芯的剖面和方位也可以考慮，例 如，圓形的剖面等，平面的或非平面的結(jié)構(gòu)，其中，為了制造扼流圈或感應(yīng) 器，公知地，磁芯51可由任何適合的材料制成。第一和第二感應(yīng)器線圈WA和WB由纏繞在線圈芯腿54的上部部分和 下部部分的絕緣導線構(gòu)成，其中僅僅為了起到說明的目的，圖2A和2B示 意性地顯示了線圈WA和WB，實際上，有代表性地是在端部Al、 A2和 Bl、 B2之間圍繞線圈腿54的線圈WA和WB包括許多層線圈匝。 一般而 言，感應(yīng)器50可以包含任意匝數(shù)的線圈WA和WB,任何適合的線圈可以 使用任意適合的直徑或規(guī)格、材料和絕緣等級，其中，線圈WA和WB可 以，但不是必須的，在材料、構(gòu)造、匝數(shù)等上相似。單個的線圈WA和WB 可以由公知的能導電的任意適合的材料制成，如銅、鋁等，并且可以包含適 當?shù)慕^緣和最好如下圖3、 5禾P 6所示的標號為Al、 A2、 Bl和B2的末 端。此外，不同的線圈的匝數(shù)可以根據(jù)具體的應(yīng)用來確定，如一個特殊的電 機驅(qū)動或電能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。而且第一和第二繞組線圈WA和WB分別繞線圈 腿54的上部部分和下部部分纏繞，它們之間留出來一個暴露的線圈腿54的 中間部分。
最好如圖2A所示，在運行電機驅(qū)動40時，通過繞組線圈WA和WB 的電流在磁芯51中建立了磁通ct)，其中分別示意性地畫出了與線圈WA和 WB中的電流相關(guān)的磁通的兩個示例的理論上的磁通路徑4)A和(J)B。特別 地，電流以從第一線圈端部Al到第二端部A2的方向流過第一組繞線圈 WA，磁通4)A被建立在線圈腿54的上部部分的向上的方向上，到達上部 部分或頂部腿52時，理想地該磁通分為大體相似對稱的分別向左和向右相 反的磁通路徑小A1和4)A2。路徑4)A1和4)A2分別繼續(xù)向下通過第一和第 二外部腿55和56的上部部分，其后通過各個外部腿之間的區(qū)域和線圈WA 和WB之間的線圈腿54的中間部分，然后路徑4)A1和4)A2再次結(jié)合繼續(xù) 通過線圈腿54的上部部分。與在第二線圈WB中的從第二端部B2流入第一端部Bl流出的電流相 關(guān)的磁通路徑小B有一個在線圈腿54的下部部分的向下方向的對稱相反的 路徑，其后，在底部腿53中分為分別向上通過外部腿55和56的下部部分 的路徑4)B1和4)B2。接著理想的磁通路徑4)B1和4)B2分開通過通過外部 腿55和56之間的區(qū)域到達線圈腿54的中間部分，隨后結(jié)合并繼續(xù)再次向 下通過線圈腿54的下部部分。因而，在示例的感應(yīng)器50中，在外部腿間隙 57和58處的磁通cl)A和4)B是大體相反的，在第一外部腿55中分支磁通4> Al和4)B1是大體相反的且在第二外部腿56中分支磁通小A2和d)B2也是 大體相反的。因而，這樣配置感應(yīng)器50的繞組線圈WA和WB以致于通過 的電流在外部芯腿55和56中產(chǎn)生磁通，其中相應(yīng)的磁通路徑小A和4)B僅 僅是示例，磁芯/線圈結(jié)構(gòu)可能產(chǎn)生許多不同的磁通路徑，其中纏繞在第一 芯腿上的繞組在另外一個腿中產(chǎn)生通過附近一個繞組線圈的磁通。簡要地參照圖2B，圖2B顯示了另一個直流環(huán)形感應(yīng)器50a,除了沒有 遮板60，感應(yīng)器50a與圖2A中的感應(yīng)器50相似。在圖2B的例子中，發(fā)明 人己經(jīng)發(fā)現(xiàn)感應(yīng)器50a的靠近外部腿間隙57和58的區(qū)域可能經(jīng)受高的磁通 密度。此外，因為預期的理想的磁通路徑4)A和ct)B必須通過外部腿55、 56之間的區(qū)域和內(nèi)部線圈腿54的中間部分，磁通可能趨于過早地從外部芯 腿55和56跳過或切斷，而不是通過線圈WA和WB之間的中間區(qū)域的線
圈腿54，磁通cl)Al、 4>A2、》Bl和/或4)B2的某部分可能自己通過或切割 繞組線圈WA和/或WB，特別是在圖2B中虛線所示的位置62的周圍。不 與任何特殊的原理聯(lián)系，可以確定的是在位置62處產(chǎn)生了繞組線圈的WA 和WB的局部發(fā)熱，下面將進一步闡述和說明使用示例的遮板60的對策。 特別地，在線圈WA和WB中的遇到磁通4 A和4> B的區(qū)域中的渦電流被認 為在這些區(qū)域潛在地引起了線圈WA和WB的過多的局部發(fā)熱，在這些區(qū) 域中，在電能轉(zhuǎn)換器的不一定是最大電壓或功率設(shè)定值的運行點已經(jīng)發(fā)現(xiàn)產(chǎn) 生了這樣的局部發(fā)熱。在這方面，可以確信某些運行條件可能導致繞組線圈 WA、 WB的一部分具有過多的磁通密度，因為切割線圈WA和WB的磁力 線的集中和因而產(chǎn)生的渦電流，結(jié)果繞組線圈可能會變得過熱。當這種條件 加上高波動電流和未到最佳的空氣冷卻時，局部過熱會產(chǎn)生，其通常引起線 圈WA和WB及其絕緣和感應(yīng)器50a過早損壞或老化?，F(xiàn)在參照圖2A和3-6，為了減少繞組線圈WA和WB上的熱應(yīng)力，示 例的感應(yīng)器50包括至少部分地設(shè)置在繞組線圈WA、 WB和外部芯腿55、 56之間的四個磁通分散遮板60。另一個實施例是可以具有任意數(shù)量的這樣 的遮板60，其可以至少部分地設(shè)置在通過其磁通可以被傳送的一個外部芯 腿和一個繞組線圈之間的任何適合位置以減少切割線圈的磁通的數(shù)量或可 能。照這樣，遮板60起作用以抑制磁通通過繞組線圈WA和WB，從而減 輕電能轉(zhuǎn)換感應(yīng)器50中的繞組發(fā)熱。在某些優(yōu)選的實施例中，遮板60包含 一種導電材料，如一個例子中的鋁，由此由磁通cJ)引起的渦電流將會感生在 遮板60中而不是在繞組線圈WA和WB中。此外，遮板60最好用電絕緣 安裝裝置直接地或間接地安裝到磁芯51上，且最好與線圈WA、 WB間隔 開，由此磁通分散遮板與繞組線圈彼此電絕緣，并與磁芯51彼此電絕緣。最好如圖2A和3所示，所示的感應(yīng)器50包括四個遮板60,第一磁通 分散遮板60a設(shè)置在第一繞組線圈WA和第一外部腿55的上部之間、第二 遮板60b設(shè)置在線圈WA和第二外部腿56之間。同樣地，第三遮板60c安 裝在第二繞組線圈WB和外部腿55之間、第四遮板60d位于第二線圈WB 和第二外部腿56的下部部分之間。最好如圖4所示，示例的遮板60大體上是鋁的平板矩形薄片，該薄片具有適合的安裝孔61，以使遮板60固定到相對于磁芯51和線圈WA、 WB的一個固定位置。此外，如圖3、 5和6所 示，用電絕緣固定隔板72把遮板60安裝到感應(yīng)器芯結(jié)構(gòu)的垂直支柱70 上，以在線圈WA、 WB和外部腿55、 56之間的固定位置完全地或部分地 固定遮板，絕緣隔板72阻止了遮板60之間的電流回路。雖然可以選擇性地 包含散熱裝置或其它排熱裝置，但是這種結(jié)構(gòu)提供了足夠的遮板60的暴露 部分，以循環(huán)驅(qū)動40中的空氣，來提供運行中的遮板60的自身冷卻。而 且，在優(yōu)選的實施例中，盡管不是本發(fā)明必需的，遮板60稍微與線圈 WA、 WB間隔開以避免易被忽略的電短路，遮板60也可以與外部芯腿 55、 56的內(nèi)壁間隔開。在這點上，遮板60—般比繞組線圈WA、 WB更容 易冷卻。因此，遮板60有助于減輕感應(yīng)器過熱和線圈損壞，其中遮板60主要 經(jīng)受原本產(chǎn)生在線圈WA、 WB中的渦電流發(fā)熱，同時使產(chǎn)生的熱能更早的 分散，以在最壞的條件下安全運行，而不需要加大感應(yīng)器的尺寸。在這一點 上，遮板60優(yōu)選由非鐵但具有高導電性的材料制成，以使遮板60自身的渦 電流影響最大化。值得注意的是，截獲一定數(shù)量的原本切割繞組線圈WA、 WB的磁通4)的遮板60的存在導致了扼流圈50的線圈電感的減少，其中如 果有需要可以適當?shù)馗淖冞@種設(shè)計以校正。照這樣，本發(fā)明提供了一個電能 轉(zhuǎn)換感應(yīng)器或扼流圈中不希望的磁通路徑的解決方案，在最小的花費和不需 要重新設(shè)計現(xiàn)有的感應(yīng)器的情況下就能實現(xiàn)這個方案，通過它感應(yīng)器上的熱 應(yīng)力被減小或消除。上面的例子僅僅是本發(fā)明的各個方面的幾個可能實施例的示意，其中 本領(lǐng)域技術(shù)人員在閱讀和理解本說明書和附圖的基礎(chǔ)上會做等同的改變和/ 或修正。特別地，即使在本發(fā)明所述實施例中與公開的執(zhí)行功能的結(jié)構(gòu)在結(jié) 構(gòu)上不相同，除非另有說明，關(guān)于上述部件(組合、設(shè)備、系統(tǒng)、電路等) 完成的各種功能、用于描述這些部件的術(shù)語(包括提及的一種"方法")， 對于執(zhí)行所述部件(即功能上等價)特定功能任何部件，如硬件、軟件、或 它們的組合，是相應(yīng)的。另外，盡管本發(fā)明的一個特定特征可能僅僅在幾個
實施例中的一個中公開了，這個特征可以與其它實施例的一個或更多的其它 特征結(jié)合著看，對于任何給定的或特別的應(yīng)用是可預料的和有利的。同時， 對于在詳細說明和/或權(quán)利要求中使用的術(shù)語"包含"、"包括"、 "有"、"具有"或它們的變化，這樣的術(shù)語在某種意義上指的是包括的類似于術(shù)語"由......組成"。
權(quán)利要求
1、 一種用于電能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的感應(yīng)器，包括一個磁芯，其具有一個頂部腿、 一個底部腿、 一個在所述的頂部腿和 底部腿中間延伸的線圈腿、和在所述底部腿和頂部腿之間延伸的第一和第二 外部腿，所述第一外部腿包括一個第一間隙、所述第二外部腿包括一個第二 間隙；纏繞在所述線圈腿上的第一和第二繞組線圈，每一個繞組線圈包括連 接到電能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中的相應(yīng)節(jié)點上的一對端部；和至少一個磁通分散遮板，其至少部分地安裝在一個所述繞組線圈和一 個所述外部腿的一部分之間，以抑制磁通通過繞組線圈。
2、 如權(quán)利要求1所述的感應(yīng)器，其中所述的磁通分散遮板包含一種導 電材料。
3、 如權(quán)利要求2所述的感應(yīng)器，其中所述的磁通分散遮板包含鋁。
4、 如權(quán)利要求1所述的感應(yīng)器，其中所述的磁通分散遮板由電絕緣安裝裝置安裝在所述的磁芯上。
5、 如權(quán)利要求1所述的感應(yīng)器，其中所述的第一和第二繞組線圈分別纏繞在所述線圈腿的第一和第二部分上，留出了一個所述線圈腿的中間部分 暴露在所述第一和第二繞組線圈之間。
6、 如權(quán)利要求5所述的感應(yīng)器，其中所述線圈和外部腿與所述外部腿 之間的所述線圈腿彼此大體平行。
7、 如權(quán)利要求6所述的感應(yīng)器，包括一個第一磁通分散遮板，其設(shè)置在所述第一繞組線圈和所述第一外部 腿之間；一個第二磁通分散遮板，其設(shè)置在所述第一繞組線圈和所述第二外部 腿之間；一個第三磁通分散遮板，其設(shè)置在所述第二繞組線圈和所述第一外部 腿之間； 一個第四磁通分散遮板，其設(shè)置在所述第二繞組線圈和所述第二外部 腿之間。
8、 如權(quán)利要求7所述的感應(yīng)器，其中所述的每個磁通分散遮板包含一 種導電材料。
9、 如權(quán)利要求7所述的感應(yīng)器，其中所述的磁通分散遮板與所述的繞 組線圈電絕緣。
10、 如權(quán)利要求5所述的感應(yīng)器，包括一個第一磁通分散遮板，其設(shè)置在所述第一繞組線圈和所述第一外部腿之間；一個第二磁通分散遮板，其設(shè)置在所述第一繞組線圈和所述第二外部 腿之間；一個第三磁通分散遮板，其設(shè)置在所述第二繞組線圈和所述第一外部 腿之間；一個第四磁通分散遮板，其設(shè)置在所述第二繞組線圈和所述第二外部 腿之間。
11、 如權(quán)利要求IO所述的感應(yīng)器，其中所述的每個磁通分散遮板包含 一種導電材料。
12、 如權(quán)利要求10所述的感應(yīng)器，其中所述的磁通分散遮板與所述的 繞組線圈電絕緣。
13、 如權(quán)利要求l所述的感應(yīng)器，包括一個第一磁通分散遮板，其設(shè)置在所述第一繞組線圈和所述第一外部 腿之間；一個第二磁通分散遮板，其設(shè)置在所述第一繞組線圈和所述第二外部 腿之間；一個第三磁通分散遮板，其設(shè)置在所述第二繞組線圈和所述第一外部 腿之間；一個第四磁通分散遮板，其設(shè)置在所述第二繞組線圈和所述第二外部 腿之間。
14、如權(quán)利要求13所述的感應(yīng)器，其中所述的每個磁通分散遮板包含 一種導電材料。
15、 如權(quán)利要求13所述的感應(yīng)器，其中所述的磁通分散遮板與所述的 繞組線圈電絕緣。一種電能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，包括 一個用于接收輸入電能的輸入端； 一個提供輸出電能的輸出端。
16、 一個開關(guān)系統(tǒng)，其包括多個與輸入端和輸出端連接的開關(guān)電路， 以根據(jù)多個開關(guān)控制信號選擇性地從所述輸入端提供電能到所述輸出端；和一個連接到所述開關(guān)系統(tǒng)的感應(yīng)器，所述感應(yīng)器包括一個磁芯，其具有一個頂部腿、 一個底部腿、 一個在所述的頂部腿和 底部腿中間延伸的線圈腿、和在所述底部腿和頂部腿之間延伸的第一和第二 外部腿，所述第一外部腿包括一個第一間隙、所述第二外部腿包括一個第二 間隙；纏繞在所述線圈腿上的第一和第二繞組線圈，每一個繞組線圈包括連 接到所述開關(guān)系統(tǒng)中的相應(yīng)節(jié)點上的一對端部；和至少一個磁通分散遮板，其至少部分地安裝在一個所述繞組線圈和一 個所述外部腿的一部分之間，以抑制磁通通過繞組線圈。
17、 如權(quán)利要求16所述的電能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其中所述的磁通分散遮板包 含一種導電材料。
18、 如權(quán)利要求16所述的電能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其中所述的第一和第二繞組 線圈分別纏繞在所述線圈腿的第一和第二部分上，留出了一個所述線圈腿的 中間部分暴露在所述第一和第二繞組線圈之間。
19、 如權(quán)利要求16所述的電能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其中所述感應(yīng)器包括 一個第一磁通分散遮板，其設(shè)置在所述第一繞組線圈和所述第一外部腿之間；一個第二磁通分散遮板，其設(shè)置在所述第一繞組線圈和所述第二外部 腿之間； 一個第三磁通分散遮板，其設(shè)置在所述第二繞組線圈和所述第一外部 腿之間；一個第四磁通分散遮板，其設(shè)置在所述第二繞組線圈和所述第二外部 腿之間。
20、 一種減少電能轉(zhuǎn)換感應(yīng)器的繞組線圈發(fā)熱的方法，所述電能轉(zhuǎn)換 感應(yīng)器包括一個具有一個頂部腿、 一個底部腿、在頂部腿和底部腿之間延伸 的一個線圈腿和第一和第二外部腿的磁芯，其中所述第一和第二繞組線圈纏 繞在所述線圈腿上，所述方法包括在一個所述繞組線圈和一個所述的外部腿的至少一部分之間至少部分 地固定一個傳導遮板，以抑制磁通通過所述繞組線圈。
全文摘要
描述了用于具有一個感應(yīng)器的電機驅(qū)動或其它電能轉(zhuǎn)換器的感應(yīng)器，該感應(yīng)器連接在一個開關(guān)電路中，并具有一個或多個安裝在一個感應(yīng)器繞組線圈和一個磁通傳遞感應(yīng)器芯腿之間的傳導遮板，以改變磁通方向，使其遠離繞組線圈，從而抑制繞組的發(fā)熱。
文檔編號H01F17/04GK101145427SQ200710142188
公開日2008年3月19日 申請日期2007年7月10日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月10日
發(fā)明者C·F·吉瑪納如, D·D·米勒, L·M·戴爾弗科, Y·蕭 申請人:洛克威爾自動控制技術(shù)股份有限公司