Περίληψη ευρεσιτεχνίας γιαUS11430597B2: Μαγνητικός πυρήνας επαγωγέα και επαγωγέας χρησιμοποιώντας το ίδιο
Αυτό το δίπλωμα ευρεσιτεχνίας των ΗΠΑ είναι το αντίστοιχο των ΗΠΑ του προηγουμένως συνοψισμένου κινεζικού διπλώματος ευρεσιτεχνίας CN110770860B, το οποίο περιγράφει τον ίδιο υβριδικό-πυρήνα του υλικού.
Ι. Περίληψη και Τεχνικό Πεδίο
Η εφεύρεση παρέχει έναν μαγνητικό πυρήνα επαγωγέα και έναν επαγωγέα για την αντιμετώπιση ζητημάτων όπως η ανεπαρκής χρήση χώρου, το μεγάλο μέγεθος ζυγού και ο κίνδυνος πρώιμου κορεσμού σε συμβατικούς επαγωγείς πυρήνα μεταλλικής σκόνης.
Βασική δομή: Ένας μαγνητικός πυρήνας που αποτελείται από διαφορετικά υλικά για βελτιστοποίηση της απόδοσης και του μεγέθους:
Μέση στήλη: Έχει υψηλότερη πυκνότητα μαγνητικής ροής κορεσμού (B1) από τους ζυγούς.
Άνω και κάτω ζυγός: Έχουν χαμηλότερη πυκνότητα μαγνητικής ροής κορεσμού (B2) από τη μεσαία στήλη.
Υψηλές μαγνητικά-Περατά πλευρικές στήλες: Τουλάχιστον δύο πλευρικές στήλες χρησιμοποιούνται για την ολοκλήρωση του μαγνητικού κυκλώματος.
Οφέλη: Ο σχεδιασμός βελτιώνει τη χρήση του ζυγού, επιτυγχάνει μια πιο συμπαγή δομή και απλοποιεί την παραγωγή.
II. Περιγραφή και Διαμόρφωση
Α. Ιστορικό
Οι παραδοσιακοί πυρήνες μεταλλικής σκόνης, που χρησιμοποιούνται σε εφαρμογές υψηλής-συχνότητας, όπως φωτοβολταϊκοί μετατροπείς και ηλεκτρικά οχήματα, είτε χρησιμοποιούν δακτυλιοειδή επαγωγέα (δύσκολο για μαζική παραγωγή) είτε στοιβάζουν πυρήνες μεταλλικής σκόνης σε τετράγωνο σχήμα (στυλ Ε-πυρήνα). Το τελευταίο πάσχει από κακή χρήση του χώρου και έχει κίνδυνο να κορεστεί πρόωρα το υλικό ζυγού.
Β. Λύση και Διαμόρφωση
Η εφεύρεση χρησιμοποιεί ένα υλικό και δομικό υβριδικό σχέδιο:
Βασικά συστατικά:
Μέση στήλη (1): Υλικό υψηλής πυκνότητας ροής κορεσμού, π.χ. πυρήνας μεταλλικής σκόνης (όπως Sendust ή FeSiAl). Εδώ τυλίγεται το πηνίο (5). Ένα προαιρετικό διάκενο αέρα μπορεί να παρέχεται στη μεσαία στήλη.
Ανώτερος ζυγός (2) και κάτω ζυγός (3): Υλικό χαμηλότερης πυκνότητας ροής κορεσμού, π.χ. φερρίτης.
Υψηλής μαγνητικής διαπερατότητας-Πλαϊνές στήλες (4): Τουλάχιστον δύο πλευρικές στήλες είναι διατεταγμένες σε ένα διάστημα μεταξύ των ζυγών, συνδέοντας τα εξωτερικά άκρα τους. Αυτές οι στήλες βοηθούν στη διασπορά της μαγνητικής ροής δημιουργώντας πολλαπλές διαδρομές και είναι κατασκευασμένες από υλικό με μαγνητική διαπερατότητα όχι μικρότερη από 200, όπως φερρίτη ή άμορφο υλικό.
Δομική ολοκλήρωση για την πρόληψη του κορεσμού:
Τα δύο άκρα της μεσαίας στήλης (1) εισάγονται (ή διεισδύουν) στον επάνω ζυγό (2) και στον κάτω ζυγό (3).
Κρίσιμη συνθήκη βάθους εισαγωγής (Αξίωση 1): Η αναλογία του βάθους εισαγωγής (d) προς το πάχος του ζυγού (D), Dd, πρέπει να είναι υψηλότερη ή ίση με B1B1−B2 για να αποφευχθεί ο πρόωρος κορεσμός του υλικού ζυγού φερρίτη χαμηλότερου κορεσμού.
Συναρμολόγηση επαγωγέα:
Ο επαγωγέας περιλαμβάνει ένα πηνίο (5) τυλιγμένο στη μεσαία στήλη (1).
Το άνω και το κάτω άκρο του πηνίου μπορεί να έχουν μονωτικούς ακραίους δακτυλίους για την απομόνωση του πηνίου από τα στοιχεία του πυρήνα.
Ολόκληρο το συγκρότημα πυρήνα μπορεί να εγκλειστεί σε ένα περίβλημα το οποίο είναι γεμάτο με κόλλα για ενσωμάτωση.
Γ. Πλεονεκτήματα
Βελτιωμένη χρήση ζυγού: Η χρήση ενός πυρήνα υψηλού-κορεσμού (μεσαία στήλη) και το βάθος εισαγωγής του στους ζυγούς κατώτερου-κορεσμού αποτρέπουν τον πρώιμο κορεσμό των ζυγών, αξιοποιώντας αποτελεσματικά τον χώρο του πυρήνα.
Συμπαγής δομή: Οι τουλάχιστον δύο πλευρικές στήλες υψηλής-διαπερατότητας κατανέμουν τη μαγνητική ροή, επιτρέποντας τη μείωση του πάχους του ζυγού, με αποτέλεσμα μια πιο συμπαγή συσκευή.
Απλοποιημένη παραγωγή: Ο δομημένος σχεδιασμός διευκολύνει την απλούστερη κατασκευή σε σύγκριση με άλλα υβριδικά ή δακτυλιοειδή σχέδια.
III. Βασικές Αξιώσεις
Αξίωση 1 (Ανεξάρτητη αξίωση): Ένας μαγνητικός πυρήνας επαγωγής, που περιλαμβάνει έναν άνω ζυγό, έναν κάτω ζυγό, μια μεσαία στήλη και τουλάχιστον δύο μαγνητικά-διαπερατές πλευρικές στήλες, που χαρακτηρίζεται από το ότι:
Η μεσαία στήλη είναι τοποθετημένη ανάμεσα στα μεσαία μέρη των ζυγών.
Ένα πηνίο τυλίγεται στη μεσαία στήλη και η πυκνότητα της μαγνητικής ροής κορεσμού της μεσαίας στήλης (B1) είναι υψηλότερη από την πυκνότητα της μαγνητικής ροής κορεσμού κάθε ζυγού (B2).
Οι πλευρικές κολώνες τοποθετούνται μεταξύ των ζυγών, συνδέοντας τις εξωτερικές άκρες τους.
Κρίσιμο: Δύο άκρα της μεσαίας στήλης εισάγονται στους ζυγούς και ο λόγος βάθους εισαγωγής Dd είναι υψηλότερος ή ίσος του B1B1−B2 (όπου d είναι το βάθος εισαγωγής και το D είναι το πάχος του ζυγού).
Αξίωση 2: Ο πυρήνας της αξίωσης 1, όπου τα δύο άκρα της μεσαίας στήλης διεισδύουν μέσω του άνω ζυγού και του κάτω ζυγού.
Αξίωση 3: Ο πυρήνας της αξίωσης 1, όπου η μαγνητική διαπερατότητα κάθε πλευρικής στήλης δεν είναι μικρότερη από 200.
Αξίωση 6: Ο πυρήνας της αξίωσης 1, όπου το υλικό της μεσαίας στήλης είναι ένας πυρήνας μεταλλικής σκόνης και τα υλικά ζυγού είναι φερρίτης.
Αξίωση 12: Ένας επαγωγέας που χρησιμοποιεί τον μαγνητικό πυρήνα του επαγωγέα οποιασδήποτε προηγούμενης αξίωσης, με ένα πηνίο τυλιγμένο στη μεσαία στήλη.
