包括覆盖磁芯构件的同一部分的第一线圈绕组和第二线圈绕组的绕成线圈的电力装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种绕成线圈的电力装置，其包括磁芯(4)，所述磁芯包括相互平行的第一支腿(J1)和第二支腿(J2)，所述装置包括第一线圈(B1)和第二线圈(B2)，以便在线圈(B1，B2)之间产生交互电感。所述第一线圈(B1)包括绕第一支腿(J1)的导线构成的第一绕组(E1)和绕第二支腿(J2)的导线构成的第二绕组(E2)，第二线圈(B2)包括绕第二支腿(J2)的导线构成的至少一个第三绕组(E3)和绕第一支腿(J1)的导线构成的第四绕组(E4)，第一绕组(E1)和第四绕组(E4)覆盖第一支腿(J1)的相同部分，以便限制绕成线圈的电力装置的漏电感。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包括覆盖磁芯构件的同一部分的第一线圈绕组和第二线圈绕组的绕成线圈的电力装置
本专利技术涉及电力电子领域，更加特别地涉及例如在相间电抗器或者变压器中使用的耦合线圈。
技术介绍
通常，使用AC/DC转换器将交流电压转换成直流电压是公知的。参照图1，在这些AC/DC转换器中存在例如二极管整流器10，称作“十二波”二极管整流器，所述二极管整流器通常包括变压器11、两个二极管电桥12和两个相间电抗器13。在此提醒，如图1所示，相间电抗器13允许产生离开二极管电桥12的平均电压。这种类型的AC/DC转换器例如用作不间断电源，以便控制致动器并且由此使得飞机的部件(襟翼、机舱部件)运动。更加具体地，参照图2至图4，相间电抗器13通常包括两个线圈B1、B2，所述两个线圈串联并且耦合在一起，以便产生如图2所示的交互电感M相间电抗器13通常包括磁芯4，所述磁芯限定了第一支腿J1和第二支腿J2，所述第一支腿和所述第二支腿相互平行。磁芯4闭合，以便引导如用图4中的箭头表示的位于其中的磁通。第一线圈B1包括绕第一支腿J1的导线构成的第一绕组，所述导线通常由铜或者铝制成，所述第一绕组的第一端部形成第一输入端P1。第二线圈B2包括绕第二支腿J2的导线构成的第二绕组，所述第二绕组的第一端部形成第二输入端P2。线圈B1、B2的两个端部通常连接在一起形成输出端S。换言之，每条支腿J1、J2均包括如图5所示的单个线圈B1、B2的绕组。因此，当将两个电压分别施加到相间电抗器13的输入端P1、P2时，在线圈B1、B2具有相同值的情况下，输出端S产生平均电压。在实践中，如图6所示，在存在漏电感Lf的情况下，每个线圈B1、B2串联模制在理想的电感器L1’、L2’上，所述漏电感Lf对应于磁场线的泄露。例如，当相间电抗器13应用在航空领域中的由115VAC网路供应电力的10kWAC/DC转换器中时，每个相间电抗器13在低频条件下均具有大约7mH的等效电感Le，所述低频如图7所述低至大约100kHz。这种类型的相间电抗器13满足AC/DC转换器的这个示例的规格。通常，在相间电抗器13的介于DC和1MHz之间的操作范围内，如图8所示，实现基本为定值且等于120μH的漏电感Lf/2。如果高于1MHz，则漏电感Lf开始与相间电抗器13的杂散电容共振，然后，漏电感Lf显著减小。换言之，漏电感Lf在高于构成阈值频率Fs的1MHz时消失。对于相间电抗器13，当前存在的漏电感Lf具有若干劣势。首先，其在低频条件下的值升高(大约120μH至1kHz)，这能够导致：由于与图13中的C总线电容耦联而产生的共振现象，AC/DC转换器在连接到DC总线的情况中变得不稳定。在高频条件下，漏电感Lf使得能限制因电磁干扰现象而向供电网注入电流。在本示例中，这种功能被确保到1MHz的阈值频率Fs。超过这个阈值频率Fs，漏电感Lf消失，这对供电网造成影响，并且在没有设置额外部件的前提下，AC/DC转换器不符合不同模式传导辐射的标准。为了限制对低频的共振，已知高值电容器或者电阻器应当与相间电抗器13相组合。然而，添加电容器显著增加了AC/DC转换器的整体尺寸，这在航空领域(其中，重量和尺寸是永久性约束)是不可行的。添加电阻器还具有因焦耳加热增加能耗的劣势，这也是不理想的。最后，添加电阻器或者电容器增加了AC/DC转换器的制造成本，这同样是劣势。实践中，为了不因漏电感Lf而引起事故，通常针对AC/DC转换器施以严格的使用限制，当设计需要这种转换器的复杂电子系统时这成为劣势。已经就相间电抗器陈述了本专利技术所存在的根本问题，但是其更加一般地涉及任何包括两个耦合线圈的绕成线圈的装置，例如，变压器，旨在限制因漏电感导致产生生的不利后果。
技术实现思路
为了消除这些劣势中的至少一些，本专利技术涉及一种包括磁芯的绕成线圈的电力装置，所述磁芯具有至少一个第一支腿和第二支腿，所述第一支腿和第二支腿相互平行，所述装置包括第一线圈和第二线圈，以便在线圈之间产生交互电感，所述装置的特征在于：－第一线圈包括绕第一支腿的导线构成的第一绕组和绕第二支腿的导线构成的第二绕组，所述第二绕组连接到第一绕组，所述第一绕组的自由端部形成第一输入端而第二绕组的自由端部形成输出端；－第二线圈包括绕第二支腿的导线构成的第三绕组和绕第一支腿的导线构成的第四绕组，所述第四绕组连接到第三绕组，所述第三绕组的自由端部形成第二输入端而第四绕组的自由端部连接到输出端；－第一绕组和第四绕组覆盖第一支腿的相同部分，以便限制绕成线圈的电力装置的漏电感。－并且其中，每个绕组均包括至少两层线匝，绕第一支腿所述第一绕组的层与第四绕组的层交替。由于单个线圈的绕组绕两条支腿的分布并且由于覆盖不同线圈的线匝，因此在低频条件下的线圈之间的漏电感的值得以显著降低。而且，这种绕组的布置方案允许减小线圈的杂散电容，这使得阈值频率移动向高频并且限制了电流注入到装置连接的供电网。除了提高卷成线圈的装置的性能之外，并未改变其尺寸和重量，这是有利的。而且，不必借助电容器或者补充电阻器来吸收漏电感和C总线电容之间的共振，由此限制了成本。优选地，第二绕组和第三绕组覆盖第二支腿的相同部分，以便限制绕成线圈的电力装置的漏电感。因此，以全面和均衡的方式限制漏电感。优选地，每个绕组均包括相同匝数的线匝，由此允许不同绕组的线匝成对重叠，用于最佳限制漏电感。优选地，每个绕组的导线均具有相同的直径并且由相同的材料制成。根据本专利技术的优选方面，每个绕组均包括由上层覆盖的下层，每个绕组均包括至少一层线匝，第一支腿包括由上层覆盖的下层。因此，由线匝的其它层拾获线匝层中的一层的漏磁场线。优选地，第一支腿包括由第四绕组的上层线匝覆盖的第一绕组的下层线匝，并且第二支腿包括由第二绕组的上层线匝覆盖的第三绕组的下层线匝。因此，每个线圈均包括下层和上层，这确保线圈的性能得以平衡。这种性能对于将绕成线圈的装置用作相间电抗器以例如平均两个电压是有利的。优选地，第一线圈的导线的长度等于第二线圈的导线的长度，使得每个线圈均具有相同的电阻，这在线圈用作相间电抗器时有助于促进平衡性能。根据本专利技术的特征，在每个绕组均包括至少两层线匝的情况下，第一绕组的层绕第一支腿与第四绕组的层交替，以便有助于线圈之间的相互作用并且限制漏电感。优选地，磁芯封闭并且优选地由两个邻接C状元件或者两个邻接E状元件构成。因此，绕组能够分布在磁芯的两个或者三个分支上。本专利技术还涉及一种AC/DC转换器，其包括如上文所述用于实施相间电抗器的功能的至少一个装置。本专利技术还涉及包括如上所述的至少一个装置的电压互感器。附图说明阅读以下描述(仅以示例方式给出)并且参照附图将更好地理解本专利技术，其中：图1是AC/DC转换器(已经讨论)的功能示意图；图2是相间电抗器(已经讨论)的功能示意图；图3示出了相间电抗器(已经讨论)；图4是相间电抗器(已经讨论)的示意图；图5是根据现有技术的相间电抗器(已经讨论)的线匝的绕组的示意图；图6是具有其漏电感(已经讨论)的相间电抗器的功能示意图；图7示出了根据运行频率(已经讨论)的相间电抗器的等效电感的变化趋势；图8示出了根据运行频率(已经讨论)的相间电抗器的漏电感的变化趋势；图9是根据本专利技术的相间电抗器的示意图；图10是图9中的相间电抗器的功能本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种绕成线圈的电力装置(3)，其包括磁芯(4)，所述磁芯至少包括相互平行的第一支腿(J1)和第二支腿(J2)，所述装置包括第一线圈(B1)和第二线圈(B2)，以便在所述线圈(B1，B2)之间产生交互电感(M)，所述装置的特征在于：－所述第一线圈(B1)包括绕所述第一支腿(J1)的导线构成的至少一个第一绕组(E1)和绕所述第二支腿(J2)的导线构成的至少一个第二绕组(E2)，所述第二绕组连接到所述第一绕组(E1)，所述第一绕组(E1)的自由端部形成第一输入端(P1)，而所述第二绕组(E2)的自由端部形成输出端(S)；－所述第二线圈(B2)包括绕所述第二支腿(J2)的导线构成的至少一个第三绕组(E3)和绕所述第一支腿(J1)的导线构成的至少一个第四绕组(E4)，所述第四绕组连接到所述第三绕组(E3)，所述第三绕组(E3)的自由端部形成第二输入端(P2)，而所述第四绕组(E4)的自由端部连接到所述输出端(S)；－所述第一绕组(E1)和所述第四绕组(E4)覆盖所述第一支腿(J1)的相同部分，以便限制所述绕成线圈的电力装置(3)的漏电感(Lf)，并且其特征在于每个绕组(E1－E4)均包括至少两层线匝，在所述第一支腿(J1)上，所述第一绕组(E1)的层与所述第四绕组(E4)的层交替。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.08.23 FR 12579471.一种绕成线圈的电力装置(3)，其包括磁芯(4)，所述磁芯(4)至少包括相互平行的第一支腿(J1)和第二支腿(J2)，所述绕成线圈的电力装置(3)包括第一线圈(B1)和第二线圈(B2)，以便在所述第一线圈(B1)和所述第二线圈(B2)之间产生交互电感(M)，所述绕成线圈的电力装置(3)的特征在于：－所述第一线圈(B1)包括绕所述第一支腿(J1)的导线构成的至少一个第一绕组(E1)和绕所述第二支腿(J2)的导线构成的至少一个第二绕组(E2)，所述第二绕组(E2)连接到所述第一绕组(E1)，所述第一绕组(E1)的自由端部形成第一输入端(P1)，而所述第二绕组(E2)的自由端部形成输出端(S)；－所述第二线圈(B2)包括绕所述第二支腿(J2)的导线构成的至少一个第三绕组(E3)和绕所述第一支腿(J1)的导线构成的至少一个第四绕组(E4)，所述第四绕组(E4)连接到所述第三绕组(E3)，所述第三绕组(E3)的自由端部形成第二输入端(P2)，而所述第四绕组(E4)的自由端部连接到所述输出端(S)；－所述第一绕组(E1)和所述第四绕组(E4)覆盖所述第一支腿(J1)的相同部分，以便限制所述绕成线圈的电力装置(3)的漏电感(Lf)，并且每个绕组(E1－E4)均包括至少两层线匝，在所述第一支腿(J1...

【专利技术属性】
技术研发人员：赫夫·索瑞尔，弗雷德里克·布里泽，
申请(专利权)人：雷比诺电力系统，
类型：发明
国别省市：法国;FR