[发明专利]永磁直流电感器

说明书

技术领域

本发明涉及电感器，更具体而言，涉及芯结构中具有永久磁体且为 直流电应用场合设计的电感器。

背景技术

DC(直流)电感器广泛用作AC(交流)电驱动器的DC传输线中 的无源部件。通常的惯例是使用两个独立的电感器，一个在DC正母线 上，另一个在DC负母线上。这种方式的主要缺陷在于电感器的尺寸和 质量。还有已知的使用单芯电感器的情况，其具有两个缠绕在相同芯上 的绕组，而且每一个绕组应该传输DC正母线上或DC负母线上的电流。 除了上述情况以外，这种单芯电感器由于两个绕组之间的耦合系数非常 高而具有缺陷。如果在DC正母线上发生一些异常现象，那么这些异常 现象会自动地在负母线上有所反应，反之亦然。通常，DC电感器用作 减小AC驱动器的输入侧整流系统的传输线电流中的谐频的滤波器。

在DC电感器中使用永久磁体使得电感器芯的横截面最小化，因而 节省了芯和绕组的材料以及所需空间。永久磁体以这样的方式设置在芯 结构中：即，由永久磁体产生的磁通或磁化作用与能够从缠绕在芯结构 上的线圈获得的磁通或磁化作用反向。线圈和永久磁体的反向磁化作用 使得合成的磁通密度更小，因而能够使得芯中所使用的横截面尺寸更 小。

众所周知，如果对永久磁体施加外部磁场，永久磁体就会被去磁。 为了永久去磁，这种外部磁场必须足够强大且施加与永久磁体反向的磁 化作用。在DC电感器具有永久磁体的情况下，如果将相当大的电流导 过线圈和/或如果芯结构设计得不合适，那么就会发生去磁。会造成去 磁的电流可能是DC电感器连接的设备发生故障的结果。

已知的具有永久磁体的DC电感器是基于这样的芯结构，即，所示 芯结构具有位于芯磁隙内的永久磁体或所述芯结构专门设计为用凸出 结构来保持磁体或磁体被直接附接于专门设计为使用永久磁体的结构 的外表面上。在EP0744757B1中示出一种DC反应器的示例，其中永 久磁体附接于结构的外表面或绕组窗口内部。

已知DC电感器的问题在于将永久磁体附接于芯结构或芯结构内部 很麻烦且不可靠。此外，永久磁体返回磁通需要额外的返回磁轭。永磁 部件还非常易碎，而且不能经受机械冲击。进一步的，在具有永久磁体 的现有电感器中一个芯结构提供的感应系数不容易更改。这是因为如果 永久磁体的尺寸需要更改，那么整个电感器芯结构或至少部分芯结构就 需要更改。

发明内容

本发明的目的是提供一种永磁DC电感器以解决上述问题。本发明 的目的是具有独立权利要求所述特征的永磁DC电感器来实现的。从属 权利要求中公开了本发明的优选实施方式。

本发明基于的理念是通过将一个或多个永久磁体放置在结构之间 而由两个完整且独立的电感器形成一体式永磁双芯DC电感器。同时安 置在独立的芯结构外部的永久磁体提供了两个个体电感器之间的磁耦 合和物理耦合。当永磁部件设置在独立的芯结构之间时，个体电感器结 构一起构成通过永久磁体所得到的磁化作用的完整磁路。因此永久磁体 工作为与个体电感器的线圈得到的磁化作用反向，从而实现了使用永久 磁体的优点。此外，与EP0744757B1和JP2007123596中作为示例的个 体永磁电感器的情况下相比，需要正常工作的永久磁体的数量减少至少 一半。

由于将一个或多个永久磁体放置在个体电感器之间，所以它们还免 受机械冲击。通过使用根据本发明实施方式的永久磁体保持架还能够对 此进一步改进，所述永久磁体保持架能够用于完全遮掩永久磁体。因此 实现了免受外部物理冲击的根本性保护。另外，永久磁体保护架确保芯 之间的永久磁体的精确定位。而且，永久磁体和整个一体式电感器很容 易组装，原因为磁体是简单地放置在大体平坦的表面上的。

更进一步的，本发明允许通过更改个体电感器内的磁隙、个体电感 器之间的磁隙、通过放置永久磁体而形成的个体电感器之间的磁隙、或 者通过更改永久磁体的尺寸来轻松地获得不同的感应系数。

附图说明

下文中，借助参照附图的优选实施方式对本发明进行更详细的描 述，其中：

图1、2、3、4和5示出了本发明的实施方式；并且

图6示出了永久磁体保持架。

具体实施方式