[发明专利]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

说明书

技术领域

本发明涉及电力电子领域，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。

背景技术

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10kW AC/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发明所存在的根本问题，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。

发明内容

为了消除这些劣势中的至少一些，本发明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；