[实用新型]一种多相功率变流器用磁性装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及电力电子技术领域中的变流器，尤其涉及一种多相功率变流器用磁性装置。

背景技术

电磁器件在多相功率变流器中发挥着重要作用，其包括线圈和磁芯，它可以将变流器输出的电流、电压进行均分，并将电流纹波过滤掉。在设计电磁器件时，往往要求尽量减少金属部件的发热量，进而得到具有较为理想的电气输出特性的电磁器件。

图1举例说明了常规电磁器件的结构原理，在运行过程中，磁性器件会产生磁通路径16和漏磁通路径18。磁通反应了线圈14A/14B之间的耦合作用；漏磁通反应了线圈14A/14B之间的非耦合作用。漏磁通延伸至磁芯12外部，并一直延伸到磁性器件周围空间。对于典型的DC/DC变流器而言，漏磁通在大多情况不会产生不良影响。然而，对于交流功率变流器，特别是用于风力、太阳能、潮汐发电的大功率交流变流器来说，漏磁通产生的电磁场为交流电磁场，其会引起变流器周围的金属结构发热。同时交流漏磁通磁场还可能与附近其他磁场(如线缆产生的磁场)耦合，从而造成有害的影响。

发明内容

本实用新型旨在解决现有技术的不足，而提供一种多相功率变流器用磁性装置。

本实用新型为实现上述目的，采用以下技术方案：一种多相功率变流器用磁性装置，包括磁芯和N个半桥开关单元，每个半桥开关单元设有一个开关单元输出端，所述磁芯包括N个与开关单元输出端一一对应的分支磁芯，每个分支磁芯上缠绕有一个电抗绕组，每个电抗绕组包括一个初级线圈绕组和一个次级线圈绕组，初级线圈绕组和次级线圈绕组之间有缝隙，每个电抗绕组的输出端都以电连接方式连接在一个公共的输出节点上，从第一个电抗绕组开始，每个电抗绕组中的初级线圈绕组与相邻的下一个电抗绕组中的次级线圈绕组串联，最后一个电抗绕组中的初级线圈绕组与第一个电抗绕组中的次级线圈绕组串联，一个电抗绕组中的初级线圈绕组与相邻的下一个电抗绕组中的次级线圈绕组串联后构成一个双绕组，每个双绕组的一端与一个开关单元输出端进行电连接，另一端与其他双绕组以电连接方式连接，所述N为大于1的自然数。

所述半桥开关单元包括两个开关、两个二极管、一个电容器和一个开关单元输出端，每个开关与一个二极管并联，两个开关串联后与电容器并联，开关单元输出端设于两个开关之间，两个开关的通断状态相反。

每个电抗绕组中的初级线圈绕组与次级线圈绕组的匝数比为1:1。

每个电抗绕组中的初级线圈绕组与次级线圈绕组的间距小于电抗绕组直径的5％。

每个电抗绕组中的初级线圈绕组与次级线圈绕组的间距小于3mm。

每个电抗绕组中的初级线圈绕组与次级线圈绕组的间距小于1.5mm。

每个电抗绕组中的初级线圈绕组与次级线圈绕组的面积小于电抗绕组面积的1/10。

磁芯从中间分为上下两部分，上下两部分之间的间隙为空气间隙，空气间隙中填充有无磁性、不导电的填充物，空气间隙的宽度为0.05mm～0.5mm。

本实用新型的有益效果是：本实用新型产生的漏磁通量很少，散出磁芯外的漏磁通很少，从而使得漏磁通在周边的导磁部件上产生热量也很小，并且对周边的其他磁性器件和线缆的影响也很小；N为大于1的自然数，可应用于多个开关单元输出端的场合。

附图说明

图1为常规电磁器件的结构原理图；

图2为实施例一的电路原理图；

图3为实施例二的电路原理图(未显示半桥开关单元)；

图4为实施例一中的磁芯及励磁磁通路径示意图；

图5为实施例一中的磁芯及漏磁磁通路径示意图；

以下将结合本实用新型的实施例参照附图进行详细叙述。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：

实施例一一种多相功率变流器用磁性装置