[发明专利]电感器组件

说明书

本发明涉及到电气装置中的线圈，特别是涉及到各变压器和电感器中的线圈。

各功率逆变器，电力变换器和包括电感器或变压器等类似的装置，在它们的线圈中都必须流过大电流。这些装置的尺寸和重量取决于电流流动而产生热的散热能力。大电流电感器是由单层线圈制造的，这些线圈被放置在某些冷却介质例如空气或油中。为改善冷却，线圈的各个线匝被间隔开以便冷却剂能到达除了线匝外侧外每匝的各边，即便对具有间隔匝的单层线圈，这些装置也可能意味着对逆变器或变换器的总重量有大的百分比率。

所以希望生产具有改善散热性能的线圈，并使它们比先有技术的线圈在同样电流负载情况下，尺寸更小和重量更轻。

根据本发明电感器组件的构成包括电磁铁芯和线圈，这些线圈具有许多导体线匝围绕着铁芯柱。这些导体与铁芯是绝缘的，每一线匝包括位于铁芯窗口内的第一部分;每一线匝的第二部分是被间隔开的，因此在第二部分之间允许冷却介质的活动。线匝的第一部分每单位长度表面积小于线匝的第二部分每单位长度表面积。

因为线匝的第二部分包括一个相对大的表面积，这些部分能够暴露于冷却介质中以改善散热性能。同时线匝穿过铁芯中的部分能够被制造的较小，因此可通过减小铁芯所需窗口面积从而减小铁芯的尺寸。本发明中所利用的线圈可用众所周知的金属片技术来制造。

通过下面较佳实施例的叙述，本发明将更容易明白。在附图中仅举例示出。其中：

图1和图2是先有技术电感器组件的顶礼和端视图。

图3、图4和图5是根据本发明的较佳实施例，电感器组件项边和端视图。

图6是根据本发明较佳实施例的线圈一线匝导体的平面图。

通过对示于图1和图2中先有技术电感器组件的比较，对本发明能够更容易理解。组件10包括三个线圈12，14和16，线圈是单层而围绕着叠片磁铁芯18各分开的铁芯柱，线圈的每个部分通过铁芯中的窗口20和22，母线板24，26和28提供电的连接到相应电力装置的电路中，根据图2中的说明，线圈12包括许多具有矩形截面导体的线匝，这些线匝被间隔开，以便冷却介质够能接触每匝的各边和外侧面。

在图3，图4和图5中示出本发明改善了电感器组件的散热性能，它是通过至少增加某些线圈线匝接触到冷却介质中去的表面积部分来实现的。图3是电感器组件的顶视图，其结构三相运行，具有三个铁芯柱的线圈32，34和36，绝缘套筒40，42和44环绕着铁芯柱使线圈导体与铁芯绝缘。线圈32的每一线匝包括延伸通过铁芯中窗口46的第一部分43;第二部分48位于铁芯窗口的外边并且具有比第一部分单位长度较大的表面积。每匝的第二部分可以处在电力装置中的关键位置例如冷却介质空气或油流动的地方。

线圈34的线匝包括通过窗口46的第一部分50和第二部分52，同样地，线圈36的线匝包括通过铁芯38中的窗口56的第一部分54和第二部分58。线圈32，34和36的各个线匝通常分别通过直板构件60，62和64被互相串联连接。母线板66，68和70被用于线圈连接到外部电路。

线圈各个线匝的相互连接方法示于图4中。通常直板构件60从近似为U形构件72的一端延伸到第二个近似为U形构件74的一端。U形构件的各端和直板构件是通过焊接或铜焊进行连接以形成结点76和78。这种装配技术被用于组件的每个线圈，对于线圈32更进一步的图解说明，其中：通常直板构件80在结点84处被铜焊或焊接连接到近似为U形构件82的一端。母线板86，88和90分别提供线圈32，34和36与外部电路相连接。

图5的端视图示出电感器组件安装在外壳92中的一部分，它形成一个冷却剂通道94。线圈32线匝的扩大部分48延伸进入冷却剂通道并且被间隔张开，用于改善在通道中冷却介质和线圈之间的热传递。

本发明中的电感器组件较佳实施例中线圈利用金属片技术来制造是独特的。图6示出一匝线圈的平面视图，每一匝是由一个近似U形部分96和一个近似为直线板或I形板98形成。U形构件的端头和I形板的端头都是铸造的以保证正确的装配。这种铸造加工使得在U形构件96的腿104和106的端头100和102上产生一个凹入的面积，来支撑I形构件98的各端头。U形构件和I形构件的端头被铜焊或焊接在一起形成每一匝。U形构件一条腿的一个端头被连接到I形构件的一端;U形构件的另一条腿的一个端头被连接到另一个I形构件上。