CN101884075B - 用于制造磁芯的方法和磁芯 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电感部件和电能滤波器的制造。特别地,本发明涉及大型磁芯件的制造。磁芯由至少一组大体上相同的构件(1)组成,所述构件由粉末材料压制而成。构件被装配成使得它们避免沿至少一个方向相对彼此移动。
Description
技术领域
本发明涉及用于制造磁芯的方法以及磁芯。
背景技术
本发明涉及电感部件和电能滤波器的制造。具体地,本发明涉及大型磁芯件的制造。例如扼流器和变压器的电感部件被用于储存能量(扼流器)和利用磁场在电隔离上进行能量传递(变压器)。电感部件包括线圈和芯部,其中可以具有一或多个,并且彼此直接接触。施加给线圈的电压在芯部中生成能够储存能量的变化磁场。施加给线圈的电压使线圈本身产生电压(自感)并且使与同一芯部相连的其它所谓的次级线圈产生电压,在这种情况下,能量可以从初级线圈传递给次级线圈。其中,变压器用铁板、铁粉、铁氧体和非晶体金属用作电感部件中的芯部材料。其中,铜线、铝线、电路板、箔用作电感部件的线圈。另外,电感部件可以与其它部件,例如电阻器和电容器以及开关部件整合以获得例如滤波器。
目前,对于每个应用对象和电流值来说,电感部件和滤波器单独设计和制造。例如,当变压器和扼流器由叠层铁芯制成时,每个部件尺寸必须具有为其尺寸特别设计的模冲铁芯片,即,具有相同单个尺寸的模冲铁芯片。因此,为了制造例如1-1000A滤波器族,需要大量不同的芯片,在这种情况下,安排生产后勤变得复杂,因为产品中具有大量不同的零件。因此,难以同时管理电感部件的生产过程,其具有小、中和大电流值,即,具有小、中和大电感部件。
当希望更有效地制造磁芯时,尤其重要的是通过压制和烧结方法,即,通过粉末冶金由磁粉制造磁芯;这些芯部机械强度高,几何细节可以有效地将其连接在一起。根据所用模具,这类粉末芯部实际上可以具有任意形状。然而,通常来讲,当模具从上侧向下挤压粉末和从下侧向上挤压粉末时,只使用一维,例如竖向压缩,因此,所形成的磁芯可以简单地通过利用模具的另一半进行推动而从模具中取出。通过粉末压制制造而成的磁芯的尺寸受限于压力机的最大加压面积,其根据压力机的最大压力输出确定。典型地,压力可以为例如500吨,最大的压力机可以具有例如1000吨的压力。
小和中等磁芯由粉末通过压制制成,但是本方法不适用于制造最大的芯部,例如1000A电流所需的扼流圈芯部。
通常来讲,已知的粉末芯部制造方法限制可以获得的磁芯尺寸。
发明内容
本发明的目的在于改进电感部件芯部的制造和性能以及获得有利且可靠的磁芯。本发明的目的还在于获得尽可能小地降低涡流不利影响的磁芯。
根据本发明的一个方面,提供一种通过压制将粉末材料制造成磁芯件的方法,至少执行下列步骤以制造磁芯件的芯部:由粉末原材料压制形成至少一组大体上相同的构件;在每个构件上形成至少一个配对表面;当芯部正在装配时,将至少两个构件中的每一个的至少一个配对表面调节成彼此抵靠;所述磁芯件包括由所述构件构建而成的竖向极杆和水平柱;线圈围绕以这种方式装配的至少一个芯部组件即所述磁芯件的竖向极杆缠绕;所述构件采用紧固螺钉被压制在一起,所述紧固螺钉穿入所述构件的附接狭槽或孔中。
根据本发明的另一方面,提供一种由粉末材料压制而成的磁芯件,该磁芯件的芯部由多个部件制造而成,所述部件具有至少两维和与所述至少两维垂直的第三维,这些维限制所述部件的大小和形状,其中:所述芯部至少由一个部件组成,所述部件具有由粉末材料压成特定模块大小和形状的一个或多个构件;所述磁芯件包括由所述构件构建而成的竖向极杆和水平柱;每个构件具有用于设置在所述构件的顶部上、所述构件的下面或紧挨着所述构件设置的至少一个配对表面;所述配对表面具有防止设置在构件的顶部上、构件的下面或紧挨着构件设置的构件沿至少一个方向移动的元件;所述构件采用紧固螺钉被压制在一起,所述紧固螺钉穿入所述构件的附接狭槽或孔中。
根据本发明的步骤可用于有效且灵活地利用有效加压能力制造不同类型的磁芯件和由其组成的电感部件。其它优点在于芯部中涡流的不利影响非常小。另外,有可能使生产后勤变得简单,不同类型的附加特征可以容易地适应于被制造的部件。还可以容易地使根据所述步骤的制造方法自动进行。
在主要实施例中,磁芯由具有矩形棱柱形状和具有附接元件的部件制造而成。在第二实施例中,磁芯由具有附接元件的六角形部件制造而成。在第三实施例中,磁芯由不具有特定附接元件的例如圆柱形或矩形部件制造而成。
附图说明
下面参考附图利用实施例的多个实例对本发明进行了详细描述,其中:
图1显示了扼流器的简化和示意性对角顶视图,所述扼流器至少由圆柱形组件、线圈和由矩形构件构成的组件组成,
图2显示了根据本发明的磁芯件的对角顶视图,
图3显示了根据本发明的另一磁芯件的对角顶视图,
图4显示了根据本发明的第三磁芯件的对角顶视图,
图5显示了根据本发明的又一磁芯件的对角顶视图,
图6显示了由根据本发明的构件组成的组件的对角顶视图,
图7显示了由根据本发明的构件组成的另一组件的对角顶视图,
图8显示了由根据本发明的构件组成的第三组件的对角顶视图,
图9显示了根据本发明的构件的对角顶视图,具有放置在所述构件中的附接元件,
图10显示了根据本发明的六边形构件的对角顶视图,
图11显示了由六边形构件组成的组件的对角顶视图,
图12显示了扁平构件和高构件以及由它们组成的连续组件的对角顶视图,
图13显示了六角形构件的对角顶视图,其具有沿与腔室相同的竖向线的悬臂,
图14显示了具有孔,即位于其上的附接狭槽的构件的对角顶视图,
图15a显示了用于制造磁芯组件的方法的简化和示意性端视图,
图15b显示了用于制造磁芯组件的另一方法的简化和示意性端视图,
图16显示了根据本发明的扼流器的最重要构件的简化和示意性侧视图,
图17显示了由根据本发明的扼流器构件装配而成的扼流器的简化和示意性侧视图,
图18显示了根据本发明的扼流器的机械结构加固件的简化和示意性侧视和前视图,
图19显示了根据本发明的扼流器的液体冷却实施方案的简化和示意性侧视图,
图20显示了用于给热交换器制槽的根据本发明的解决方案的简化和示意性侧视图,
图21显示了由金属粉末制造根据本发明的芯部叠层结构的方法的简化和示意性侧视图,
图22显示了在扼流器的水平柱通道内实现液体冷却的方法的简化和示意性侧视图,
图23显示了在扼流器的绝缘件中实现液体冷却的方法的简化和示意性顶视图,
图24显示了在芯部绕组中实现液体冷却的方法的简化和示意性侧视图,
图25显示了根据图23制造的冷却结构的简化和示意性顶视图,
图26显示了线圈的初始制造阶段的简化和示意性对角顶视图,
图27显示了根据图25的线圈的随后制造阶段的简化和示意性对角顶视图,
图28显示了根据图25和26所示方法制造的线圈结构的简化和示意性对角顶视图,
图29显示了根据图25-27所示方法制造的扼流器的简化和示意性对角顶视图,和
图30显示了用于冷却线圈、多个线圈、电容器或者整个扼流器或滤波器的可选方法的简化和示意性顶视图。
具体实施方式
图1以示意和简化方式显示了扼流器11,所述扼流器由圆柱形子组件12组成,所述子组件由圆柱形构件1构成,并且所述子组件在这种情况下形成扼流器芯部的竖向极杆。构件1不必具有任何特定的附接元件。圆柱形构件1可以通过粘合或者例如通过将细管放在它们周围而彼此附接。另外,芯部的磁路利用由矩形构件1构成的矩形子组件13从顶部和底部封闭,所述子组件13不具有任何特定的附加构件。圆柱形和矩形构件共同形成子组件12和13,进一步共同形成根据本发明的芯部组件,即,芯件。
三相扼流器11还具有线圈14,然而,为清楚起见,在最外面的竖向组件12的顶部上没有画出所述线圈14。通过在位于扼流器的线圈14内的部件中使用圆柱形构件1,线圈14的长度可以最小化,因为在比较某一表面积的周长时,圆形具有最小周长。矩形构件1用作顶部和底部部件13是有效的,因为,扼流器11在尺寸和形状方面变得紧凑。构件1通常使用例如矩形和圆柱形的基本形状,因为它们可从市场购得并且不必制造用于它们的特定压力机。线圈14也可以位于竖向组件即竖向极杆的顶部上,所述极杆由矩形构件1制成。
在图1的简化形式中,作为芯部顶柱的矩形组件13显示为与圆柱形竖向组件12,即,竖向极杆分离。另外,在间隙中不存在扼流器中需要的绝缘体。相应地,在扼流器11的底柱13的顶部上具有绝缘体15,其使水平组件13与竖向组件12绝缘。术语″水平″和″竖向″在这里只是指根据附图的示例性结构。实际上,所述结构也可以朝向其他方向。
如上所述的构件1可以利用铆接、旋接、螺栓连接、粘接或其它已知的连接方法,以及适当的机械公差设计,调节构件温度而连接在一起,从而可以在部件之间利用它们的热膨胀实现形状锁定和各种焊接接头。例如,瞬时强局部电流可以传导至构件的连接点,所述电流将连接点瞬间加热至熔点,从而当连接点冷却时在构件之间形成固定接点。当使用附接元件时,它们还可以加到线圈14中,线圈通过该元件附接到组件的其余部分上。
图2和3显示了最简单的构件1,其例如为图2所示的矩形构件和图3所示的圆柱形构件。每种构件类型具有至少一个配对表面1a,其调节成抵靠在另一构件1的对应的配对表面1a上,所述另一构件在制造子组件12、13时紧挨着放置在第一构件的顶部上和/或下面。矩形构件可以具有至多六个配对表面1a,圆柱形构件可以具有至多两个配对表面1a,其同时为圆柱形构件的端面。
图4显示了由磁粉压制而成的磁芯构件1,所述构件在其不同的侧面上具有一或多个悬臂式紧固件2和作为配对表面的腔室式凹槽紧固件3。悬臂紧固件2和凹槽紧固件3起到配对表面的作用并且在将构件1连接在一起时与由基本类似构件1构成的其它相应结构连接在一起。因此,形成的芯部子组件至少水平地固定在一起。
图5显示了由磁粉压制而成的磁芯构件1,所述构件在其相同的侧面上也具有至少一个悬臂式紧固件2和作为配对表面的腔室式凹槽紧固件3。在将构件1连接在一起时,这种结构在一定程度上还防止构件1之间的相对竖向移动。
有效地是使用所谓的烧结金属材料作为磁芯材料。它以压缩和烧结金属粉末为基础。烧结金属材料可以压制成希望的形状,并且所制成的形状甚至可以是非常复杂的,在该情况下,例如,电力电子器件、冷却肋片和液体冷却易于整合到构件自身,即,模块。因此,扼流器/电感部件本身作为冷却元件。可选的磁芯材料是铁粉,其由压制磁粉组成。
图6显示了通过将根据本发明的构件1连接在一起形成的芯部组件4,所述组件具有底面处于相同水平面上的多个构件1和处于较高位置的一个构件1。通过将多个构件1在适当的位置连接到一起,可以获得这样的结构,其中,可以防止相对水平移动,并且构件1不能完全自由地竖向滑动和彼此重叠。这使组件装配变得容易,使结构更加稳固。例如,根据图5的构件1以这样的方式连接在一起,使得它们布置在彼此相同的水平面上。作为代替,根据图5位于右侧边缘处的构件1与位于中间的构件1相连,使得它们保持一半处于偏离平面上,在这种情况下,形成向上突出的组件4,其下留有空间。当芯部由多个构件1装配而成时,可以有效减小涡流的不利影响。
在图7中,顶板5放置在组件顶部上。它可以用于例如连接附加的机械构件或者它可以保持在结构内以起到例如空气间隙的作用。在图7和8中,顶板5在装配完成时牢固保持在压缩组件内。在组件侧面还具有滑动到其适当位置处的侧部挡板6,所述挡板附接到构件1的悬臂上。其它附加构件可以附接到侧部挡板上,或者侧部挡板出于美观考虑设置于此。利用侧部挡板,结构还可以竖向地固定在一起。
图8显示了在由构件1装配成的组件另一侧上具有放入特定凹口中的侧板7。它在组件完成装配时牢固保持在压缩组件内,并且其它附加构件可以附接于其上。
图9显示了具有附接于其上的附接件8即紧固件的构件。紧固件接触构件1的内腔,从而获得紧密挤压在一起的不同构件1。因此,构件1通过爪状卡子彼此固定在一起,或者可选地,构件利用螺钉或其它已知方法,例如涂漆、粘接、压缩或焊接彼此压紧。
图10显示了六角形构件1,该构件在其侧面上还具有起到用于附接的凹痕和配对表面的腔室3和悬臂2。这种构件是有效的,因为这种方似乎使其结构变得非常稳定。相应地,图11显示了由六角形构件组成的组件。
图12显示了扁平的六角形构件1和高六角形构件9,以及由这两个构件组成的连续组件4,其中,六角形构件彼此叠置在其上并且并排排列。附图显示了希望的组件如何利用扁平六角形构件1和高六角形构件9水平地及竖向地装配而成。
图13显示了六角形构件1,其具有沿与腔室相同的竖向线的悬臂2。悬臂2的目的是利用其配对表面防止将要紧挨着附接到其上的相应构件的自由竖向滑移。
图14显示了具有孔10,即附接狭槽的构件1。这种孔可以使用螺栓、螺钉、螺旋杆、杆或其它类似的公知附接方法将构件和组件连接到一起。
另外,因为有可能在组件中的构件之间的适当位置处留有用于空气或液体循环的微小间隙,有可能使由这些构件组成的扼流器的总冷却表面积明显大于相应的传统扼流器,在这种情况下,有可能在设计阶段分别使用更高的电流密度和耗散功率密度,从而降低构件的成本。另一种使冷却更为有效的选择是在组件中使用特定的冷却模块。这些可以是例如液体冷却、珀耳帖效应(Peltier)冷却或相变冷却。然而,例如液体冷却通道的冷却结构可以直接整合到构件上。举例来说,例如冷却肋片和液体冷却通道的各种冷却结构可以设计为构件。除了或代替冷却模块,添加到构件中的模块还可以是电容器模块或电子设备模块,尤其是包括电力电子连接件的模块。这种特定的结构模块(具有除形成磁芯外的一些其它功能)称作非磁性构件。尤其在考虑附接元件时,它们可以制成与磁性部件类似的形状,在这种情况下,它们与磁性部件形成连续的结构。
图15a和15b显示了制造磁芯或芯部组件的两种不同方式。因此,芯部组件4例如通过将构件1(其由粉末压制而成并且由绝缘颗粒组成)装配成捆而制成,其中,天然形成或特意制成的绝缘体15位于构件之间。可选地,芯部组件4可以通过将相应的构件1(由粉末压制而成并且由绝缘颗粒组成)置于彼此顶部并彼此紧靠或者只彼此紧靠制造而成,其中,天然形成或特意制成的绝缘体15位于构件之间。利用根据本发明的方法,可以进一步减少涡流。类似地,由于彼此相连的部件在由粉末压制而成时可以有效地直接制成希望的形状,工艺的材料损耗低于在制造层压结构时浪费相当多材料的传统层压制造。
图16显示了根据本发明的扼流器11的主要结构构件。在三相方案中具有三个所谓的竖向组件,即,竖向柱16,其由芯部和放置在其顶部上的线圈或者直接缠绕的线圈组成。此外,具有所谓的水平组件,即,作为构件的水平柱17。另外,在竖向柱和水平柱之间具有绝缘件18,其具有用于所述竖向柱的空腔。竖向柱和水平柱通过放置或附接(例如通过粘合)构件1制造而成,形成位于特定凹槽内或不带凹槽的芯部组件。适合尤其在竖向柱、有时也在水平柱中的构件1之间设置空气间隙。因此,空气间隙还形成在结构内除绝缘件位置以外的其它位置,从而存在所谓的分布式的空气间隙,这具有许多优点,例如朝向线圈的磁通量泄露小于略大的空气间隙。
图17显示了装配好的扼流器1,其由上述构件1和元件组成。
图18显示了扼流器11的两个视图,分别为其侧向投影以及如何通过使位于水平柱17顶部上的凹槽19成形来使结构机械强度增大以保护它们。该成形使利用紧固杆20将竖向柱和水平柱压在一起成为可能。类似地,在附图右侧,可以看到适合将这些紧固杆20放入线圈之间的空隙区域内,在这种情况下,扼流器11相对侧上的紧固杆20之间的距离可以尽可能短。
这种结构有可能多次拆卸和重新装配其组件。例如,试验过的滤波器可以拆卸以便运输,它可以在拆卸状态下运送到其可能难以到达的目的地,在此,滤波器可以被快速装配。电气操作中心或者风力发电机的机组是这类对象的实例。已经交付的滤波器还可以通过只更换大体上交换零件在现场进行更新。例如,液体冷却随后可以整合到没有液体冷却的水平模块中。如果随后希望增加液体冷却的话,现场的滤波器仅需要更换为新的水平模块。
图19显示了可选的液体冷却实施方案。上述构件1可以更换为新的芯部元件,特定的液体冷却元件21,即液体冷却构件,其可以最为有效地安装在例如竖向柱的表面上或内部,如图19中的黑色截面所示。适合用非传导材料,例如陶瓷或塑料制造这些元件21。如果它们由例如铝的金属制成的话,它们必须具有不产生强涡流的结构。蜂窝结构是这种结构的实例。非传导材料和蜂窝结构金属也可以结合在冷却元件中。然而,在图19右侧所示水平极杆的末端角部,有可能使用由金属,例如铜或铝制成的液体冷却元件,因为此处的磁通量密度很小。
绕组还可以通过在其中间、表面或内部放置液体冷却热交换器22进行冷却。在同一附图19中显示了所有这些不同的选择。在位于左侧的竖向柱中,具有位于箔状线圈中间的液体冷却热交换器22,在位于中间的竖向柱中,具有放置在线圈外部边缘处的液体冷却热交换器22,在位于右侧的竖向柱中,具有放置在线圈内的液体冷却热交换器22。在图19中,线圈和竖向柱被分割成几部分,但是没有显示剖面线。液体冷却热交换器22可以是例如扁平容器,其具有相当大的表面面积,由铜制成并且在缠绕期间位于箔线圈之间。冷却液在容器内循环。因为热交换器22的容器的涡流被设计成不形成围绕芯部的竖向柱的水平全循环以避免所谓的线圈短路。
上述可选方案可以单独或者组合使用。
图20显示了如何将凹槽24制造成位于芯部组件4和线圈14之间的金属热交换器23以避免位于空气间隙25处的涡流。思路是从存在因空气间隙引起的场泄漏的位置去除金属。这种结构有效地从芯部以及线圈吸收热量。可以使用凹槽半径为空气间隙两倍的规则作为设计规则。
一种选择是使用穿入芯部模块的紧固孔中的紧固螺钉输送冷却液和进行热交换。可以使用在中间具有用于冷却液的循环孔的金属螺钉或杆作为紧固螺钉。紧固杆还可以由碳纤维制成。
粉末冶金芯部或其一部分还可以制成多孔结构,冷却液可以从中穿过。这种所谓的高孔隙度结构是有效的热交换器。
LC滤波器电容器还可以整合到同一″封装组件″中,使得导电轨用作电容器的端子。
LCL滤波器的扼流器也可以整合到同一″封装组件″中,使得它们具有共用的端子并且它们在应用时使用共用的磁路或机械结构。
所述结构可以是3相、1相或其组合。例如,图17中的滤波器也可以是具有三个1相扼流器的结构的主要设计。
图21显示了由金属粉末制造芯部叠层结构的有效方法。在该方法中,绝缘金属粉末或其它磁粉材料26导入辊子27之间,在此位置,其在压力下压缩成叠层结构28。因此,该方法可以将粉末滚压成固体材料。
图22显示了液体冷却结构如何组装成水平柱的凹槽19。然后,它们有效地冷却芯部。附图显示了凹槽19和附接到其表面上的液体冷却管29的侧视图。液体冷却管29可以是单独的管,其附接到凹槽19的侧表面上。可选地,液体流动通道可以通过将其包埋在凹槽19的表面上或者凹槽材料的内部而形成。
图23从顶部显示了液体冷却通道***29如何制造成扼流器的绝缘件18。
图24显示了制造用于绕组的冷却结构的方法。形成的液体冷却通道***29位于箔线圈30的顶部上,所述箔线圈处于绕组阶段并且仍然作为敞开板,使得管的端部31到达箔线圈30的边缘之外。
图25显示了作为液体冷却热交换器的冷却结构22如何形成在线圈30的内部,大致位于由箔制成并准备缠绕的线圈厚度的中间位置,所述冷却结构可以利用位于管的端部31处的液体连接器容易地连接到冷却***上。
可选地,这种结构可以在准备好的线圈内推动。这种冷却结构可以在线圈内部、中间或表面上制成。冷却结构可以只在这些位置中的一个或多个位置处制成。
除了管件外,冷却结构还可以由连接的箔制成,使得在箔之间留有液体空间。因此,获得了薄且宽的结构。
图26-29显示了制造线圈和扼流器的可选方法。例如,图26显示了由金属片机加工制成的带角的S形零件32。图27显示了放置在上述零件32上的反向对称零件32,并且在图28中,多个这类零件放置在彼此的顶部上并具有使其彼此相连的连接件和位于适当位置处的绝缘件,从而形成连续线圈结构14。根据图29,当芯部组件4放入线圈14内部时,获得扼流器。可以容易地将液体冷却元件设置在层状的平面层之间。
图30显示了只冷却线圈、多个线圈、电容器或者整个扼流器、或者滤波器的可选方法1。正被冷却的零件33(该零件可以仅为线圈或者整个扼流器)设置在封闭的液体冷却容器34中,所述容器充满导热但不导电液体。例如,去离子水和变压器油是这类液体。传递到绝缘液体中的热量利用设置在容器34内部的热交换器22进一步传递到中心液体冷却循环中。可选地,热交换器可以设置在容器外壁上。
冷却液冷却和循环中的显著优点还在于构件可以适当地不计入芯部组件中,在这种情况下,形成适当的通道或间隙以方便空气或液体循环。
根据本发明通过由粉末材料压制成磁芯来制造磁芯的方法至少包括下列步骤:至少一组大体上相同的构件1由粉末原料压制而成。这些构件1可以是如图1-3所示的矩形,或者圆柱形或者部分圆柱形。另外,构件1可以与图4-15b中显示的构件类似。在一个子组件中,即在形成竖向柱的竖向组件12中或者在形成水平柱的水平组件13中,可以只使用彼此相同的构件1,如图1所示。同样,可以使用彼此不同的构件1,例如图12所示。
通常来说,在每个构件1上形成至少一个配对表面,矩形或圆柱形构件1中的所述配对表面是表面1a,当子组件,即竖向组件12或水平组件13在装配芯部时由构件1装配而成时,所述构件设置成靠在另一矩形或圆柱形构件1或者具有适当不同形状的构件1上。配对表面还可以形成形状锁定细节,如图4-14所示。这些细节为各种悬臂2和空腔3。因此,当芯部正在装配时,至少两个构件1中的每一个的至少一个配对表面1a或2和3调节成彼此抵靠。配对表面不必彼此直接接触,因为在其间可以具有薄绝缘体或胶粘剂层。与该层无关,矩形和圆柱形构件,以及其它构件的配对表面1a或2和3彼此抵靠,即,彼此挨靠。
根据本发明的磁芯是由粉末材料压制而成并且由构件制造而成的芯部,所述构件具有至少两维以及与所述至少两维垂直的第三维,它们限制了构件的大小和形状。因此,所述芯部至少由一个部件组成,所述部件具有由粉末材料压制成特定模块大小和形状的一个或多个构件1,所述构件具有用于放置在第一构件1的顶部上、第一构件1的下面或紧挨着其布置的构件1的至少一个配对表面1a、2、3。另外,上述配对表面1a、2、3具有防止设置在构件1的顶部上、构件1的下面或紧挨着其布置的构件至少沿一个方向移动的元件。因此,例如,根据图2的矩形构件1防止了靠着其配对表面1a设置的构件朝向其运动。类似地,圆柱形构件防止设置在其顶部上的另一个圆柱形构件向下移动。另外,具有各种形状锁定件的其它构件1由于其形状锁定件而防止设置在其顶部、下面或紧挨着其设置的相应构件发生移动,如上所述。
特定模块大小在这里是指形成压制为相同大小和形状的构件组的构件。构件大小例如由压力机的加压能力决定。可以具有多种尺寸和形状。因此,甚至可以利用小型压力机将芯部制成大型扼流器或变压器。出于某种考虑,构件制造成小尺寸和相同尺寸。例如,矩形构件非常适合于水平柱,圆柱形构件非常适合于竖向柱。因此,这些小型的模块尺寸构件装配在一起以形成大型子组件。构件的模块尺寸有助于设计和装配任务,因为这可以通过模块尺寸方便地计算最终所需的尺寸。
线圈14围绕根据上述方法装配的芯部组件的竖向柱12设置,所述线圈14在其他位置预先缠绕或者就地缠绕。因此,线圈14不必设置在整个芯部组件的顶部,而只是设置在子组件的顶部上,即竖向柱12的顶部上。因此,线圈14设置在芯部的至少一个子组件12的顶部上。
可以利用根据本发明的解决方案方便地设计和构造扼流器和变压器。可以利用压力机制造一组不同的构件1,所述构件的尺寸设置成用于压力机的设计、性质和加压能力的理想模块尺寸。通过利用粘接或其它连接方法将所需数量的构件连接在一起,根据希望的扼流器/变压器性质准备制造子组件,即芯部的竖向柱和水平柱。可以在任何适当的位置完成这部分制造任务。在此之后,子组件装配以形成准备好的芯部,通过将所需线圈和其它构件与芯部形成连接来获得扼流器/变压器。通过将子组件和其他所需构件输送到最终装配位置,可以在任何适当的位置进行最终装配。可以用准备好的子组件方便快捷地装配最终组件,同样可以方便地自动进行加工。
对于本领域技术人员来说,本发明不专门地限制为上述实例,而是可以在下列权利要求范围内变化。因此,举例来说,构件可以成形为圆柱体的一半或四分之一以代替整个圆柱体。为此,可以方便地装配圆柱形竖向组件(在必要时)以形成芯部的竖向柱。
Claims (9)
1.一种通过压制将粉末材料制造成磁芯件的方法,至少执行下列步骤以制造磁芯件的芯部:
由粉末原材料压制形成至少一组大体上相同的构件(1);
在每个构件(1)上形成至少一个配对表面(1a,2,3);
当芯部正在装配时,将至少两个构件(1)中的每一个的至少一个配对表面(1a,2,3)调节成彼此抵靠;
所述磁芯件包括由所述构件构建而成的竖向极杆和水平柱;
线圈(14)围绕以这种方式装配的至少一个芯部组件(12)即所述磁芯件的竖向极杆缠绕;
其特征在于,所述构件(1)采用紧固螺钉(20)被压制在一起,所述紧固螺钉穿入所述构件的附接狭槽或孔中。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述构件(1)的至少一部分通过将所述构件(1)基本上压制成矩形形状制造而成。
3.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述构件(1)的至少一端部分通过将构件(1)基本上压制成圆柱形形状制造而成。
4.一种由粉末材料压制而成的磁芯件,该磁芯件的芯部由多个部件制造而成,所述部件具有至少两维和与所述至少两维垂直的第三维,这些维限制所述部件的大小和形状,其中:
所述芯部至少由一个部件组成,所述部件具有由粉末材料压成特定模块大小和形状的一个或多个构件(1);
所述磁芯件包括由所述构件构建而成的竖向极杆和水平柱;
每个构件(1)具有用于设置在所述构件(1)的顶部上、所述构件(1)的下面或紧挨着所述构件(1)设置的至少一个配对表面(1a,2,3);
所述配对表面(1a,2,3)具有防止设置在构件(1)的顶部上、构件(1)的下面或紧挨着构件(1)设置的构件(1)沿至少一个方向移动的元件;
其特征在于,所述构件(1)采用紧固螺钉(20)被压制在一起,所述紧固螺钉穿入所述构件的附接狭槽或孔中。
5.如权利要求4所述的磁芯件,其特征在于,所述构件(1)的至少一部分通过将构件(1)基本上压制成矩形形状制造而成。
6.如权利要求4所述的磁芯件,其特征在于,所述构件(1)的至少一部分通过将构件(1)基本上压制成圆柱形状制造而成。
7.如权利要求4-6中任意一项所述的磁芯件,其特征在于,所述构件(1)的至少一部分设置有沿一个方向作用的至少一个能够形状锁定的配对表面(2,3)。
8.如权利要求4-6中任意一项所述的磁芯件,其特征在于,所述构件(1)的至少一部分设置有沿两个不同方向作用的两个能够形状锁定的配对表面(2,3)。
9.如权利要求4-6中任意一项所述的磁芯件,其特征在于,所述构件(1)的至少一部分设置有至少一个附接孔(10)。
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ITVI20110109A1 (it) * | 2011-04-29 | 2012-10-30 | Diego Ghiotto | Nucleo magnetico idoneo a realizzare geometrie di nuclei sviluppati nelle tre dimensioni. |
GB201120955D0 (en) * | 2011-12-06 | 2012-01-18 | Isotera Ltd | A coupler for use in a power distribution system |
CN102543405A (zh) * | 2011-12-26 | 2012-07-04 | 安徽建筑工业学院 | 一种新型防爆的三角形排列的圆形环铁心变压器 |
EP2685477A1 (en) * | 2012-07-13 | 2014-01-15 | ABB Technology Ltd | Hybrid Transformer Cores |
GB2511844B (en) | 2013-03-15 | 2015-12-23 | Eisergy Ltd | A magnetic component for a switching power supply and a method of manufacturing a magnetic component |
CN107546034B (zh) * | 2017-09-04 | 2020-09-29 | 四川省崇州市恒达电子厂 | 一种铁芯分段高压环形变压器生产方法 |
DE102017126473A1 (de) * | 2017-11-10 | 2019-05-16 | Abb Schweiz Ag | Transformator zur Verwendung in einem Schienenfahrzeug |
US20210020347A1 (en) * | 2019-07-19 | 2021-01-21 | Ford Giobal Technologies, LLC | Inductor with core having cooling features |
CN113192747B (zh) * | 2021-06-30 | 2021-09-21 | 江苏知行科技有限公司 | 一种非晶磁粉芯的冷处理方法 |
CN117352284B (zh) * | 2023-12-05 | 2024-02-09 | 深圳市固电电子有限公司 | 组装方法和电感器 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1667915A (zh) * | 2004-03-08 | 2005-09-14 | 阿姆斯泰德工业公司 | 软磁复合粉末金属心 |
CN1871670A (zh) * | 2003-10-24 | 2006-11-29 | 株式会社昌星 | 使用软磁性金属粉末的用于制造磁芯的单元块以及使用所述单元块制造具有大电流直流偏压特性的磁芯的方法 |
Family Cites Families (22)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US1574640A (en) * | 1921-05-26 | 1926-02-23 | Gen Electric | Stationary induction apparatus |
GB743021A (en) * | 1952-05-20 | 1956-01-04 | Kurt Kaschke | Core of sintered ferromagnetic material |
US4032874A (en) * | 1975-08-26 | 1977-06-28 | General Electric Company | Reactor core |
US4146210A (en) * | 1977-08-18 | 1979-03-27 | Columbus Mckinnon Corporation | Hoist electric brake with shading coil |
JPS5987808A (ja) * | 1982-11-10 | 1984-05-21 | Shuho Yoshimura | 電磁鉄心の製造法 |
US4506248A (en) * | 1983-09-19 | 1985-03-19 | Electric Power Research Institute, Inc. | Stacked amorphous metal core |
US4771257A (en) * | 1984-03-28 | 1988-09-13 | General Electric Company | Ballast transformer with bobbins coils |
JPS62285407A (ja) * | 1986-06-03 | 1987-12-11 | Sadao Ito | トランス |
DE4037407A1 (de) * | 1989-12-05 | 1991-06-06 | Asea Brown Boveri | Induktiver koppler |
US4951024A (en) * | 1989-12-27 | 1990-08-21 | Master Control Systems, Inc. | High efficiency saturating reactor for starting a three phase motor |
JPH04165607A (ja) * | 1990-10-30 | 1992-06-11 | Daihen Corp | 静止誘導電気機器用鉄心 |
GB2284102A (en) * | 1993-11-18 | 1995-05-24 | Anthony James Doyle | Inductors |
JPH10256051A (ja) * | 1997-03-07 | 1998-09-25 | Sumitomo Wiring Syst Ltd | コイルユニット用コア及びその製造方法 |
US6157277A (en) * | 1997-12-09 | 2000-12-05 | Siemens Automotive Corporation | Electromagnetic actuator with improved lamination core-housing connection |
FR2788455B1 (fr) * | 1999-01-19 | 2001-04-06 | Imphy Ugine Precision | Procede de traitement d'une bande mince metallique fragile et pieces magnetiques realisees a partir d'une bande en alliage nanocristallin |
JP2000348954A (ja) * | 1999-06-09 | 2000-12-15 | Tamura Seisakusho Co Ltd | チョークコイル |
US6822549B2 (en) * | 2001-12-03 | 2004-11-23 | Wolfgram Industries, Inc. | Method for increased coupling coefficient in a pulse type transformer through coil configuration and varied core area |
DE10232661B4 (de) * | 2002-07-18 | 2005-09-08 | Siemens Ag | Tauchanker-Vorrichtung |
US7164584B2 (en) * | 2004-10-19 | 2007-01-16 | Honeywell International Inc. | Modular heatsink, electromagnetic device incorporating a modular heatsink and method of cooling an electromagnetic device using a modular heatsink |
KR20090006826A (ko) * | 2006-05-09 | 2009-01-15 | 스팽 & 컴퍼니 | 전자기 어셈블리, 이를 형성하기 위한 코어 세그먼트, 및 그 제조 방법 |
US20070262839A1 (en) * | 2006-05-09 | 2007-11-15 | Spang & Company | Electromagnetic assemblies, core segments that form the same, and their methods of manufacture |
US20090066465A1 (en) * | 2007-09-06 | 2009-03-12 | Udo Ausserlechner | Magnetic core for testing magnetic sensors |
-
2007
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-
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Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1871670A (zh) * | 2003-10-24 | 2006-11-29 | 株式会社昌星 | 使用软磁性金属粉末的用于制造磁芯的单元块以及使用所述单元块制造具有大电流直流偏压特性的磁芯的方法 |
CN1667915A (zh) * | 2004-03-08 | 2005-09-14 | 阿姆斯泰德工业公司 | 软磁复合粉末金属心 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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