خلاصه اختراع برایUS11430597B2: سلف هسته مغناطیسی و سلف با استفاده از همان
این حق ثبت اختراع ایالات متحده، همتای ایالات متحده از پتنت چینی CN110770860B است که قبلاً خلاصه شده بود، که همان طراحی هسته راکتور ترکیبی-مواد را توصیف می کند.
ط. چکیده و رشته فنی
این اختراع یک هسته مغناطیسی سلف و یک سلف را برای رسیدگی به مسائلی مانند استفاده ناکافی از فضای، اندازه یوغ بزرگ و خطر اشباع اولیه در سلفهای هسته پودر فلز معمولی فراهم میکند.
ساختار کلیدی: یک هسته مغناطیسی متشکل از مواد مختلف برای بهینه سازی عملکرد و اندازه:
ستون میانی: دارای چگالی شار مغناطیسی اشباع بالاتر (B1) نسبت به یوک ها است.
یوغ بالا و پایین: چگالی شار مغناطیسی اشباع کمتری (B2) نسبت به ستون میانی دارند.
از نظر مغناطیسی بالا-ستون های جانبی نفوذپذیر: حداقل از دو ستون جانبی برای تکمیل مدار مغناطیسی استفاده می شود.
مزیت: طراحی استفاده از یوغ را بهبود می بخشد، ساختار فشرده تری به دست می آورد و تولید را ساده می کند.
II. توضیحات و پیکربندی
الف. سابقه
سلفهای هسته پودری فلزی سنتی، که در کاربردهای فرکانس بالا مانند اینورترهای فتوولتائیک و وسایل نقلیه الکتریکی مورد استفاده قرار میگیرند، یا از ساختار سلف حلقهای (برای تولید انبوه دشوار) استفاده میکنند یا هستههای پودر فلز بلوک را به شکل مربع روی هم میچینند (سبک E-هسته). دومی از استفاده ضعیف از فضا رنج می برد و خطر اشباع شدن زودرس مواد یوغ را دارد.
ب. راه حل و پیکربندی
این اختراع از یک طرح ترکیبی مواد و ساختاری استفاده می کند:
اجزای اصلی:
ستون میانی (1): مواد با چگالی شار اشباع بالا، به عنوان مثال، هسته پودر فلز (مانند Sendust یا FeSiAl). این جایی است که سیم پیچ (5) پیچیده می شود. یک شکاف هوای اختیاری ممکن است در ستون میانی ارائه شود.
یوغ بالایی (2) و یوغ پایینی (3): مواد با چگالی شار اشباع کمتر، به عنوان مثال، فریت.
از نظر مغناطیسی بالا-ستونهای جانبی با نفوذپذیری بالا (4): حداقل دو ستون جانبی در فاصلهای بین یوغها مرتب شدهاند و لبههای بیرونی آنها را به هم متصل میکنند. این ستون ها با ایجاد مسیرهای متعدد به پراکندگی شار مغناطیسی کمک می کنند و از موادی با نفوذپذیری مغناطیسی کمتر از 200 مانند فریت یا مواد آمورف ساخته شده اند.
یکپارچه سازی ساختاری برای جلوگیری از اشباع:
دو سر ستون میانی (1) در یوغ بالایی (2) و یوغ پایینی (3) وارد می شوند (یا از طریق آن نفوذ می کنند).
شرط عمق درج مهم (ادعای 1): نسبت عمق درج (d) به ضخامت یوغ (D)، Dd، باید بالاتر یا برابر با B1B1-B2 باشد تا از اشباع شدن زودرس مواد فریت با اشباع پایین جلوگیری شود.
مجموعه سلف:
سلف شامل یک سیم پیچ (5) روی ستون میانی (1) است.
انتهای بالایی و پایینی سیم پیچ ممکن است دارای حلقه های انتهایی عایق باشد تا سیم پیچ را از عناصر هسته جدا کند.
کل مجموعه هسته را می توان در محفظه ای محصور کرد که برای یکپارچگی با چسب پر شده است.
ج. مزایا
بهبود استفاده از یوغ: استفاده از هسته اشباع بالا (ستون میانی) و عمق قرار دادن آن در یوغ های اشباع پایین- از اشباع زود هنگام یوغ ها جلوگیری می کند و به طور موثر از فضای هسته استفاده می کند.
ساختار فشرده: حداقل دو ستون کناری با نفوذپذیری بالا، شار مغناطیسی را توزیع میکنند و اجازه میدهند ضخامت یوغ کاهش یابد و در نتیجه دستگاه فشردهتری ایجاد شود.
تولید ساده: طراحی ساختار یافته ساخت سادهتر را در مقایسه با سایر طرحهای هیبریدی یا حلقوی تسهیل میکند.
III. ادعاهای اصلی
ادعای 1 (ادعای مستقل): یک هسته مغناطیسی القایی، شامل یک یوغ بالایی، یک یوغ پایینی، یک ستون میانی و حداقل دو ستون جانبی{1}}قابل نفوذ مغناطیسی، با مشخصه این موارد:
ستون میانی بین قسمت های میانی یوغ ها قرار می گیرد.
یک سیم پیچ روی ستون میانی پیچیده شده است و چگالی شار مغناطیسی اشباع ستون میانی (B1) بیشتر از چگالی شار مغناطیسی اشباع هر یوغ (B2) است.
ستون های جانبی بین یوغ ها قرار گرفته اند و لبه های بیرونی آنها را به هم وصل می کنند.
نکته مهم: دو انتهای ستون میانی در یوغ ها قرار می گیرند و نسبت عمق درج Dd بالاتر یا برابر با B1-B1-B2 است (که d عمق درج و D ضخامت یوغ است).
ادعای 2: هسته ادعای 1، که در آن دو انتهای ستون میانی از طریق یوغ بالایی و یوغ پایینی نفوذ می کند.
ادعای 3: هسته ادعای 1، که در آن نفوذپذیری مغناطیسی هر ستون جانبی کمتر از 200 نیست.
ادعای 6: هسته ادعای 1، که در آن مواد ستون میانی یک هسته پودر فلزی است و مواد یوغ فریت هستند.
ادعای 12: یک سلف با استفاده از هسته مغناطیسی سلف طبق هر ادعای قبلی، با یک سیم پیچ بر روی ستون میانی.
