هسته راکتور و راکتور آن

خلاصه اختراع برایCN110770860B: هسته راکتور و راکتور آن

ط. چکیده و رشته فنی

این اختراع یک هسته مغناطیسی راکتور و یک راکتور را ارائه می‌کند که برای بهبود میزان استفاده از آهن یوغی، دستیابی به ساختار فشرده، و ساده‌سازی ساخت، به‌ویژه برای کاربردهای- با فرکانس بالا مانند اینورترهای فتوولتائیک و مدارهای تقویت خودروی الکتریکی طراحی شده‌اند.

ساختار کلیدی: یک طراحی هسته مغناطیسی ترکیبی با استفاده از مواد با چگالی شار اشباع و نفوذپذیری متفاوت.

ستون مرکزی (1): مواد با چگالی شار مغناطیسی اشباع بالا (به عنوان مثال، هسته پودر فلز مانند Sendust یا آلومینیوم سیلیکون آهن).

یوغ بالایی (2) و یوغ پایینی (3): مواد با چگالی شار مغناطیسی اشباع کمتر (به عنوان مثال، فریت).

پست‌های جانبی با نفوذپذیری بالا (4): حداقل دو پایه جانبی با نفوذپذیری بالا (مثلاً فریت یا ماده آمورف، با نفوذپذیری بیشتر یا مساوی 200).

ترتیب:

ستون مرکزی (1) بین نواحی میانی یوغ بالایی و پایینی (2، 3) با یک سیم پیچ (5) در اطراف آن قرار گرفته است.

پست‌های جانبی با نفوذپذیری بالا (4) در فواصل بین لبه‌های بیرونی یوک بالا و پایین مرتب شده‌اند (2، 3).

مزیت: طراحی مواد و ساختار مدار مغناطیسی چند مسیره از اشباع زودرس یوغ، استفاده موثر از فضای یوغ، پراکنده شار مغناطیسی، و کاهش ضخامت یوغ جلوگیری می کند.

II. پیشینه و شرح اختراع

الف. مشکلات فنی هنر قبلی

راکتورهای معمولی با فرکانس بالا{0}}که اغلب جایگزین راکتورهای سنتی ورق فولاد سیلیکونی می‌شوند، با چندین چالش روبرو هستند:

راکتورهای حلقوی: سیم پیچی دشوار و چالش برانگیز برای تولید-در مقیاس بزرگ.

راکتورهای هسته‌ای پودر فلز انباشته (سبک E-): اگرچه بهتر از حلقوی است، راه‌حل‌های هنر قبلی همچنان محدودیت‌هایی دارند:

بسته بندی رزین مغناطیسی: نفوذپذیری کم رزین مغناطیسی، بهبود نرخ استفاده از یوغ را محدود می کند.

طرح های مواد ترکیبی: در حالی که فشرده و کارآمد هستند، اغلب مشکلات تولیدی دارند، به خصوص برای ابعاد بزرگتر.

هسته دال فریت/مدار مغناطیسی هیبریدی: نازک کردن هسته دال فریت دشوار است و خطر اشباع اولیه در مواد فریت را به همراه دارد.

ب. راه حل و پیکربندی

این اختراع با استفاده از ساختار هسته هیبریدی و انتخاب مواد برای مدیریت توزیع شار مغناطیسی و اشباع، مشکلات هنر قبلی را حل می کند.

پیکربندی دقیق:

انتخاب مواد اصلی:

ماده ستون مرکزی (1) به گونه ای انتخاب می شود که چگالی شار مغناطیسی اشباع (B1) بیشتر از ماده یوغ بالایی (2) و یوغ پایینی (3) (B2) داشته باشد.

مواد ترجیحی: ستون مرکزی: هسته پودر فلز (آلومینیوم سیلیکون Sendust یا آهن)؛ یوک: فریت.

پست‌های جانبی با نفوذپذیری بالا (4) دارای نفوذپذیری بیشتر یا مساوی 200 هستند و ترجیحاً از فریت یا مواد آمورف ساخته می‌شوند.

ساختار و مونتاژ:

ستون مرکزی (1) دارای سیم پیچ (5) در قسمت بیرونی خود است. ممکن است یک شکاف هوا روی ستون مرکزی (1) ایجاد شود.

اتصال یوغ: ستون مرکزی (1) را می توان در یوغ های بالا و پایین قرار داد یا حتی در آنها نفوذ کرد.

نیاز عمق درج: در صورت وارد کردن، نسبت عمق درج (D) به ضخامت یوغ (D')، D'D، بیشتر یا مساوی B1B1-B2 تعیین می شود تا از اشباع زودرس مواد فریت یوغ جلوگیری شود.

پایه‌های جانبی: حداقل دو میله جانبی با نفوذپذیری بالا (4) بین لبه‌های بیرونی یوک‌ها، ترجیحاً به‌طور متقارن در اطراف ستون مرکزی توزیع شده‌اند. این پست های جانبی چندین حلقه شار مغناطیسی ایجاد می کنند تا به طور موثر شار مغناطیسی را پراکنده کنند.

مجموعه راکتور: راکتور کامل شامل سیم پیچ (5) در خارج از ستون مرکزی (1) است.

عایق: حلقه های انتهایی عایق در بالا و پایین سیم پیچ برای جداسازی آن از ستون مرکزی و یوک ها در نظر گرفته شده است.

پوشش اختیاری: یک کیس را می توان در خارج از هسته قرار داد، که ممکن است با چسب پر شود تا همه قسمت ها به طور یکپارچه به هم متصل شوند.

ج. اثرات سودمند

بهبود استفاده از یوغ: استفاده از مواد با اشباع{0} بالا برای ستون مرکزی و قرار دادن آن در یوغ ها از اشباع زودهنگام فریت یوغ جلوگیری می کند و امکان استفاده موثر از فضای یوغ را فراهم می کند.

ساختار فشرده و ساخت آسان: استفاده از حداقل دو ستون جانبی{0}}با نفوذپذیری بالا، حلقه‌های شار مغناطیسی متعددی را تشکیل می‌دهد و شار مغناطیسی را پراکنده می‌کند. این اجازه می دهد تا ضخامت قسمت یوغ کاهش یابد و منجر به ساختاری فشرده و آسان شود.

از اشباع زودرس جلوگیری می کند: طراحی عمق درج تضمین می کند که مواد یوغ از اشباع زودرس محافظت می شود.

III. ادعاهای اصلی

ادعای 1: یک هسته مغناطیسی راکتور، شامل یک ستون مرکزی (1)، یک یوغ بالایی (2)، یک یوغ پایینی (3) و حداقل دو پست جانبی با نفوذپذیری بالا (4) که مشخصه آن این است:

ستون مرکزی (1) بین ناحیه میانی یوغ بالایی (2) و ناحیه میانی یوغ پایینی (3) مرتب شده است.

چگالی شار مغناطیسی اشباع ستون مرکزی (1) بزرگتر از یوغ بالایی (2) و یوغ پایینی (3) است.

ستون‌های جانبی با نفوذپذیری بالا (4) در فواصل زمانی بین یوغ بالایی (2) و یوغ پایینی (3) مرتب شده‌اند و دو سر آن‌ها به ترتیب به لبه‌های بیرونی یوغ بالایی (2) و یوغ پایینی (3) متصل هستند.

ادعای 2: هسته مغناطیسی راکتور طبق ادعای 1، که در آن هر دو انتهای ستون مرکزی (1) به ترتیب در یوغ بالایی (2) و یوغ پایینی (3) قرار می‌گیرند، و نسبت عمق درج D هر انتهای به ضخامت یوغ D'، D'D، برابر یا D'D با شرایط بزرگتر است: B1B1-B2، که در آن B1 چگالی شار مغناطیسی اشباع ستون مرکزی (1) و B2 چگالی شار مغناطیسی اشباع یوغ بالایی (2) و یوغ پایینی (3) است.

ادعای 6: هسته مغناطیسی راکتور طبق ادعای 1، که در آن ستون مرکزی (1) از یک هسته پودر فلزی ساخته شده است، و یوغ بالایی (2) و یوغ پایینی (3) از فریت ساخته شده است.

ادعای 9: یک راکتور، شامل یک سیم پیچ (5) و هسته مغناطیسی راکتور همانطور که در هر یک از ادعاهای قبلی توضیح داده شد، که در آن سیم پیچ (5) در خارج از ستون مرکزی (1) پیچیده شده است.