Résumé du brevet pourCN110770860B: Coeur du réacteur et son réacteur
I. Domaine abstrait et technique
L'invention concerne un noyau magnétique de réacteur et un réacteur conçus pour améliorer le taux d'utilisation du fer de culasse, obtenir une structure compacte et simplifier la fabrication, en particulier pour des applications à haute -fréquence telles que des onduleurs photovoltaïques et des circuits de suralimentation de véhicules électriques.
Structure clé : une conception de noyau magnétique hybride utilisant des matériaux avec différentes densités de flux de saturation et perméabilité.
Pilier central (1) : matériau à densité de flux magnétique à saturation élevée (par exemple, noyau de poudre métallique comme Sendust ou fer silicium aluminium).
Joug supérieur (2) et joug inférieur (3) : matériau à densité de flux magnétique à saturation inférieure (par exemple, ferrite).
Poteaux latéraux à haute -perméabilité (4) : au moins deux poteaux latéraux à haute perméabilité (par exemple, ferrite ou matériau amorphe, avec une perméabilité supérieure ou égale à 200).
Arrangement:
Le pilier central (1) est disposé entre les zones médianes des jougs supérieur et inférieur (2, 3), avec une bobine (5) enroulée autour de lui.
Les montants latéraux à haute -perméabilité (4) sont disposés à intervalles entre les bords extérieurs des jougs supérieur et inférieur (2, 3).
Avantage : La conception du matériau et la structure du circuit magnétique à trajets multiples empêchent la culasse de saturer prématurément, utilisant efficacement l'espace de la culasse, dispersant le flux magnétique et permettant une réduction de l'épaisseur de la culasse.
II. Contexte et description de l'invention
A. Problèmes techniques de l'art antérieur
Les réacteurs haute fréquence-classiques, qui remplacent souvent les réacteurs traditionnels en tôle d'acier au silicium, sont confrontés à plusieurs défis :
Réacteurs annulaires : bobinage difficile et difficile pour une production à grande échelle-.
Réacteurs à noyau de poudre métallique empilé (style E-) : bien que meilleures que les solutions annulaires, les solutions de l'art antérieur ont encore des limites :
Ensemble de résine magnétique : la faible perméabilité de la résine magnétique limite l'amélioration du taux d'utilisation de l'arcade.
Conceptions de matériaux hybrides : bien que compactes et efficaces, elles présentent souvent des problèmes de fabrication, en particulier pour les grandes dimensions.
Noyau de dalle de ferrite/circuit magnétique hybride : Difficile de rendre le noyau de la dalle de ferrite mince et comporte un risque de saturation précoce du matériau de ferrite.
B. Solution et configuration
L'invention résout les problèmes de l'art antérieur en utilisant une structure de noyau hybride et une sélection de matériaux pour gérer la distribution et la saturation du flux magnétique.
Configuration détaillée :
Sélection des matériaux de base :
Le matériau du pilier central (1) est choisi pour avoir une densité de flux magnétique de saturation (B1) supérieure à celle du matériau de la culasse supérieure (2) et de la culasse inférieure (3) (B2).
Matériaux préférés : Pilier central : Noyau en poudre métallique (Sendust ou fer silicium aluminium) ; Jougs : Ferrite.
Les montants latéraux à haute -perméabilité (4) ont une perméabilité supérieure ou égale à 200 et sont de préférence constitués de ferrite ou d'un matériau amorphe.
Structure et assemblage :
Le pilier central (1) comporte la bobine (5) enroulée sur son extérieur. Un entrefer peut être prévu sur le montant central (1).
Connexion des jougs : Le pilier central (1) peut être inséré dans les jougs supérieur et inférieur ou même y pénétrer.
Exigence de profondeur d'insertion : en cas d'insertion, le rapport entre la profondeur d'insertion (D) et l'épaisseur de l'arcade (D′), D′D, doit être supérieur ou égal à B1B1−B2 pour éviter que le matériau en ferrite de l'arcade ne se sature prématurément.
Poteaux latéraux : au moins deux poteaux latéraux à haute -perméabilité (4) sont placés entre les bords extérieurs des jougs, de préférence répartis symétriquement autour du pilier central. Ces poteaux latéraux créent plusieurs boucles de flux magnétique pour disperser efficacement le flux magnétique.
Ensemble réacteur : Le réacteur complet comprend la bobine (5) enroulée à l'extérieur du pilier central (1).
Isolation : Des anneaux d'extrémité isolants sont prévus en haut et en bas de la bobine pour l'isoler du pilier central et des culasses.
Boîtier optionnel : Un boîtier peut être placé à l'extérieur du noyau, qui peut être rempli de colle pour relier intégralement toutes les pièces.
C. Effets bénéfiques
Utilisation améliorée des jougs : l'utilisation d'un matériau à haute saturation-pour le pilier central et l'insertion dans les jougs empêchent une saturation précoce de la ferrite du joug, permettant ainsi d'utiliser efficacement l'espace du joug.
Structure compacte et fabrication facile : l'utilisation d'au moins deux colonnes latérales à haute perméabilité forme plusieurs boucles de flux magnétique, dispersant le flux magnétique. Cela permet de réduire l'épaisseur de la partie de joug, conduisant à une structure compacte et facile à fabriquer.
Empêche la saturation précoce : la conception de la profondeur d'insertion garantit que le matériau de l'empiècement est protégé d'une saturation prématurée.
III. Principales revendications
Revendication 1 : Noyau magnétique de réacteur, comprenant un pilier central (1), une culasse supérieure (2), une culasse inférieure (3), et au moins deux montants latéraux à haute -perméabilité (4), caractérisé en ce que :
Le montant central (1) est disposé entre la zone médiane de l'empiècement supérieur (2) et la zone médiane de l'empiècement inférieur (3).
La densité de flux magnétique à saturation du pilier central (1) est supérieure à celle de la culasse supérieure (2) et de la culasse inférieure (3).
Les colonnes latérales à haute -perméabilité (4) sont disposées entre l'empiècement supérieur (2) et l'empiècement inférieur (3) à intervalles, leurs deux extrémités étant reliées aux bords extérieurs de l'empiècement supérieur (2) et de l'empiècement inférieur (3), respectivement.
Revendication 2 : Noyau magnétique de réacteur selon la revendication 1, dans lequel les deux extrémités du pilier central (1) sont insérées dans la culasse supérieure (2) et la culasse inférieure (3), respectivement, et un rapport entre la profondeur d'insertion D de chaque extrémité et l'épaisseur de la culasse D′, D′D, satisfait à la condition : D′D supérieur ou égal à B1B1−B2, où B1 est la densité de flux magnétique de saturation du pilier central (1), et B2 est la saturation densité de flux magnétique de la culasse supérieure (2) et de la culasse inférieure (3).
Revendication 6 : Noyau magnétique de réacteur selon la revendication 1, dans lequel le pilier central (1) est constitué d'un noyau de poudre métallique, et la culasse supérieure (2) et la culasse inférieure (3) sont constituées de ferrite.
Revendication 9 : Réacteur comprenant une bobine (5) et le noyau magnétique du réacteur tel que décrit dans l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la bobine (5) est enroulée à l'extérieur du pilier central (1).
