專利名稱：：包含磁通抑制構(gòu)件的空心電感的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及空心電感技術(shù)，特別是具有磁通抑制構(gòu)件的空心電感。
背景技術(shù)：
：電感通常制成導(dǎo)電材料(通常是銅)線閨，纏繞在磁導(dǎo)率比空氣高的芯周圍.芯通常是一個圓柱形狀或者環(huán)形形狀的鐵磁體材料.這種鐵磁體材料限定了一個距離電感很近的磁場從而增加了感應(yīng)系數(shù).然而，在高電流的情況下，纏繞鐵磁體芯的電感會飽和.在飽和情況下，任何額外磁化力的增加都不會使得磁通密度有所增加。也就是說，芯的磁導(dǎo)率變?yōu)榱悴⑶译姼胁辉倨鹱饔?。電感由于飽和而?dǎo)致的不良作用可以通過運(yùn)用空心電感來改善.空心電感制成導(dǎo)體材料(通常是銅)線圏，沒有內(nèi)芯。用空氣作為芯，飽和不再是問題，比如說，電感能控制超出操作參數(shù)ioo倍的故障電流，然而，空心電感存在的一個缺陷就是產(chǎn)生雜散磁通.沒有磁芯來控制和限制磁通，雜散磁通就會穿過電感.這種雜散磁通能導(dǎo)致敏感電路中與電噪音相關(guān)的問題。另外，當(dāng)雜散磁通作用于導(dǎo)電材料時，已知的感應(yīng)加熱現(xiàn)象就會出現(xiàn)。在高電流情況下，感應(yīng)加熱將使旁邊的構(gòu)件過熱，然后從鄰近的構(gòu)件上剝落外皮或者以其它方式損壞近范圍內(nèi)的電子構(gòu)件.因而，為高電流配置所設(shè)計的空心電感必須與相鄰的電子構(gòu)件相隔離開，或者在保持開放的狀態(tài)下遠(yuǎn)離旁邊的電子構(gòu)件，或者放置在有足夠自由空間的大殼里，
發(fā)明內(nèi)容按照本發(fā)明的一個方面，提供一種空心電感。空心電感包括形成多個線團(tuán)的電感部分，所述多個線團(tuán)限定電感構(gòu)件.電感構(gòu)件包括笫一端部，第二端部和中空芯部。此外，空心電感包括至少一個雜散磁通抑制構(gòu)件，設(shè)置在電感構(gòu)件的笫一端部和笫二端部之一上.這種雜散磁通抑制構(gòu)件阻止了雜散磁通從空心電感散發(fā)。按照本發(fā)明的另一方面，提供一種抑制雜散磁通從空心電感散發(fā)的方法?？招碾姼邪ㄐ纬啥鄠€線團(tuán)的電感部分，所述多個線困限定電感構(gòu)件，電感構(gòu)件包括第一端部，第二端部和中空芯部.該方法包括讓電流通過電感構(gòu)件來產(chǎn)生包括雜散磁通部分的磁通，以及通過具有雜散磁通抑制構(gòu)件的電感構(gòu)件的第一端部和笫二端部中的至少一個來阻止雜散磁通通過空心電感.應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明所提供的能控制高電流的空心電感能被放置在其它導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的附近.也就是說本發(fā)明阻止了雜散磁通會以其它方式通過空心電感并對臨近的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)產(chǎn)生損害性影響.通過以下結(jié)合附圖對本發(fā)明所示方面的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)會更加清楚，在幾個視圖中相同的附圖標(biāo)記表示相應(yīng)的部件.圖1是根據(jù)本發(fā)明的一方面構(gòu)造的使用空心電感的電感系統(tǒng)的左上透視圖2是圖1的空心電感的右上透視圖；以及圖3是圖2的空心電感的分解圖.具體實施例方式首先參看圖1,電感系統(tǒng)2包括了一個外殼4，具有笫一壁構(gòu)件6和第二壁構(gòu)件7，它們限定了電氣元件部分8。如圖所示，電氣元件部分8容納電感系統(tǒng)2的各種零件(沒有單獨(dú)標(biāo)記).所示外殼4也包括限定電感系統(tǒng)2的電感部分13的安裝板11,電感部分13包括根據(jù)本發(fā)明的一方面構(gòu)造的第一空心電感IOO和笫二空心電感101，這將在以下更加完整地進(jìn)行描述，在此應(yīng)當(dāng)理解，電感系統(tǒng)2只是空心電感IOO和101的示例性應(yīng)用。在每一個空心電感100,101都是一樣的情況下，將詳細(xì)描述空心電感100，應(yīng)當(dāng)理解空心電感101被類似地構(gòu)造，如圖2和圖3所最佳顯示，空心電感100包括電感部分104，電感部分104具有限定電感構(gòu)件124的多個線閨114-120.電感構(gòu)件124包括笫一端部134，笫二端部144和中間部分150，它們一起限定了中空或空心部分155。在這種結(jié)構(gòu)中，應(yīng)當(dāng)理解電感構(gòu)件124限定空心電感，根據(jù)本發(fā)明的一方面，電感構(gòu)件124由例如銅這樣的固體芯電導(dǎo)體形成，根據(jù)本發(fā)明的另一方面，電感構(gòu)件124是具有如圖3所示的內(nèi)部導(dǎo)管部分158的空心電導(dǎo)體.內(nèi)部導(dǎo)管部分158作為空心導(dǎo)體100的冷卻4劑通道.更具體來說，在操作過程中，尤其是在高電流額定值情況下，空心電感IOO會產(chǎn)生相當(dāng)大的熱量。為了散熱，冷卻劑例如水，流動通過內(nèi)部導(dǎo)管部分158.除了產(chǎn)生熱量，在多個線閨114-120中的任意兩個線圏之間施加的電流還會在電感構(gòu)件124周圍產(chǎn)生磁場。本領(lǐng)域技術(shù)已知的方式為，磁通流過中空芯部155,通過第一端部134，沿著電感構(gòu)件124回入笫二端部144。沒有鐵磁體芯，就不能控制電流流經(jīng)電感部分104時產(chǎn)生的磁通.為了阻止或者基本抑制磁通由第一端部134傳出并進(jìn)入第二端部144，空心電感100包含第一磁通抑制構(gòu)件164和第二磁通抑制構(gòu)件174.如圖所示，笫一磁通抑制構(gòu)件164和笫二磁通抑制構(gòu)件174分別鄰近第一和笫二端部134和144設(shè)置.第一磁通抑制構(gòu)件164和第二磁通抑制構(gòu)件174阻止了雜散磁通并且為空心電感100建立了一個更短的磁路。第一磁通抑制構(gòu)件164和第二磁通抑制構(gòu)件174優(yōu)選由含鐵材料形成，例如鐵氧體，鐵，鋼及其合金等。然而，其他一些含有抑制磁通性質(zhì)的材料也可以被采用.如表l.l所示，當(dāng)就位時，第一磁通抑制構(gòu)件164和笫二磁通抑制構(gòu)件174在第一端部134的正中心200mm之上的位置減少B場(B-field)或雜散磁通電感約6.47倍，除此之外，更短的磁路使空心電感IOO的電感增加大約1.1倍，當(dāng)然，在雜散磁通抑制構(gòu)件164和174的飽和磁通點(diǎn)之上，感應(yīng)系數(shù)將返回到電感構(gòu)件124的初始感應(yīng)系數(shù)，即在以下的實例中為4.323uH。當(dāng)然，B場強(qiáng)度和電感會隨不同的線團(tuán)和磁通抑制構(gòu)件的幾何形狀而變化。表1.1<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>在此應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明所提供的空心電感不會向臨近區(qū)域傳出雜散磁通.也就是說，本發(fā)明阻止或者基本抑制雜散磁通從空心電感100中散發(fā).因此，空心電感ioo可以被放置在與其它電氣元件導(dǎo)電元件臨近的地方，而不用擔(dān)心感應(yīng)加熱效應(yīng)引起的損害。如此，采用了空心電感的系統(tǒng)，特別是高電流量的空心電感，其結(jié)構(gòu)會比目前可能提供的控制高電流量更加緊湊，應(yīng)該理解的是，空心電感100在任何情況下都可以形成各種構(gòu)造和形狀.另外，形成空心電感的線囷數(shù)也是可以變化的.另外，盡管圖示有兩個雜散磁通抑制構(gòu)件，空心電感也可以只配備單個雜散磁通抑制構(gòu)件?？傊?，該書面說明使用實例來公開本發(fā)明，包括最佳實施方式，并且能讓本領(lǐng)域任何技術(shù)人員來實施本發(fā)明，包括制作和使用任何裝置或者系統(tǒng)并實施任何涵蓋的方法。本發(fā)明的專利保護(hù)范圍由權(quán)利要求所限定，并且也包括本領(lǐng)域技術(shù)人員能得出的其它實例.這樣的實例也在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)，如果它們的結(jié)構(gòu)元件與權(quán)利要求的文字表述沒有不同，或者它們包含與權(quán)利要求的文字表述無實質(zhì)性不同的等同結(jié)構(gòu)元件.權(quán)利要求1.空心電感(100)，包括電感構(gòu)件(124)，包含多個線圈(114-120)，具有第一端部(134)、第二端部(144)和中空芯部(155)；和至少一個雜散磁通抑制構(gòu)件(164)，設(shè)置在電感構(gòu)件的第一和第二端部之一上，所述至少一個磁通抑制構(gòu)件阻止雜散磁通從空心電感散發(fā)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空心電感，其特征在于，空心電感中雜散磁通抑制構(gòu)件是由含鐵材料構(gòu)成的.3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的空心電感，其特征在于，含鐵材料是鐵氧體。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的空心電感，其特征在于，其特征在于含鐵材料是鐵。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的空心電感，其特征在于，其特征在于含鐵材料是鋼。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述空心電感，其特征在于，所述至少一個雜散磁通抑制構(gòu)件是分別設(shè)置在電感構(gòu)件的笫一和第二端部上的第一雜散磁通抑制構(gòu)件(164)和第二雜散磁通抑制構(gòu)件(174).7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空心電感，其特征在于，電感構(gòu)件是由固體電導(dǎo)體構(gòu)成。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空心電感，其特征在于，電感構(gòu)件是具有內(nèi)部導(dǎo)管部分(158)的中空電導(dǎo)體，9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的空心電感，其特征在于，中空電導(dǎo)體的內(nèi)部導(dǎo)管部分適于流通冷卻劑。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的空心電感，其特征在于，冷卻劑是水。全文摘要包含磁通抑制構(gòu)件的空心電感(100)，包括由多個線圈(114-120)形成的電感構(gòu)件(124)。電感構(gòu)件包括第一端部(134)、第二端部(144)和中空芯部(155)?？招碾姼羞€包括至少一個雜散磁通抑制構(gòu)件(164)，設(shè)置在電感部件的第一端部和第二端部之一上。雜散磁通抑制構(gòu)件阻止雜散磁通從空心電感散發(fā)。文檔編號H01F17/02GK101499359SQ20081017333公開日2009年8月5日申請日期2008年11月13日優(yōu)先權(quán)日2007年11月13日發(fā)明者R·G·沃戈納申請人:通用電氣公司