Resumo de patente paraCN110770860B: Núcleo do reator e seu reator
I. Resumo e Campo Técnico
A invenção fornece um núcleo magnético de reator e um reator projetados para melhorar a taxa de utilização do ferro de culatra, obter uma estrutura compacta e simplificar a fabricação, especialmente para aplicações de alta-frequência, como inversores fotovoltaicos e circuitos de reforço de veículos elétricos.
Estrutura Chave: Um projeto de núcleo magnético híbrido usando materiais com diferentes densidades de fluxo de saturação e permeabilidade.
Pilar Central (1): Material de alta densidade de fluxo magnético de saturação (por exemplo, núcleo de pó metálico como Sendust ou ferro-silício-alumínio).
Jugo Superior (2) e Jugo Inferior (3): Material com menor densidade de fluxo magnético de saturação (por exemplo, ferrita).
Postes laterais de alta-permeabilidade (4): Pelo menos dois postes laterais com alta permeabilidade (por exemplo, ferrita ou material amorfo, com permeabilidade maior ou igual a 200).
Arranjo:
O Pilar Central (1) está disposto entre as áreas intermediárias das culatras superior e inferior (2, 3), com uma bobina (5) enrolada em torno dele.
As colunas laterais de alta-permeabilidade (4) são dispostas em intervalos entre as bordas externas das culatras superior e inferior (2, 3).
Benefício: o design do material e a estrutura do circuito magnético de múltiplos-caminhos evitam que a bobina sature prematuramente, utilizando efetivamente o espaço da bobina, dispersando o fluxo magnético e permitindo uma redução na espessura da bobina.
II. Antecedentes e Descrição da Invenção
A. Problemas técnicos da técnica anterior
Os reatores convencionais de alta-frequência, que muitas vezes substituem os reatores tradicionais de chapa de aço silício, enfrentam vários desafios:
Reatores anulares: enrolamento difícil e desafiador para produção em-grande escala.
Reatores de núcleo de pó metálico empilhados (estilo E{0}}core): embora melhores que anulares, as soluções da técnica anterior ainda têm limitações:
Pacote de resina magnética: A baixa permeabilidade da resina magnética limita a melhoria da taxa de utilização do garfo.
Projetos de materiais híbridos: embora compactos e eficientes, eles geralmente apresentam problemas de fabricação, especialmente para dimensões maiores.
Núcleo de placa de ferrite/circuito magnético híbrido: É difícil tornar o núcleo da placa de ferrite fino e acarreta o risco de saturação precoce no material de ferrite.
B. Solução e configuração
A invenção resolve os problemas da técnica anterior usando uma estrutura de núcleo híbrida e seleção de material para gerenciar a distribuição e saturação do fluxo magnético.
Configuração detalhada:
Seleção de material principal:
O material do Pilar Central (1) é escolhido para ter uma densidade de fluxo magnético de saturação (B1) maior que a do material do Jugo Superior (2) e do Jugo Inferior (3) (B2).
Materiais preferidos: Pilar Central: Núcleo de pó metálico (Sendust ou ferro silício alumínio); Jugos: Ferrite.
Os postes laterais de alta -permeabilidade (4) têm permeabilidade maior ou igual a 200 e são preferencialmente feitos de ferrita ou material amorfo.
Estrutura e Montagem:
O Pilar Central (1) possui a bobina (5) enrolada em sua parte externa. Um entreferro pode ser fornecido no pilar central (1).
Conexão da forquilha: O pilar central (1) pode ser inserido nas forquilhas superior e inferior ou até mesmo penetrá-las.
Requisito de profundidade de inserção: Se inserido, a relação entre a profundidade de inserção (D) e a espessura da forquilha (D′), D′D, é estipulada como maior ou igual a B1B1−B2 para evitar que o material de ferrite da forquilha sature prematuramente.
Postes laterais: Pelo menos dois postes laterais de alta{0}}permeabilidade (4) são colocados entre as bordas externas das culatras, de preferência distribuídos simetricamente ao redor do pilar central. Esses postes laterais criam vários loops de fluxo magnético para dispersar efetivamente o fluxo magnético.
Montagem do Reator: O reator completo inclui a bobina (5) enrolada fora do pilar central (1).
Isolamento: Anéis terminais isolantes são fornecidos na parte superior e inferior da bobina para isolá-la do pilar central e das culatras.
Invólucro opcional: Um invólucro pode ser colocado fora do núcleo, que pode ser preenchido com cola para conectar integralmente todas as peças.
C. Efeitos benéficos
Melhor utilização da forga: o uso de material de alta-saturação para o pilar central e a inserção nas forquilhas evita a saturação precoce da ferrite da forquilha, permitindo que o espaço da forquilha seja utilizado de forma eficaz.
Estrutura compacta e fácil fabricação: o uso de pelo menos duas colunas laterais de alta-permeabilidade forma vários loops de fluxo magnético, dispersando o fluxo magnético. Isto permite que a espessura da peça do garfo seja reduzida, resultando em uma estrutura compacta e de fácil fabricação.
Evita a saturação precoce: O design da profundidade de inserção garante que o material da forquilha seja protegido contra saturação prematura.
III. Principais reivindicações
Reivindicação 1: Núcleo magnético de reator, compreendendo um pilar central (1), uma culatra superior (2), uma culatra inferior (3) e pelo menos dois postes laterais de alta-permeabilidade (4), caracterizado por:
O pilar central (1) está disposto entre a área intermediária da forquilha superior (2) e a área intermediária da forquilha inferior (3).
A densidade do fluxo magnético de saturação do pilar central (1) é maior que a da forquilha superior (2) e da forquilha inferior (3).
As colunas laterais de alta -permeabilidade (4) são dispostas entre a culatra superior (2) e a culatra inferior (3) em intervalos, com suas duas extremidades conectadas às bordas externas da culatra superior (2) e da culatra inferior (3), respectivamente.
Reivindicação 2: Núcleo magnético do reator, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que ambas as extremidades do pilar central (1) são inseridas na forquilha superior (2) e na forquilha inferior (3), respectivamente, e uma razão entre a profundidade de inserção D de cada extremidade e a espessura da forquilha D′, D′D, satisfaz a condição: D′D Maior ou igual a B1B1−B2, onde B1 é a densidade de fluxo magnético de saturação do pilar central (1), e B2 é a densidade do fluxo magnético de saturação da culatra superior (2) e da culatra inferior (3).
Reivindicação 6: Núcleo magnético do reator, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o pilar central (1) é feito de um núcleo de pó metálico e a culatra superior (2) e a culatra inferior (3) são feitas de ferrita.
Reivindicação 9: Reator, compreendendo uma bobina (5) e o núcleo magnético do reator como descrito em qualquer uma das reivindicações anteriores, em que a bobina (5) é enrolada fora do pilar central (1).
