GEBIET DER ERFINDUNGFIELD OF THE INVENTION
Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Induktor in Übereinstimmung
mit der Präambel des
unabhängigen
Patentanspruchs 1.The
The present invention relates to an inductor in accordance
with the preamble of
independent
Patent claim 1.
Eine
Hauptanwendung eines Gleichstrom-Induktors als eine passive Komponente
liegt bei einer Gleichstromverbindung von elektrischen Wechselstrom-Antrieben
vor. Übliche
Probleme bei der Auslegung von Induktoren beziehen sich auf ihre Form
und ihre Schutzart.A
Main application of a DC-inductor as a passive component
lies in a DC connection of AC electric drives
in front. usual
Problems in the design of inductors relate to their shape
and their degree of protection.
AM NÄCHSTEN KOMMENDER STAND DER
TECHNIKTHE NEXT COMING STATE OF
TECHNOLOGY
Ein
Beispiel einer bekannten Induktoranordnung ist in der Publikation DE 19918322 A1 beschrieben,
die sich auf eine Phasenkomponente für Filterschaltungen bezieht
und sie beschreibt einen Induktor in Übereinstimmung mit der Präambel von
Patentanspruch 1.An example of a known inductor arrangement is in the publication DE 19918322 A1 which relates to a phase component for filter circuits and describes an inductor in accordance with the preamble of claim 1.
KURZE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNGBRIEF DESCRIPTION OF THE INVENTION
Ein
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, einen Induktor mit einer
hohen Schutzart und vernünftigen
Herstellungskosten zu liefern. Das Ziel der Erfindung wird erreicht
durch einen Induktor, der dadurch gekennzeichnet ist, was in dem
kennzeichnenden Teil des unabhängigen
Patentanspruchs 1 festgelegt ist. Die bevorzugten Ausführungen
der Erfindung sind in den abhängigen
Patentansprüchen
offengelegt.One
The aim of the present invention is to provide an inductor with a
high degree of protection and reasonable
To deliver production costs. The object of the invention is achieved
by an inductor characterized by what is in the
characteristic part of the independent
Claim 1 is defined. The preferred versions
of the invention are in the dependent
claims
disclosed.
Die
Erfindung basiert auf der Idee, dass man die magnetische Schaltung
eines Induktors herstellt durch Kombination eines ferromagnetischen
Blechmaterials, eines im Wesentlichen magnetisch isotropen Materials
und eines Permanentmagnetelements.The
Invention is based on the idea that the magnetic circuit
an inductor is made by combining a ferromagnetic
Sheet material, a substantially magnetically isotropic material
and a permanent magnet element.
Vorteile
des Induktors der Erfindung schließen eine hohe Schutzart und
vernünftige
Herstellungskosten ein. Ein weiterer Vorteil des Induktors der Erfindung
besteht darin, dass seine Form ziemlich frei gewählt werden kann.advantages
of the inductor of the invention include a high degree of protection and
reasonable
Production costs. Another advantage of the inductor of the invention
is that its shape can be chosen fairly freely.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Im
Folgenden wird die Erfindung in größerem Detail beschrieben durch
bevorzugte Ausführungen mit
Bezug auf die beigefügten
Zeichnungen, in welchen:in the
Below, the invention will be described in more detail by
preferred embodiments with
Reference to the attached
Drawings in which:
1 eine
Seitenschnittansicht eines Induktors in Übereinstimmung mit einer Ausführung der
Erfindung ist; 1 Fig. 3 is a side sectional view of an inductor in accordance with an embodiment of the invention;
2 eine
Schnittansicht von oben ist, entnommen entlang der Linie A-A des
Induktors aus 1; und 2 is a sectional view from above, taken along the line AA of the inductor 1 ; and
3 ein
Diagramm ist, welches die gespeicherte Magnetfeldenergie darstellt. 3 is a diagram representing the stored magnetic field energy.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER ERFINDUNGDETAILED DESCRIPTION
THE INVENTION
1 zeigt
eine Seitenschnittansicht eines Induktors in Übereinstimmung mit einer Ausführung der
Erfindung. Der Induktor umfasst einen Kern 2 und eine Wicklung 4.
Der Kern 2 schließt
ein inneres Kernelement 6, das radial im Inneren der Wicklung 4 platziert
ist und ein äußeres Kernelement 8 ein,
das radial außerhalb
der Wicklung 4 platziert ist. 1 shows a side sectional view of an inductor in accordance with an embodiment of the invention. The inductor comprises a core 2 and a winding 4 , The core 2 closes an inner core element 6 that is radially inside the winding 4 is placed and an outer core element 8th one that is radially outside the winding 4 is placed.
Sowohl
das innere Kernelement 6 als auch das äußere Kernelement 8 besitzen
die Form eines hohlen Zylinders. Das innere Kernelement 6 und
das äußere Kernelement 8 sind
so aus einem ferromagnetischen Blech hergestellt, wie ein Kernblech,
das auch als Transformatorblech oder Transformatorplatte bekannt
ist. Das ferromagnetische Blech ist in einer Spiralform gerollt,
um das röhrenförmige Kernelement
zu liefern. Angrenzende Umläufe
in der Spirale werden durch eine dazwischenliegende Isolation voneinander
getrennt. Das spiralförmige
Kernelement kann hergestellt werden durch ein Rollen eines rechteckigen
Blechs blank in eine zylindrische Spiralform.Both the inner core element 6 as well as the outer core element 8th have the shape of a hollow cylinder. The inner core element 6 and the outer core element 8th are made of a ferromagnetic sheet, such as a core sheet, which is also known as a transformer sheet or transformer plate. The ferromagnetic sheet is rolled in a spiral shape to provide the tubular core member. Adjacent turns in the spiral are separated by an intervening insulation. The spiral core member can be manufactured by rolling a rectangular blank sheet into a cylindrical spiral shape.
Das
innere Kernelement 6 und das äußere Kernelement 8,
die aus einem ferromagnetischen Blechmaterial hergestellt sind,
gestatten hinsichtlich des Induktors eine längliche Struktur, auf Grund
der großen
mechanischen Festigkeit des Materials. Die längliche Gestalt des Induktors
ist eine vorteilhafte Eigenschaft, wenn der Induktor in ein Gehäuse eingepasst
werden muss, das eine geringe Breitenabmessung besitzt.The inner core element 6 and the outer core element 8th , which are made of a ferromagnetic sheet material, allow for the inductor elongated structure, due to the high mechanical strength of the material. The elongated shape of the inductor is an advantageous characteristic when the inductor needs to be fitted in a housing having a small width dimension.
Die
Wicklung 4 ist relativ knapp eingepasst zwischen dem inneren
Kernelement 6 und dem äußeren Kernelement 8.
Demzufolge ist der innere Durchmesser der Wicklung 4 etwa
der gleiche wie der Außendurchmesser
des inneren Kernelements 6 und der Außendurchmesser der Wicklung 4 ist
etwa der gleiche wie der Innendurchmesser des äußeren Kernelements 8.The winding 4 is fitted relatively close between the inner core element 6 and the outer core member 8th , As a result, the inner diameter of the winding is 4 about the same as the outer diameter of the inner core member 6 and the outer diameter of the winding 4 is about the same as the inner diameter of the outer core member 8th ,
In
dem inneren Kernelement 6 und dem äußeren Kernelement 8 ist
der spezifische magnetische und thermische Widerstand niedriger
in der Richtung parallel zu der Ebene des ferromagnetischen Blechs als
in der Richtung senkrecht zu der Ebene des Blechs. Mit anderen Worten
ist hinsichtlich der magnetischen und thermischen Eigenschaften
das ferromagnetische Blech ein anisotropes Material. Diese magnetische
und thermische Anisotropie wird hauptsächlich verursacht oder zumindest
erhöht
durch die Isolierung zwischen den benachbarten Umläufen der Spiralen.
Die magnetische Anisotropie des ferromagnetischen Blechmaterials
ist kein Problem bei dem Induktor in Übereinstimmung mit der Erfindung,
da die allgemeine Richtung des Magnetflusses in dem inneren Kernelement 6 und
in dem äußeren Kernelement 8 parallel
zu der Ebene des ferromagnetischen Blechmaterials verlauft.In the inner core element 6 and the outer core member 8th For example, the specific magnetic and thermal resistance is lower in the direction parallel to the plane of the ferromagnetic sheet than in the direction perpendicular to the plane of the sheet. In other words, in terms of magnetic and thermal properties, the ferromagnetic sheet is an anisotropic material. These Magnetic and thermal anisotropy is mainly caused or at least increased by the isolation between the adjacent turns of the spirals. The magnetic anisotropy of the ferromagnetic sheet material is not a problem with the inductor in accordance with the invention since the general direction of magnetic flux in the inner core member 6 and in the outer core member 8th parallel to the plane of the ferromagnetic sheet material.
Die
relative Permeabilität
des ferromagnetischen Blechmaterials beträgt näherungsweise 3000 in einer
Richtung parallel zu der Ebene und näherungsweise 20 in
einer Richtung senkrecht zu der Ebene.The relative permeability of the ferromagnetic sheet material is approximately 3000 in a direction parallel to the plane and approximately 20 in a direction perpendicular to the plane.
Der
Kern 2 des Induktors umfasst ferner ein erstes Abschlusselement 10 und
ein zweites Abschlusselement 12, die eingerichtet sind,
um den Magnetflusspfad in der radialen Richtung jeweils in der Nachbarschaft
des ersten axialen Endes 14 und des zweiten axialen Endes 16 der
Wicklung 4 abzuschließen.
Die axiale Richtung der Wicklung 4 und des gesamten Induktors
wird durch die allgemeine Richtung des Magnetflusses im Inne ren
der Wicklung definiert. Die radiale Richtung ist eine Richtung senkrecht
zu der axialen Richtung.The core 2 of the inductor further comprises a first termination element 10 and a second end element 12 which are arranged to the magnetic flux path in the radial direction in each case in the vicinity of the first axial end 14 and the second axial end 16 the winding 4 complete. The axial direction of the winding 4 and the entire inductor is defined by the general direction of the magnetic flux inside the winding. The radial direction is a direction perpendicular to the axial direction.
Das
erste Abschlusselement 10 und das zweite Abschlusselement 12 können identische
Elemente sein.The first conclusion element 10 and the second end element 12 can be identical elements.
Jedes
Abschlusselement des Kerns 2 besitzt einen Innendurchmesser,
der gleich ist dem Innendurchmesser des inneren Kernelements 6 und
einen Außendurchmesser,
der gleich ist dem Außendurchmesser
des äußeren Kernelements 8.
Der gesamte magnetische Fluss des Induktors breitet sich im Wesentlichen
durch jedes der Abschlusselemente aus, wenn der Induktor in Verwendung
ist.Each end element of the core 2 has an inner diameter that is equal to the inner diameter of the inner core member 6 and an outer diameter equal to the outer diameter of the outer core member 8th , The entire magnetic flux of the inductor propagates substantially through each of the termination elements when the inductor is in use.
Der
Kern 2 des Induktors aus 1 besitzt eine
im Wesentlichen gleichbleibende Querschnittsfläche. Deshalb ist die Verteilung
der Magnetflussdichte B in dem Kern 2 ebenfalls im Wesentlichen konstant.The core 2 of the inductor 1 has a substantially constant cross-sectional area. Therefore, the distribution of the magnetic flux density B is in the core 2 also essentially constant.
Das
erste Abschlusselement 10 und das zweite Abschlusselement 12 bestehen
aus einem weichmagnetischen Composit-Material das durch Pulvermetallurgieprozesse
hergestellt wird. Die weichmagnetischen Composit-Materialien (SMC) sind
dielektromagnetische Pulvermaterialien, bei denen ferromagnetische
Teilchen voneinander isoliert sind durch ein dielektrisches warmaushärtendes Harz.
Die magnetischen, elektrischen und thermischen Eigenschaften der
weichmagnetischen Composit-Materialien (SMC) sind isotrop.The first conclusion element 10 and the second end element 12 consist of a soft magnetic composite material produced by powder metallurgy processes. The soft magnetic composite (SMC) materials are dielectric magnetic powder materials in which ferromagnetic particles are isolated from each other by a dielectric thermosetting resin. The magnetic, electrical and thermal properties of the soft magnetic composite (SMC) materials are isotropic.
Es
sind verschiedene geeignete weichmagnetische Composit-Materialien
kommerziell verfügbar
für die
Realisierung des Induktors in Übereinstimmung
mit der Erfindung. Ein Beispiel eines geeigneten Materials ist Somalloy
550 + 0,5% Kenulube, hergestellt von Höganäs AB, Schweden. Die relative Permeabilität des oben
erwähnten
Somalloy-Materials
beträgt
etwa 250 in jede Richtung.It
are various suitable soft magnetic composite materials
commercially available
for the
Realization of the inductor in accordance
with the invention. An example of a suitable material is Somalloy
550 + 0.5% Kenulube, manufactured by Höganäs AB, Sweden. The relative permeability of the above
mentioned
Somalloy material
is
about 250 in each direction.
Alternativ
können
die Abschlusselemente 10 und 12 aus irgendeinem
anderen weichmagnetischen Material oder irgendeinem anderen Material hergestellt
werden, das im Wesentlichen magnetisch isotrop ist und eine geeignete
Permeabilität
besitzt.Alternatively, the finishing elements 10 and 12 are made of any other soft magnetic material or any other material that is substantially magnetically isotropic and has a suitable permeability.
Die
magnetische Isotropie der Abschlusselemente 10 und 12 ist
eine vorteilhafte Eigenschaft, weil der magnetische Fluss Φ im Wesentlichen
eine 180°-Umkehr
in jedem Abschlusselement durchführt, wie
in 1 dargestellt ist. 1 zeigt
auch, dass sich der magnetische Fluss Φ im Wesentlichen ausschließlich in
axialer Richtung in dem inneren Kernelement 6 und in dem äußeren Kernelement 8 ausbreitet.The magnetic isotropy of the end elements 10 and 12 is an advantageous property because the magnetic flux Φ makes substantially a 180 ° reversal in each termination element, as in FIG 1 is shown. 1 also shows that the magnetic flux Φ is substantially exclusively in the axial direction in the inner core member 6 and in the outer core member 8th spreads.
Elektrischer
Strom und Wirbelströme
erzeugen Wärme
und diese Wärme
muss von dem Induktor entfernt werden. Die inneren und äußeren Kernelemente 6 und 8 sind
thermisch anisotrop, so dass sie Wärme besser in der axialen Richtung
des Induktors leiten. Deshalb ist es vorteilhaft, dass die Abschlusselemente 10 und 12 ebenfalls
eine entsprechende thermische Leitfähigkeit in der axialen Richtung
des Induktors besitzen. Die thermische Leitfähigkeit der weichmagnetischen
Composit-Materialien (SMC) ist im Wesentlichen ähnlich der thermischen Leitfähigkeit
des Kernblechs in der Laminierungsebene, so dass die thermische
Leitfähigkeit
der weichmagnetischen Composit-Materialien
ausreichend hoch ist.Electric current and eddy currents generate heat and this heat must be removed from the inductor. The inner and outer core elements 6 and 8th are thermally anisotropic, so that they conduct heat better in the axial direction of the inductor. That is why it is advantageous that the end elements 10 and 12 also have a corresponding thermal conductivity in the axial direction of the inductor. The thermal conductivity of the soft magnetic composite materials (SMC) is substantially similar to the thermal conductivity of the core sheet in the lamination plane, so that the thermal conductivity of the soft magnetic composite materials is sufficiently high.
1 zeigt,
dass in den Abschlusselementen 10 und 12 der magnetische
Fluss Φ und
der Wärmefluss
Q sich im wesentlichen senkrecht in Verhältnis zueinander ausbreiten.
Man muss im Gedächtnis behalten,
dass praktisch alle anisotropen Materialien und Strukturen eine
Richtung oder Ebene besitzen, in der sich sowohl der magnetische
als auch der thermische Widerstand auf ihrem Minimum befinden. Als Folge
müsste
sich, wenn die Abschlusselemente 10 und 12 aus
einem anisotropen Material hergestellt wären entweder der magnetische
Fluss Φ oder
der Wärmefluss
Q zumindest teilweise in einer unvorteilhaften Richtung hinsichtlich
des Materialwiderstandes ausbreiten. Deshalb ist es vorteilhaft,
dass das Material der Abschlusselemente im Wesentlichen sowohl magnetisch
als auch thermisch isotrop ist. 1 shows that in the final elements 10 and 12 the magnetic flux Φ and the heat flux Q propagate substantially perpendicularly in relation to each other. It should be remembered that virtually all anisotropic materials and structures have a direction or plane in which both magnetic and thermal resistance are at their minimum. As a result, if the completion elements would have to 10 and 12 Made of an anisotropic material, either the magnetic flux Φ or the heat flux Q would at least partially propagate in a disadvantageous direction in terms of material resistance. Therefore, it is advantageous that the material of the termination elements is substantially both magnetically and thermally isotropic.
2 ist
eine Schnittansicht von oben vorgenommen entlang einer Radialebene
des Induktors aus 1. 2 zeigt,
dass das innere Kernelement 6 und das äußere Kernelement 8 koaxial
montiert sind und dass sie beide einen kreisförmigen Querschnitt besitzen.
Alternativ kann der Querschnitt des inneren Kernelements 6 und
des äußeren Kernelements 8 z.B.
elliptisch oder im Wesentlichen rechteckig sein. 2 is a sectional view taken from above taken along a radial plane of the inductor 1 , 2 shows that the inner core element 6 and the outer core element 8th are coaxially mounted and that they both have a circular cross-section. Alternatively, the cross section of the inner core element 6 and the outer core member 8th eg elliptical or substantially rectangular.
2 zeigt
auch, das eine runde Durchführung 28 in
dem Zentrum des Induktors vorgesehen ist. Der Durchmesser der Durchführung 28 ist
dem inneren Durchmesser des inneren Kernelements 6 gleich.
Die Durchführung 28 erstreckt
sich durch den Induktor in axialer Richtung und sie kann verwendet werden,
um den Induktor zu kühlen. 2 also shows that a round implementation 28 is provided in the center of the inductor. The diameter of the bushing 28 is the inner diameter of the inner core element 6 equal. The implementation 28 extends through the inductor in the axial direction and can be used to cool the inductor.
Die
Komponenten des Induktors können durch
einen Bolzen, der in die Durchführung 28 eingeführt wird
zusammengehalten werden. Der Bolzen und eine entsprechende Mutter
können
so angeordnet werden, um einen ersten Flansch gegen das erste axiale
Ende des Induktors und einen zweiten Flansch gegen das zweite axiale
Ende des Induktors zu pressen. Der Bolzen kann aus Kunststoff oder
einem anderen nichtmagnetischen Material hergestellt sein.The components of the inductor can be carried by a bolt in the lead 28 will be held together. The bolt and a corresponding nut may be arranged to press a first flange against the first axial end of the inductor and a second flange against the second axial end of the inductor. The bolt may be made of plastic or other non-magnetic material.
Es
ist auch möglich
einen Induktor zu tiefern, der sowohl einen Bolzen und einen Kühlkanal
in der Durchführung 28 besitzt.
Dies kann zum Beispiel erreicht werden durch einen hohlen Bolzen,
der den Kühlkanal
unterbringt oder durch einen Kühlkanal, der
sich um den Bolzen herum und durch die Flansche hindurch erstreckt.It is also possible to lower an inductor having both a bolt and a cooling channel in the bushing 28 has. This can be achieved, for example, by a hollow bolt that houses the cooling channel or by a cooling channel that extends around the bolt and through the flanges.
Der
Induktor aus 1 umfasst ferner ein Permanentmagnetelement 20,
das in dem Magnetkreis des Induktors vorgesehen ist. Das Permanentmagnetelement 20 ist
zwischen dem inneren Kernelement 6 und dem ersten Abschlusselement 10 so platziert,
dass zumindest ein wesentlicher Anteil des magnetischen Flusses Φ des Induktors
sich durch das Permanentmagnetelement 20 ausbreitet, wenn sich
der Induktor in Verwendung befindet. Somit ist das Permanentmagnetelement 20 ein
Kernelement des Induktors wie das innere und das äußere Kernelement
und die Abschlusselemente.The inductor off 1 further comprises a permanent magnet element 20 which is provided in the magnetic circuit of the inductor. The permanent magnet element 20 is between the inner core element 6 and the first end element 10 placed so that at least a substantial portion of the magnetic flux Φ of the inductor through the permanent magnet element 20 propagates when the inductor is in use. Thus, the permanent magnet element 20 a core element of the inductor such as the inner and outer core element and the termination elements.
Das
Permanentmagnetelement 20 befindet sich im Inneren der
Wicklung 4 in einer radialen Richtung. Auf diese Weise
kann das Permanentmagnetelement 20 klein gehalten werden,
was vorteilhaft ist, weil geeignete Permanentmagnetmaterialien teuer sind.
Ferner ist das Innere der Wicklung 4 ein mechanisch sichererer
Ort als die Außenseite
der Wicklungen.The permanent magnet element 20 is inside the winding 4 in a radial direction. In this way, the permanent magnet element 20 be kept small, which is advantageous because suitable permanent magnet materials are expensive. Further, the inside of the winding is 4 a mechanically safer place than the outside of the windings.
Das
Permanentmagnetelement 20 ist ein ringförmiges Element. Die Innen-
und Außendurchmesser
des Permanentmagnetelements 20 sind in der Wesentlichen
jeweils die gleichen wie die Innen- und Außendurchmesser des inneren
Kernelements 6.The permanent magnet element 20 is an annular element. The inner and outer diameter of the permanent magnet element 20 are substantially the same as the inner and outer diameters of the inner core member, respectively 6 ,
Das
Permanentmagnetelement 20 kann relativ dünn sein.
Bei einer Ausführung
der Erfindung beträgt
die Dicke des Permanentmagnetelements 20 etwa 0,5 mm.The permanent magnet element 20 can be relatively thin. In one embodiment of the invention, the thickness of the permanent magnet element is 20 about 0.5 mm.
3 zeigt,
wie viel magnetische Feldenergie der Induktor mit und ohne dem Permanentmagnetelement 20 speichern
kann. Die magnetische Flussdichte B ist als eine Funktion des Gleichstroms Idc gezeigt. 3 shows how much magnetic field energy the inductor with and without the permanent magnet element 20 can save. The magnetic flux density B is shown as a function of the DC current I dc .
Wenn
kein Permanentmagnetelement 20 in dem Induktor vorhanden
ist, und wenn kein Strom angelegt ist, ist der Arbeitspunkt des
Induktors P01. Wenn der Induktor in dem
linearen Gebiet der Kurve BH arbeitet, bewegt sich der Arbeitspunkt
zu P1 für den
Magnetflussdichte-Pegel BW und den Gleichstrom
Idc. Die gespeicherte magnetische Energie
für den
Arbeitspunkt P1 ist durch das horizontal
schraffierte Gebiet in 3 gezeigt.If not a permanent magnet element 20 is present in the inductor, and when no current is applied, the operating point of the inductor is P 01 . When the inductor operates in the linear region of the curve BH, the operating point moves to P 1 for the magnetic flux density level B W and the direct current I dc . The stored magnetic energy for the operating point P 1 is indicated by the horizontally hatched area in FIG 3 shown.
Wenn
nun das Permanentmagnetelement 20 in den Magnetkreis eingeführt wird,
ist der Startpunkt P mit der Flussdichte –B0 und
dem Strom Null. Wenn der Strom der Wicklung 4 zugeführt wird,
steht die magnetomotorische Kraft, die durch den Strom erzeugt wird
der Magnetisierung des Permanentmagnetelements 20 entgegen.
Für den
gleichen Wert des Gleichstroms Idc und mit
der gleichen Anzahl an Windungen in der Wicklung 4 würde die
magnetische Flussdichte B den Wert von Bw nicht
erreichen. Dies gestattet es, dass die Anzahl an Windungen in der Wicklung 4 erhöht wird,
wodurch der Arbeitspunkt P1 erreicht werden
kann. Die gespeicherte Energie ist nun als eine Summe von zwei schraffierten
Gebieten in 3 gezeigt. Die Energie und somit
die Induktivität
wurden um den Betrag des vertikal schraffierten Gebietes erhöht verglichen
mit der Situation ohne das Permanentmagnetelement 20. Es
ist deshalb möglich
die Größe eines
Induktors mit einer vorgegebenen Induktivität zu vermindern, durch Anpassung eines
Permanentmagnetelements in dem Magnetkreis des Induktors.Now if the permanent magnet element 20 is introduced into the magnetic circuit, the starting point P with the flux density -B 0 and the current is zero. When the current of the winding 4 is supplied, the magnetomotive force generated by the current is the magnetization of the permanent magnet element 20 opposite. For the same value of DC I dc and with the same number of turns in the winding 4 For example, the magnetic flux density B would not reach the value of B w . This allows the number of turns in the winding 4 is increased, whereby the operating point P 1 can be achieved. The stored energy is now considered a sum of two hatched areas in 3 shown. The energy and thus the inductance were increased by the amount of the vertically hatched area compared to the situation without the permanent magnet element 20 , It is therefore possible to reduce the size of an inductor having a given inductance by adapting a permanent magnet element in the magnetic circuit of the inductor.
Das
Permanentmagnetelement 20 erleichtert die Montage des Induktors,
indem es die Komponenten des Induktors durch magnetische Anziehungskraft
zusammen halt. Ein Beispiel für
ein geeignetes Material für
das Permanentmagnetelement 20 ist das NdFeB-Material NEOREM
499a, auf den Markt gebracht von Neorem Magnets, Finnland.The permanent magnet element 20 facilitates the assembly of the inductor by holding together the components of the inductor by magnetic attraction. An example of a suitable material for the permanent magnet element 20 is NdFeB material NEOREM 499a, marketed by Neorem Magnets, Finland.
Bezogen
auf 1 umfasst der Induktor ferner fünf magnetische
Dichtelemente, die eingerichtet sind, um die magnetische Kopplung
zwischen benachbarten Elementen in dem Magnetkreis des Induktors
zu verbessern. Das erste von diesen ist mit dem Referenzzahlzeichen 18 bezeichnet
und zwischen dem inneren Kernelement 6 und dem zweiten Abschlusselement 12 angebracht.
Das zweite ist mit dem Referenzzahlzeichen 19 bezeichnet
und zwischen dem äußeren Kernelement 8 und
dem zweiten Abschlusselement 12 angebracht. Das dritte
ist mit dem Referenzzahlzeichen 22 bezeichnet und zwischen
dem Permanentmagnetelement 20 und dem ersten Abschlusselement 10 angebracht.
Das vierte ist mit dem Referenzzahlzeichen 24 bezeichnet
und zwischen dem Permanentmagnetelement 20 und dem inneren
Kernelement 6 angebracht. Das fünfte ist mit dem Referenzzahlzeichen 26 bezeichnet
und zwischen dem äußeren Kernelement 8 und
dem ersten Abschlusselement 10 angebracht. Jedes der magnetischen
Dichtelemente 18, 19, 22, 24 und 26 kann zum
Beispiel ein massives Element sein oder ein Element, das durch körniges Pulvermaterial
hergestellt wird oder ein halbflüssiges
Element sein. Die Permeabilität
des Materials von jedem magnetischen Dichtelement ist im Wesentlichen
größer als
die Permeabilität
von Luft.Related to 1 The inductor further comprises five magnetic sealing elements arranged to enhance the magnetic coupling between adjacent elements in the magnetic circuit of the inductor. The first of these is with the reference number sign 18 and between the inner core element 6 and the second end element 12 appropriate. The second is with the reference number sign 19 and between the outer core element 8th and the second end element 12 appropriate. The third is with the reference number sign 22 designated and between the permanent magnet element 20 and the first end element 10 appropriate. The fourth is with the reference number sign 24 designated and between the permanent magnet element 20 and the inner core element 6 appropriate. The fifth is with the reference number sign 26 and between the outer core element 8th and the first end element 10 appropriate. Each of the magnetic sealing elements 18 . 19 . 22 . 24 and 26 For example, it may be a solid element or an element made of granular powder material or a semi-liquid element. The permeability of the material of each magnetic sealing element is substantially greater than the permeability of air.
Wegen
des Permanentmagnetelements 20 und dem magnetischen Dichtelement 24 ist
das innere Kernelement 6 des Induktors aus 1 in
axialer Richtung leicht kürzer
als das äußere Kernelement 8.Because of the permanent magnet element 20 and the magnetic sealing element 24 is the inner core element 6 of the inductor 1 slightly shorter in the axial direction than the outer core element 8th ,
Der
Induktor in Übereinstimmung
mit der Erfindung muss keine magnetischen Dichtelemente umfassen.
Die magnetischen Dichtelemente können durch
eine genaue Passung zwischen benachbarten Kernelementen ersetzt
werden.Of the
Inductor in accordance
The invention need not include magnetic sealing elements.
The magnetic sealing elements can by
replaces an exact fit between adjacent core elements
become.
Der
Magnetkreis des Induktors in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung ist eine Kombination aus einem preisgünstigen
und doch mechanisch festen ferromagnetischen Blechmaterial bei den
inneren und äußeren Kernelementen,
einem im Wesentlichen magnetisch isotropen Material bei den Abschlusselementen
des Kerns und einem Permanentmagnetelement. Es wird für einen
Fachmann offensichtlich sein, dass das Erfindungskonzept auf verschiedene
Arten implementiert werden kann. Die Erfindung und ihre Ausführungen
sind nicht auf die oben beschriebenen Beispiele begrenzt, sondern können innerhalb
des Rahmens der Patentansprüche
variieren.Of the
Magnetic circuit of the inductor in accordance
with the present invention is a combination of a low-priced
and yet mechanically strong ferromagnetic sheet material in the
inner and outer core elements,
a substantially magnetically isotropic material at the termination elements
the core and a permanent magnet element. It will be for one
It should be obvious to a person skilled in the art that the concept of the invention has different
Types can be implemented. The invention and its embodiments
are not limited to the examples described above, but may be within
the scope of the claims
vary.