一种三相电感器的制作方法

1.本发明涉及电感技术领域，具体涉及一种三相电感器。


背景技术：

2.目前电路中所使用的三相电感器，一般采用三相共模电感和三相差模电感相互独立的设计，存在电路结构复杂、体积大和装配困难等缺陷。并且，目前的三相共模电感大多是通过在环形磁芯上绕制线圈制成，制作工艺复杂，费工时，难以实现全自动化绕制。


技术实现要素：

3.本发明为解决上述技术问题，提供了一种三相电感器，能够集成共模电感和差模电感的特性，功率密度大、体积小且便于制造。
4.本发明采用的技术方案如下：
5.一种三相电感器，包括三个第一柱形磁芯、第二柱形磁芯、第一导磁块和第二导磁块，三个所述第一柱形磁芯和所述第二柱形磁芯均设置于所述第一导磁块与所述第二导磁块之间且相互平行，三个所述第一柱形磁芯的轴心两两之间距离相等，所述第二柱形磁芯的轴心与三个所述第一柱形磁芯的轴心之间的距离相等，三个所述第一柱形磁芯上均绕设有线圈。
6.三个所述第一柱形磁芯和所述第二柱形磁芯的一端均与所述第一导磁块紧密连接，三个所述第一柱形磁芯和所述第二柱形磁芯的另一端均与所述第二导磁块紧密连接。
7.三个所述第一柱形磁芯和所述第二柱形磁芯的一端均与所述第一导磁块的一面直接接触，三个所述第一柱形磁芯和所述第二柱形磁芯的另一端均与所述第二导磁块的一面直接接触，或者，三个所述第一柱形磁芯和所述第二柱形磁芯的一端均与所述第一导磁块的一面通过导磁胶粘剂粘接，三个所述第一柱形磁芯和所述第二柱形磁芯的另一端均与所述第二导磁块的一面通过导磁胶粘剂粘接。
8.所述的三相电感器还包括第一限位架和第二限位架，所述第一限位架设置于三个所述第一柱形磁芯和所述第二柱形磁芯的一端，所述第二限位架设置于三个所述第一柱形磁芯和所述第二柱形磁芯的另一端，所述第一限位架和所述第二限位架上分别开设有适于三个所述第一柱形磁芯和所述第二柱形磁芯穿过的通孔。
9.所述的三相电感器还包括第一固定架和第二固定架，三个所述第一柱形磁芯、所述第二柱形磁芯、所述第一导磁块和所述第二导磁块固定于所述第一固定架与所述第二固定架之间。
10.所述第一固定架和所述第二固定架均包括面板部和设置于所述面板部上的安装部，所述第一固定架的安装部与所述第二固定架的安装部相配合安装固定，以将三个所述第一柱形磁芯、所述第二柱形磁芯、所述第一导磁块和所述第二导磁块固定于所述第一固定架与所述第二固定架之间。
11.所述第一固定架的面板部上或所述第二固定架的面板部上对应每个所述线圈的
每个出线端开设有通孔。
12.所述的三相电感器还包括出线板，所述出线板垂直于所述第一固定架和所述第二固定架的面板部设置，所述出线板上对应每个所述线圈的每个出线端开设有通孔。
13.所述线圈为单层线圈。
14.所述线圈采用扁平导线绕制。
15.本发明的有益效果：
16.本发明的三相电感器，通过在两个导磁块之间设置两两等距布置的三个绕设有线圈的柱形磁芯和一个位于中心的无线圈的柱形磁芯，能够集成共模电感和差模电感的特性，功率密度大、体积小且便于制造。
附图说明
17.图1为本发明一个实施例的三相电感器的结构示意图；
18.图2为本发明一个实施例的三相电感器的爆炸图；
19.图3为本发明一个实施例的三相电感器的共模磁通仿真示意图；
20.图4为本发明一个实施例的三相电感器的差模磁通仿真示意图；
21.图5为本发明一个实施例的三相电感器的线圈出线结构示意图；
22.图6为本发明另一个实施例的三相电感器的线圈出线结构示意图。
23.附图标记：
24.第一柱形磁芯1、第二柱形磁芯2、第一导磁块3、第二导磁块4、线圈5、第一限位架6、第二限位架7、第一固定架8、第二固定架9、出线板10。
具体实施方式
25.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
26.如图1和图2所示，本发明实施例的三相电感器包括三个第一柱形磁芯1、第二柱形磁芯2、第一导磁块3和第二导磁块4，三个第一柱形磁芯1和第二柱形磁芯2均设置于第一导磁块3与第二导磁块4之间且相互平行，三个第一柱形磁芯1的轴心两两之间距离相等，第二柱形磁芯2的轴心与三个第一柱形磁芯1的轴心之间的距离相等，三个第一柱形磁芯1上均绕设有线圈5。
27.在本发明的一个实施例中，如图1和图2所示，三个第一柱形磁芯1和第二柱形磁芯2可为圆柱形，三个第一柱形磁芯1的轴心与其横截面的交点位于一正三角形的三个顶点位置处，第二柱形磁芯2的轴心与上述横截面的交点位于上述正三角形的中心位置处。第一导磁块3和第二导磁块4均可呈饼状，且横截面可为圆角三角形，也可为圆形。在三个第一柱形磁芯1上均绕设有线圈5，第二柱形磁芯2上无线圈。由此，呈三角布置的三个绕设有线圈5的第一柱形磁芯1可产生共模电感特性，实现对共模干扰的抑制，位于中心的第二柱形磁芯2可与各个绕设有线圈5的第一柱形磁芯1构成磁通回路，与各个绕设有线圈5的第一柱形磁芯1产生差模电感特性，实现对差模干扰的抑制。
28.在制造时，三个第一柱形磁芯1组装前是相互独立的，可分别进行绕线，因此便于进行自动化绕线。
29.在本发明的实施例中，每个第一柱形磁芯1、第二柱形磁芯2的尺寸均相同，即每个第一柱形磁芯1、第二柱形磁芯2具有相同的高度和截面积。每个第一柱形磁芯1、第二柱形磁芯2、第一导磁块3、第二导磁块4的材料均相同。图3和图4分别为本发明一个实施例的三相电感器的共模磁通仿真和差模磁通仿真示意图，以图3中所标注的尺寸参数为例，对于r、s、t三相第一柱形磁芯1，每个第一柱形磁芯1、第二柱形磁芯2的高度相等，即lr＝ls＝l
t
＝lo，每两个第一柱形磁芯1之间的距离l
rs
、l
st
、l
tr
均相等，形成正三角形排列结构，各相电感相等，在三相平衡条件下，有λr λs λ
t
＝0，其中，λr、λs、λ
t
分别为r、s、t三相磁通链，该三相可形成共模电感。
30.对于差模电感，由于第二柱形磁芯2的轴心与各第一柱形磁芯1的距离均相等，即l
ro
＝l
so
＝l
to
，可形成三个相等的差模路径，第二柱形磁芯2与任一绕设有线圈5的第一柱形磁芯1所产生的差模电感的等效路径l
th
＝(lr l
ro
)
×
2，第二柱形磁芯2与任一绕设有线圈5的第一柱形磁芯1所产生的差模电感的计算公式如下：
[0031][0032]
其中，l为差模电感，μ为第二柱形磁芯2的导磁系数，ae为第二柱形磁芯2的有效截面积，n为该第一柱形磁芯1上的线圈的匝数。
[0033]
根据本发明实施例的三相电感器，通过在两个导磁块之间设置两两等距布置的三个绕设有线圈的柱形磁芯和一个位于中心的无线圈的柱形磁芯，能够集成共模电感和差模电感的特性，功率密度大、体积小且便于制造。
[0034]
在本发明的一个实施例中，三个第一柱形磁芯1和第二柱形磁芯2的一端均与第一导磁块3紧密连接，三个第一柱形磁芯1和第二柱形磁芯2的另一端均与第二导磁块4紧密连接。也就是说，任一柱形磁芯和任一导磁块间均没有气隙。
[0035]
为实现上述的紧密连接，三个第一柱形磁芯1和第二柱形磁芯2的一端均与第一导磁块3的一面直接接触，三个第一柱形磁芯1和第二柱形磁芯2的另一端均与第二导磁块4的一面直接接触。或者，三个第一柱形磁芯1和第二柱形磁芯2的一端均与第一导磁块3的一面通过导磁胶粘剂粘接，三个第一柱形磁芯1和第二柱形磁芯2的另一端均与第二导磁块4的一面通过导磁胶粘剂粘接。
[0036]
进一步地，如图1和图2所示，本发明实施例的三相电感器还可包括第一限位架6和第二限位架7，第一限位架6设置于三个第一柱形磁芯1和第二柱形磁芯2的一端，第二限位架7设置于三个第一柱形磁芯1和第二柱形磁芯2的另一端，第一限位架6和第二限位架7上分别开设有适于三个第一柱形磁芯1和第二柱形磁芯2穿过的通孔。由此，三个第一柱形磁芯1和第二柱形磁芯2的一端在穿过第一限位架6上相应的通孔后与第一导磁块3紧密连接，三个第一柱形磁芯1和第二柱形磁芯2的另一端在穿过第二限位架7上相应的通孔后与第二导磁块4紧密连接，可实现三个第一柱形磁芯1、第二柱形磁芯2之间相互位置的固定。
[0037]
进一步地，如图1和图2所示，本发明实施例的三相电感器还可包括第一固定架8和第二固定架9，三个第一柱形磁芯1、第二柱形磁芯2、第一导磁块3和第二导磁块4固定于第
一固定架8与第二固定架9之间。具体地，第一固定架8和第二固定架9均可包括面板部和设置于面板部上的安装部，图中以每个固定架包括三个安装部为例，第一固定架8的每个安装部均与第二固定架9的相应的一个安装部构成一组，每一组安装部相配合安装固定，以将三个第一柱形磁芯1、第二柱形磁芯2、第一导磁块3和第二导磁块4固定于第一固定架8与第二固定架9之间。在本发明的一个实施例中，每一组安装部可通过螺钉固定安装，或相互卡接实现固定。如图1和图2所示，每一组安装部在整个三相电感器组装完成后可位于相应的两个第一柱形磁芯1之间。通过设置两个固定架，可使整个三相电感器的结构更加稳固，尤其是在上述柱形磁芯与导磁块直接接触的实施例中，能够保证柱形磁芯与导磁块的稳固接合。
[0038]
为了使得本发明实施例的三相电感器整体适于焊接于电路板上，在本发明的一个实施例中，如图5所示，在第一固定架8的面板部上或第二固定架9的面板部上对应每个线圈5的每个出线端开设有通孔(图中以在第二固定架9的面板部上开设有通孔为例)。在本发明的另一个实施例中，如图6所示，三相电感器还可包括出线板10，出线板10可垂直于第一固定架8和第二固定架9的面板部设置，与第一固定架8和第二固定架9的面板部卡接在一起，出线板10上对应每个线圈5的每个出线端开设有通孔。上述在面板部或出线板10上开设的通孔可适于相应的出线端穿过且固定相应的出线端，使得穿过该通孔的部分作为三相电感器的焊接脚。
[0039]
在本发明的一个实施例中，线圈5可为单层线圈，能够有效减小寄生电容。
[0040]
在本发明的一个实施例中，线圈5可采用扁平导线绕制，具有匝间紧密、增大截面积等优点。
[0041]
此外需要说明的是，本发明实施例的三相电感器的各个部件可根据实际需求采用合适的材料，例如第一柱形磁芯1、和第二柱形磁芯2、第一导磁块3和第二导磁块4可采用常见的导磁材料，例如常见的铁氧体材料，导磁胶粘为加入了导磁铁粉和固化剂等的环氧树脂，线圈5采用铜线绕制，第一限位架6、第二限位架7、第一固定架8、第二固定架9与固定架和出线板10均可为塑料材质。
[0042]
在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
[0043]
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
[0044]
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。