三相差模磁集成电感器的制作方法

本发明涉及电感，具体而言，涉及一种三相差模磁集成电感器。

背景技术：

1、随着电力电子技术的发展，三相差模电感作为逆变器、电源转换器等设备中的重要组件，其设计和优化对于提升整体系统效率至关重要。传统的三相差模电感通常采用分离式设计，但由于空间限制以及提高功率密度的需求，集成化设计逐渐成为主流趋势。集成化的三相差模电感不仅能够节省安装空间，还可以减少外部干扰，提高系统的电磁兼容性。

2、然而，在现有的三相差模电感磁集成方案中，虽然能够在对称负载条件下实现较好的性能，但在面对非对称负载时，共模磁柱上的磁通无法达到零状态，导致磁轭和公共磁柱上产生额外的损耗，进而影响电感器的整体性能和可靠性。

技术实现思路

1、本发明解决的问题是如何降低电感器在非对称负载条件下的损耗，提高电感器的性能。

2、为解决上述问题，本发明提供了一种三相差模磁集成电感器，包括三个边缘差模磁柱、中心共模磁柱、第一磁轭和第二磁轭，三个所述边缘差模磁柱和所述中心共模磁柱均设置在所述第一磁轭和所述第二磁轭之间且相互平行，所述中心共模磁柱、所述第一磁轭和所述第二磁轭的磁导率均大于所述边缘差模磁柱的磁导率；

3、其中，每个所述边缘差模磁柱上均绕设有差模绕组以及与所述差模绕组对应的三相磁通平衡绕组，所述三相磁通平衡绕组与对应的所述差模绕组的绕向相反，三个所述边缘差模磁柱上绕设的差模绕组的磁导率相同，所述三相磁通平衡绕组包括a相子磁通平衡绕组、b相子磁通平衡绕组和c相子磁通平衡绕组中的至少两者，所述a相子磁通平衡绕组、b相子磁通平衡绕组和c相子磁通平衡绕组的匝数均相同，所述差模绕组的匝数为a相子磁通平衡绕组、或所述b相子磁通平衡绕组、或所述c相子磁通平衡绕组的二倍或三倍。

4、可选地，所述边缘差模磁柱的制备材料为合金磁粉，所述第一磁轭、所述第二磁轭和所述中心共模磁柱的制备材料均为非晶材料、纳米晶材料和硅钢的其中一者。

5、可选地，三个所述边缘差模磁柱上的所述差模绕组的绕向相同且匝数相同。

6、可选地，三个所述边缘差模磁柱上的差模绕组分别流经一相电流，且三个所述边缘差模磁柱上的差模绕组中所流经的每相电流之间的相位差为120°。

7、可选地，每个所述差模绕组的绕向与对应的一相电流的流向相同。

8、可选地，三个所述边缘差模磁柱分别为a相边缘差模磁柱、b相边缘差模磁柱和c相边缘差模磁柱，所述a相边缘差模磁柱上绕设的差模绕组为a相差模绕组，所述b相边缘差模磁柱上绕设的差模绕组为b相差模绕组，所述c相边缘差模磁柱上绕设的差模绕组为c相差模绕组，三相电流中的a相电流流经所述a相差模绕组使得所述a相边缘差模磁柱、所述中心共模磁柱、所述第一磁轭和所述第二磁轭构成a相闭合磁路，所述三相电流中的b相电流流经所述b相差模绕组使得所述b相边缘差模磁柱、所述中心共模磁柱、所述第一磁轭和所述第二磁轭构成b相闭合磁路，所述三相电流中的c相电流流经所述c相差模绕组使得所述c相边缘差模磁柱、所述中心共模磁柱、所述第一磁轭和所述第二磁轭构成c相闭合磁路；

9、其中，所述a相闭合磁路、所述b相闭合磁路和所述c相闭合磁路的等效磁路长度和等效截面积均相同。

10、可选地，所述三相磁通平衡绕组包括a相子磁通平衡绕组、b相子磁通平衡绕组和c相子磁通平衡绕组,且所述差模绕组的匝数为所述a相子磁通平衡绕组、或所述b相子磁通平衡绕组、或所述c相子磁通平衡绕组的匝数的三倍；

11、其中，所述a相子磁通平衡绕组、所述b相子磁通平衡绕组和所述c相子磁通平衡绕组在对应的所述边缘差模磁柱上分层同心绕制。

12、可选地，所述三相磁通平衡绕组包括a相子磁通平衡绕组、b相子磁通平衡绕组和c相子磁通平衡绕组中的两者，且所述差模绕组的匝数为所述a相子磁通平衡绕组、或所述b相子磁通平衡绕组、或所述c相子磁通平衡绕组的匝数的两倍。

13、可选地，绕设在所述a相边缘差模磁柱上的所述三相磁通平衡绕组为第一磁通平衡绕组，所述第一磁通平衡绕组包括b相子磁通平衡绕组和c相子磁通平衡绕组，绕设在所述b相边缘差模磁柱上的所述三相磁通平衡绕组为第二磁通平衡绕组，所述第二磁通平衡绕组包括a相子磁通平衡绕组和c相子磁通平衡绕组，绕设在所述c相边缘差模磁柱上所述三相磁通平衡绕组为第三磁通平衡绕组，所述第三磁通平衡绕组包括a相子磁通平衡绕组和b相磁通子平衡绕组。

14、可选地，所述a相边缘差模磁柱上的b相子磁通平衡绕组和c相子磁通平衡绕组在所述a相边缘差模磁柱上分层同心绕制，所述b相边缘差模磁柱上的a相子磁通平衡绕组和c相子磁通平衡绕组在所述b相边缘差模磁柱上分层同心绕制，所述c相边缘差模磁柱上的a相子磁通平衡绕组和b相子磁通平衡绕组在所述c相边缘差模磁柱上分层同心绕制。

15、相较于现有技术，本发明的三相差模磁集成电感器的有益效果是：边缘差模磁柱、中心共模磁柱、第一磁轭和第二磁轭构成电感器的结构，以实现边缘差模磁柱的磁集成；通过将三个边缘差模磁柱和中心共模磁柱均设置在第一磁轭和第二磁轭之间且相互平行排列，以形成边缘差模磁柱和中心共模磁柱之间的稳定磁通回路，降低电感器的磁通损失；而中心共模磁柱、第一磁轭和第二磁轭的磁导率均大于所述边缘差模磁柱的磁导率，使得每个边缘差模磁柱的磁通主要集中在由各自的边缘差模磁柱、中心共模磁柱、第一磁轭和第二磁轭组成的磁通回路上，从而减少边缘差模磁柱之间的耦合；通过在边缘差模磁柱上布置与差模绕组对应的三相磁通平衡绕组，使得三相磁通平衡绕组与对应的所述差模绕组的绕向相反，三个边缘差模磁柱上绕设的差模绕组的磁导率相同，所述差模绕组的匝数为对应的所述三相磁通平衡绕组中子磁通平衡绕组的匝数的二倍或三倍，使得负载不对称情况下差模绕组产生的不均衡磁场可以通过三相磁通平衡绕组所产生的磁场进行补偿，从而达到共模磁柱上的磁通平衡，减少了因磁场不平衡所引起的能量损失，进而降低电感器的损耗，提高电感器的性能。

技术特征：

1.一种三相差模磁集成电感器，其特征在于，包括三个边缘差模磁柱（1）、中心共模磁柱（2）、第一磁轭（3）和第二磁轭（4），三个所述边缘差模磁柱（1）和所述中心共模磁柱（2）均设置在所述第一磁轭（3）和所述第二磁轭（4）之间且相互平行，所述中心共模磁柱（2）、所述第一磁轭（3）和所述第二磁轭（4）的磁导率均大于所述边缘差模磁柱（1）的磁导率；

2.根据权利要求1所述的三相差模磁集成电感器，其特征在于，所述边缘差模磁柱（1）的制备材料为合金磁粉，所述第一磁轭（3）、所述第二磁轭（4）和所述中心共模磁柱（2）的制备材料均为非晶材料、纳米晶材料和硅钢的其中一者。

3.根据权利要求1所述的三相差模磁集成电感器，其特征在于，三个所述边缘差模磁柱（1）上的所述差模绕组（5）的绕向相同且匝数相同。

4.根据权利要求1所述的三相差模磁集成电感器，其特征在于，三个所述边缘差模磁柱（1）上的差模绕组（5）分别流经一相电流，且三个所述边缘差模磁柱（1）上的差模绕组（5）中所流经的每相电流之间的相位差为120°。

5.根据权利要求4所述的三相差模磁集成电感器，其特征在于，每个所述差模绕组（5）的绕向与对应的一相电流的流向相同。

6.根据权利要求1所述的三相差模磁集成电感器，其特征在于，三个所述边缘差模磁柱（1）分别为a相边缘差模磁柱（11）、b相边缘差模磁柱（12）和c相边缘差模磁柱（13），所述a相边缘差模磁柱（11）上绕设的差模绕组（5）为a相差模绕组(51)，所述b相边缘差模磁柱（12）上绕设的差模绕组（5）为b相差模绕组(52)，所述c相边缘差模磁柱（13）上绕设的差模绕组（5）为c相差模绕组(53)，三相电流中的a相电流流经所述a相差模绕组(51)使得所述a相边缘差模磁柱（11）、所述中心共模磁柱（2）、所述第一磁轭（3）和所述第二磁轭（4）构成a相闭合磁路，所述三相电流中的b相电流流经所述b相差模绕组(52)使得所述b相边缘差模磁柱（12）、所述中心共模磁柱（2）、所述第一磁轭（3）和所述第二磁轭（4）构成b相闭合磁路，所述三相电流中的c相电流流经所述c相差模绕组(53)使得所述c相边缘差模磁柱（13）、所述中心共模磁柱（2）、所述第一磁轭（3）和所述第二磁轭（4）构成c相闭合磁路；

7.根据权利要求6所述的三相差模磁集成电感器，其特征在于，所述三相磁通平衡绕组（6）包括a相子磁通平衡绕组（61）、b相子磁通平衡绕组（62）和c相子磁通平衡绕组（63）,且所述差模绕组（5）的匝数为所述a相子磁通平衡绕组（61）、或所述b相子磁通平衡绕组（62）、或所述c相子磁通平衡绕组（63）的匝数的三倍；

8.根据权利要求6所述的三相差模磁集成电感器，其特征在于，所述三相磁通平衡绕组（6）包括a相子磁通平衡绕组（61）、b相子磁通平衡绕组（62）和c相子磁通平衡绕组（63）中的两者，且所述差模绕组（5）的匝数为所述a相子磁通平衡绕组（61）、或所述b相子磁通平衡绕组（62）、或所述c相子磁通平衡绕组（63）的匝数的两倍。

9.根据权利要求8所述的三相差模磁集成电感器，其特征在于，绕设在所述a相边缘差模磁柱（11）上的所述三相磁通平衡绕组（6）为第一磁通平衡绕组，所述第一磁通平衡绕组包括b相子磁通平衡绕组（62）和c相子磁通平衡绕组（63），绕设在所述b相边缘差模磁柱（12）上的所述三相磁通平衡绕组（6）为第二磁通平衡绕组，所述第二磁通平衡绕组包括a相子磁通平衡绕组（61）和c相子磁通平衡绕组（63），绕设在所述c相边缘差模磁柱（13）上所述三相磁通平衡绕组（6）为第三磁通平衡绕组，所述第三磁通平衡绕组包括a相子磁通平衡绕组（61）和b相子磁通平衡绕组（62）。

10.根据权利要求9所述的三相差模磁集成电感器，其特征在于，所述a相边缘差模磁柱（11）上的b相子磁通平衡绕组（62）和c相子磁通平衡绕组（63）在所述a相边缘差模磁柱（11）上分层同心绕制，所述b相边缘差模磁柱（12）上的a相子磁通平衡绕组（61）和c相子磁通平衡绕组（63）在所述b相边缘差模磁柱（12）上分层同心绕制，所述c相边缘差模磁柱（13）上的a相子磁通平衡绕组（61）和b相子磁通平衡绕组（62）在所述c相边缘差模磁柱（13）上分层同心绕制。

技术总结本发明提供了一种三相差模磁集成电感器，涉及电感技术领域，该结构包括三个边缘差模磁柱、中心共模磁柱、第一磁轭和第二磁轭，三个边缘差模磁柱和中心共模磁柱均设置在第一磁轭和第二磁轭之间且相互平行，中心共模磁柱、第一磁轭和第二磁轭的磁导率均大于边缘差模磁柱的磁导率；其中，每个边缘差模磁柱上均绕设有差模绕组以及与差模绕组对应的三相磁通平衡绕组，三相磁通平衡绕组与对应的差模绕组的绕向相反，三个边缘差模磁柱上绕设的差模绕组的磁导率相同，且差模绕组的匝数为对应的三相磁通平衡绕组中子磁通平衡绕组的匝数的二倍或三倍。本发明能够降低电感器在非对称负载条件下的损耗，提高电感器的性能。技术研发人员：柳百毅,季建强,程琨受保护的技术使用者：锦浪科技股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/12/2