Сердечник катушки индуктивности

Сердечник катушки индуктивности

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к сердечникам катушек индуктивности.

Уровень техники

Катушки индуктивности используются в широком диапазоне вариантов применения, таких как обработка сигнала, фильтрация шума, генерирование электроэнергии, системы передачи электроэнергии и т.д. Для получения более компактных и более эффективных катушек индуктивности электропроводная обмотка катушки индуктивности может быть расположена вокруг удлиненного магнитопроводящего сердечника, то есть сердечника катушки индуктивности. Сердечник катушки индуктивности, предпочтительно, выполнен из материала, представляющего более высокую магнитную проницаемость, чем воздух, при этом сердечник катушки индуктивности может обеспечивать получение катушки индуктивности с увеличенной индуктивностью.

Сердечники катушек индуктивности доступны с большим разнообразием конструкций и материалов, при этом каждый имеет свои преимущества и недостатки. Однако ввиду возможности увеличения потребности в катушках индуктивности в разных вариантах применения все еще существует потребность в сердечниках катушки индуктивности, имеющих гибкую и эффективную конструкцию, которые могут применяться в широком диапазоне вариантов применения.

Сущность изобретения

Ввиду вышеизложенного, задача настоящего изобретения состоит в удовлетворении этой потребности. Далее будут описаны сердечники катушек индуктивности согласно первому и второму аспектам изобретения. Эти сердечники катушек индуктивности обеспечивают усовершенствование, состоящее в том, что они позволяют получать множество более специфичных конструкций сердечников катушки индуктивности, при этом каждая конструкция имеет присущие ей преимущества, но все они представляют общие преимущества при производстве и эксплуатации.

Согласно первому аспекту, предоставлен сердечник катушки индуктивности, содержащий: проходящий вдоль оси стержневой элемент, проходящий вдоль оси наружный элемент, по меньшей мере, частично окружающий стержневой элемент, таким образом, формирующий пространство вокруг стержневого элемента, для размещения обмотки между стержневым элементом и наружным элементом, пластинчатый элемент, представляющий радиальную протяженность и снабженный сквозным отверстием, при этом стержневой элемент приспособлен для прохождения в сквозное отверстие, причем пластинчатый элемент представляет собой отдельный элемент относительно стержневого элемента и наружного элемента и приспособлен для сборки со стержневым элементом и наружным элементом, при этом формируется путь магнитного потока, который проходит через стержневой элемент, пластинчатый элемент и наружный элемент.

Благодаря конфигурации элементов может быть получен путь магнитного потока с низким магнитным сопротивлением. Наружный элемент, по меньшей мере, частично окружающий стержневой элемент, таким образом, может обеспечивать двойной эффект ограничения магнитного потока, генерируемого током, протекающим в обмотке, для сердечника катушки индуктивности и, таким образом, минимизации или, по меньшей мере, уменьшения взаимных помех с окружением, действуя как проводник потока.

Для получения пути магнитного потока с низким магнитным сопротивлением сердечники катушки индуктивности обычно выполняют из материалов, имеющих высокую магнитную проницаемость. Однако такие материалы могут легко стать насыщенными, особенно с повышенной магнитодвижущей силой. При насыщении индуктивность катушки индуктивности может уменьшаться, при этом диапазон токов, для которых пригоден сердечник катушки индуктивности, уменьшается. Известной мерой для улучшения используемого диапазона является создание барьера для магнитного потока, например, в форме воздушного зазора в части сердечника, вокруг которой расположена обмотка. Для удлиненного сердечника известного уровня техники воздушный зазор, таким образом, проходит в осевом направлении сердечника. Должным образом расположенный воздушный зазор приводит к уменьшению максимальной индуктивности. Он также уменьшает чувствительность индуктивности к текущим колебаниям. Свойства катушки индуктивности могут быть настроены при использовании воздушных зазоров разных длин.

Магнитное поле будет иметь тенденцию распространения в направлении, перпендикулярном направлению пути потока, когда магнитный поток направляется через воздушный зазор. Это распространение потока обычно упоминается как "поток рассеяния". Малый или короткий воздушный зазор будет ограничивать поле меньше, чем большой или длинный воздушный зазор. Ограничение воздушным зазором будет уменьшать магнитное сопротивление и, таким образом, увеличивать индуктивность катушки индуктивности. Однако также будут существовать вихревые токи, генерируемые в окружающем обмоточном проводе, если этот магнитный поток рассеяния изменяется со временем, и поле перекрывает конфигурацию провода. Вихревые токи в проводе будут увеличивать потери в обмотке. Конфигурация воздушного зазора известного уровня техники, следовательно, может влечь за собой потери эффективности из-за потока рассеяния в воздушном зазоре, взаимодействующем с обмоткой. Для уменьшения этих потерь следует тщательно учитывать конфигурацию обмотки в районе воздушного зазора. Дополнительно, может быть необходимо применять хорошо спроектированную конфигурацию провода, например, плоскую обмотку из фольги или многожильный провод с использованием множества жил очень тонких проводов для уменьшения этих потерь.

Конструкция сердечника катушки индуктивности согласно первому аспекту изобретения допускает отклонение от указанного выше подхода известного уровня техники. Более конкретно, она позволяет располагать барьер для магнитного потока в проходящей радиально части пути магнитного потока. Такой "радиальный барьер для магнитного потока" позволяет отделять поток рассеяния, возникающий в барьере магнитного потока, от обмоток и, таким образом, снижать относящиеся к нему потери эффективности.

"Барьер для магнитного потока" может рассматриваться как барьер, расположенный в сердечнике катушки индуктивности и представляющий радиальную протяженность по длине и магнитное сопротивление, таким образом, что барьер будет определяющим фактором для полного магнитного сопротивления пути магнитного потока. Следовательно, барьер для магнитного потока может также упоминаться как барьер для магнитного сопротивления.

Согласно одному варианту осуществления изобретения, барьер для магнитного потока включает в себя материал уменьшенной магнитной проницаемости, который интегрирован с пластинчатым элементом и распределен по его радиальной части. Длина радиальной части может соответствовать полной радиальной протяженности пластинчатого элемента или только его части.

Согласно одному варианту осуществления изобретения, барьер для магнитного потока расположен между стержневым элементом и пластинчатым элементом, при этом барьер для магнитного потока, таким образом, отделяет стержневой элемент и пластинчатый элемент. Благодаря применению сквозного отверстия для стержневого элемента, когда стержневой элемент проходит в сквозное отверстие, "радиальный барьер для магнитного потока" может быть легко сформирован пространством или промежутком, проходящим между сердечником и пластинчатым элементом. Такой барьер для магнитного потока может упоминаться как "радиально-внутренний барьер для магнитного потока". Благодаря расположению барьера для магнитного потока в положении, где путь магнитного потока переходит от осевого к радиальному направлению, можно достигать наличия очень малого потока рассеяния вне сердечника катушки индуктивности, так как большая часть потока рассеяния между стержневым элементом и пластинчатым элементом может возникать на внутренней части сердечника катушки индуктивности.

Согласно одному варианту осуществления изобретения, наружный элемент, по меньшей мере, частично окружает пластинчатый элемент. Это обеспечивает получение устойчивой конструкции, так как путь магнитного потока в поверхностях раздела и между стержневым элементом и между пластинчатым элементом, а также пластинчатым элементом и наружным элементом направлен радиально. Вызванное магнитным потоком осевое напряжение в сердечнике катушки индуктивности, таким образом, может поддерживаться на низком уровне.

Посредством расположения наружного элемента так, что он, по меньшей мере, частично окружает пластинчатый элемент, становится возможным расположение барьера для магнитного потока между пластинчатым элементом и наружным элементом, при этом барьер для магнитного потока, таким образом, отделяет наружный элемент и пластинчатый элемент друг от друга. Такой барьер для магнитного потока может упоминаться как "радиально-наружный барьер для магнитного потока". Радиально-наружный барьер для магнитного потока и радиально-внутренний барьер для магнитного потока дают одинаковые или соответствующие преимущества. Однако радиально-наружный барьер для магнитного потока дает дополнительное преимущество, состоящее в том, что он допускает дальнейшее отделение потока рассеяния, возникающего в радиально-внешнем барьере магнитного потока, от обмоток таким образом, что связанные потери эффективности могут быть снижены.

Согласно одному варианту осуществления изобретения, сердечник катушки индуктивности содержит и радиально-внутренний барьер для магнитного потока, и радиально-наружный барьер для магнитного потока. Таким образом, первый барьер для магнитного потока расположен между стержневым элементом и пластинчатым элементом, и второй барьер для магнитного потока расположен между пластинчатым элементом и наружным элементом. Такое двойное расположение барьера в некоторых случаях может обеспечивать увеличенную гибкость конструкции. Кроме того, двойное расположение барьера позволяет уменьшать поток рассеяния вне сердечника катушки индуктивности по сравнению с применением одиночного барьера, так как каждый барьер может иметь меньшую радиальную толщину, сохраняя такое же комбинированное пополнение полного магнитного сопротивления пути магнитного потока, как и одиночная конфигурация барьера. Меньшая радиальная толщина допускает меньшее отделение между соответствующими элементами, что, в свою очередь, приводит к меньшей величине потока рассеяния.

Как можно понять из указанного выше, сердечник катушки индуктивности согласно первому аспекту представляет модульную конструкцию, в которой пластинчатый элемент может быть сформирован отдельно от стержневого элемента и наружного элемента. Производство пластинчатого элемента, таким образом, может быть оптимизировано отдельно от производства других элементов. Элементы могут затем быть собраны подходящим образом.

Согласно одному варианту осуществления изобретения, элементы выполнены из магнитомягкого порошкового материала. Магнитомягкий порошковый материал может быть магнитомягким композитом. Магнитомягкий композит может содержать частицы магнитного порошка (например, частицы железа), снабженные электроизоляционным покрытием. Сквозное отверстие в пластинчатом элементе позволяет производить большие сердечники катушки индуктивности с применением той же величины силы сжатия или наоборот производить сердечники катушки индуктивности с размерами предшествующего уровня техники с применением меньшей силы сжатия.

Сердечник катушки индуктивности согласно первому аспекту также предлагает преимущества, относящиеся к допуску в ходе производства. Стержневой элемент, пластинчатый элемент и/или наружный элемент могут быть произведены посредством одноосного прессования магнитомягкого порошкового материала. Стержневой элемент, пластинчатый элемент и/или наружный элемент могут быть произведены посредством прессования магнитомягкого порошкового материала. Прессование может включать в себя уплотнение порошкового материала посредством прессования в направлении, соответствующем осевому направлению каждого соответствующего элемента. В радиальном направлении размер элемента ограничен стенками полости матрицы. Элемент, таким образом, может быть произведен с применением одноосного прессования с намного более жестким допуском в радиальном направлении, чем в осевом направлении. Следовательно, произведенные элементы могут представлять размеры в радиальном направлении с высокой точностью. Это предпочтительно, так как это допускает точную посадку относительно друг друга между радиально распределенными элементами. Кроме того, радиальная протяженность барьера магнитного потока (например, определенная радиусом сквозного отверстия и радиальной протяженностью стержневого элемента или радиальной протяженностью пластинчатого элемента и радиальным размером наружного элемента) может быть точно определена, что, в свою очередь, допускает получение хорошей точности относительно индуктивности полученной катушки индуктивности. Эту степень точности было бы очень трудно достичь, производя прессованный сердечник катушки индуктивности с проходящим вдоль оси воздушным зазором.

Согласно одному варианту осуществления изобретения, стержневой элемент, наружный элемент и пластинчатый элемент представляют собой отдельные элементы, которые приспособлены для сборки и совместного формирования пути магнитного потока, проходящего через стержневой элемент, пластинчатый элемент и наружный элемент. Таким образом, каждый элемент может быть отдельно произведен подходящим образом. Элемент может быть выполнен из магнитомягкого порошкового материала, при этом элементы сердечника катушки индуктивности могут быть эффективно произведены с применением одноуровневого набора инструментов.

Модульная конструкция сердечника катушки индуктивности также позволяет получать гибридную конструкцию сердечника катушки индуктивности, когда каждый элемент может быть сформирован из наиболее подходящего материала.

Согласно одному варианту осуществления изобретения, площадь магнитопроводящего поперечного сечения наружного элемента превышает площадь магнитопроводящего поперечного сечения стержневого элемента. Это может быть предпочтительно в некоторых вариантах применения. Это может быть особенно предпочтительно для некоторых гибридных конструкций. Например, стержневой элемент может быть выполнен из магнитомягкого композиционного материала, и наружный элемент может быть выполнен из феррита, такого как мягкий феррит.

Ферритовый материал может представлять более высокую проницаемость и меньшие потери на вихревые токи, чем магнитомягкий композит, но также и меньший уровень насыщения. Однако меньший уровень насыщения может компенсироваться благодаря площади магнитопроводящего поперечного сечения наружного элемента, которая больше, чем площадь магнитопроводящего поперечного сечения стержневого элемента. Уровень насыщения наружного элемента, таким образом, может быть увеличен, при этом полные потери в сердечнике катушки индуктивности могут быть уменьшены.

Согласно одному варианту осуществления изобретения, стержневой элемент выполнен из магнитомягкого порошка, и пластинчатый элемент выполнен из множества слоистых проводящих листов, проходящих в радиальном направлении. Так как стержневой элемент проходит в сквозное отверстие пластинчатого элемента, поток может эффективно передаваться между проходящим вдоль оси стержневым элементом и проходящими радиально проводящими листами пластинчатого элемента. Если он скомбинирован с размещением наружного элемента, по меньшей мере, частично окружающего пластинчатый элемент, магнитный поток может эффективно передаваться также между проводящими листами пластинчатого элемента и наружным элементом.

Согласно одному варианту осуществления изобретения, пластинчатый элемент представляет осевой размер, который уменьшается в радиальном направлении наружу. Поскольку окружность пластинчатого элемента увеличивается вдоль радиального направления наружу, осевой размер пластинчатого элемента можно постепенно уменьшать, сохраняя ту же площадь магнитопроводящего поперечного сечения, как на поверхности раздела между пластинчатым элементом и стержневым элементом. Количество материала, требуемого для пластинчатого элемента, таким образом, можно уменьшить, не оказывая негативного влияния на эффективность.

Согласно одному варианту осуществления изобретения, сквозное отверстие пластинчатого элемента представляет уменьшающийся радиальный размер вдоль направления к внешней осевой стороне пластинчатого элемента. Внешняя осевая сторона представляет собой сторону пластинчатого элемента, которая обращена в противоположном направлении от пространства обмотки между стержневым элементом и наружным элементом.

Согласно одному варианту осуществления изобретения, стержневой элемент проходит полностью через сквозное отверстие. Это допускает получение большой поверхности раздела между стержневым элементом и пластинчатым элементом.

Согласно одному варианту осуществления изобретения, стержневой элемент проходит через сквозное отверстие и за его пределы. Это позволяет снабжать стержневой элемент охлаждающим средством, при этом тепло, выделяемое магнитным потоком и токами в обмотке, может эффективно рассеиваться из сердечника катушки индуктивности.

Согласно одному варианту осуществления изобретения, пластинчатый элемент представляет собой первый пластинчатый элемент, и сердечник катушки индуктивности также содержит дополнительный или второй пластинчатый элемент. Первый пластинчатый элемент и второй пластинчатый элемент могут быть расположены на противоположных концах наружного элемента. Первый пластинчатый элемент и второй пластинчатый элемент могут быть расположены на противоположных концах стержневого элемента. Стержневой элемент, наружный элемент, первый пластинчатый элемент и второй пластинчатый элемент могут формировать отдельные элементы и могут быть приспособлены для сборки.

В качестве альтернативы, второй пластинчатый элемент может быть сформирован как единое целое со стержневым элементом и наружным элементом и расположен так, чтобы он проходил в радиальном направлении между стержневым элементом и наружным элементом. Это обеспечивает получение очень устойчивой конструкции.

Когда они собраны, элементы могут совместно формировать путь магнитного потока, проходящий через стержневой элемент, первый пластинчатый элемент, наружный элемент и второй пластинчатый элемент. Кроме того, элементы обеспечивают получение закрытой конструкции сердечника катушки индуктивности, эффективно экранирующего магнитный поток, генерируемый токами в обмотке, от окружающей среды.

Согласно второму аспекту, получен сердечник катушки индуктивности, содержащий: стержневой элемент, содержащий проходящую вдоль оси стержневую часть, и проходящий радиально пластинчатый элемент, сформированный как единое целое с указанной стержневой частью, при этом проходящий вдоль оси наружный элемент, по меньшей мере, частично окружает стержневую часть, таким образом, формируя пространство вокруг стержневой части для размещения обмотки между стержневой частью и наружным элементом, при этом наружный элемент также, по меньшей мере, частично окружает пластинчатый элемент, причем стержневой элемент и наружный элемент представляют собой отдельные элементы, которые приспособлены для сборки и совместного формирования пути магнитного потока, проходящего через стержневую часть, пластинчатый элемент и наружный элемент.

Благодаря конфигурации элементов, может быть получен путь магнитного потока с относительно низким магнитным сопротивлением. Наружный элемент, по меньшей мере, частично окружающий стержневой элемент, может ограничивать магнитный поток, генерируемый током, протекающим в обмотке, для сердечника катушки индуктивности и, таким образом, минимизировать или, по меньшей мере, уменьшать взаимные помехи с окружением, действуя как проводник потока.

Наружный элемент, по меньшей мере, частично окружает пластинчатый элемент. Это обеспечивает получение устойчивой конструкции, так как путь магнитного потока на поверхности раздела между пластинчатым элементом и наружным элементом направлен радиально. Вызванное магнитным потоком осевое напряжение в сердечнике катушки индуктивности, таким образом, может поддерживаться на низком уровне. Это в комбинации со стержневой частью и добавленным пластинчатым элементом добавляет устойчивость.

Для получения пути магнитного потока с низким магнитным сопротивлением, сердечники катушки индуктивности обычно выполняют из материалов, имеющих высокую магнитную проницаемость. Однако такие материалы могут легко насыщаться, особенно при высокой магнитодвижущей силе. При насыщении индуктивность катушки индуктивности может уменьшаться, при этом диапазон токов, с которыми применяют сердечник катушки индуктивности, уменьшается. Известной мерой для улучшения используемого диапазона является создание воздушного зазора в части сердечника, вокруг которой расположена обмотка. Для удлиненного сердечника известного уровня техники воздушный зазор, таким образом, проходит в осевом направлении сердечника. Должным образом выполненный воздушный зазор приводит к уменьшению максимальной индуктивности. Однако он также уменьшает чувствительность индуктивности к текущим колебаниям. Свойства катушки индуктивности могут быть настроены с использованием воздушных зазоров, имеющих разную длину.

Магнитное поле будет иметь тенденцию распространения в направлении, перпендикулярном направлению пути потока, когда магнитный поток будет направляться через воздушный зазор. Это распространение потока обычно упоминается как "поток рассеяния". Малый или короткий воздушный зазор будет ограничивать поле меньше, чем большой или длинный воздушный зазор. Ограничение воздушным зазором будет уменьшать магнитное сопротивление потока и, таким образом, увеличивать индуктивность катушки индуктивности. Однако также будут существовать вихревые токи, генерируемые в окружающих обмоточных проводах, если этот магнитный поток рассеяния изменяется со временем, и поле перекрывает конфигурацию провода. Вихревые токи в проводе будут увеличивать потери в обмотке. Следовательно, конфигурация воздушного зазора известного уровня техники может вызывать потери эффективности из-за потока рассеяния в воздушном зазоре, взаимодействующем с обмоткой. Для уменьшения этих потерь следует тщательно принимать во внимание расположение обмотки в районе воздушного зазора. Дополнительно, может быть необходимо применять хорошо спроектированную конфигурацию провода, например, плоскую обмотку из фольги или многожильного провода с применением множества жил очень тонких проводов для уменьшения этих потерь.

Конструкция сердечника катушки индуктивности согласно второму аспекту изобретения допускает отклонение от указанного выше подхода известного уровня техники. Более конкретно, она допускает расположение барьера для магнитного потока в проходящей радиально части пути магнитного потока. Такой "радиальный барьер для магнитного потока" позволяет отделить поток рассеяния, возникающий в барьере для магнитного потока, от обмоток и, таким образом, уменьшить соответствующие потери эффективности.

Согласно одному варианту осуществления изобретения, барьер для магнитного потока включает в себя материал уменьшенной магнитной проницаемости, который интегрирован с пластинчатым элементом и распределен по его радиальной части. Длина радиальной части может соответствовать полной радиальной протяженности пластинчатого элемента или только ее части.

Согласно второму аспекту, наружный элемент, по меньшей мере, частично окружает пластинчатый элемент. Это допускает расположение барьера для магнитного потока между пластинчатым элементом и наружным элементом, при этом барьер для магнитного потока, таким образом, отделяет пластинчатый элемент и наружный элемент друг от друга. Расположение барьера для магнитного потока в положении, где путь магнитного потока переходит от осевого к радиальному направлению, позволяет достигать очень небольшого потока рассеяния вне сердечника катушки индуктивности, так как большая часть потока рассеяния между стержневым элементом и наружным элементом может возникать внутри сердечника катушки индуктивности.

Сердечник катушки индуктивности согласно второму аспекту представляет модульную конструкцию, в которой стержневой элемент и наружный элемент могут быть сформированы отдельно друг от друга. Производственный процесс для каждого элемента, таким образом, может быть оптимизирован изолированно от производственных способов для другого элемента. Элементы затем могут быть собраны подходящим образом.

Согласно одному варианту осуществления изобретения, элементы выполнены из магнитомягкого порошкового материала. Магнитомягкий порошковый материал может быть магнитомягким композитом. Магнитомягкий композит может содержать частицы магнитного порошка (например, частицы железа), снабженные электроизоляционным покрытием.

Второй аспект также предлагает преимущества, относящиеся к допускам в ходе производства. Стержневой элемент, пластинчатый элемент и/или наружный элемент могут быть произведены посредством одноосного прессования магнитомягкого порошкового материала. Стержневой элемент и/или наружный элемент могут быть произведены посредством прессования магнитомягкого порошкового материала. Прессование может включать в себя уплотнение порошкового материала посредством прессования в направлении, соответствующем осевому направлению соответствующего элемента. В радиальном направлении размер элемента ограничен матрицей. Элемент, таким образом, может быть произведен с применением одноосного прессования с намного более жестким допуском в радиальном направлении, чем в осевом направлении. Произведенный таким образом элемент может представлять очень жесткие допуски в радиальном направлении. Это предпочтительно, так как это допускает достижение хорошей посадки между стержневым элементом и наружным элементом. Кроме того, радиальная протяженность барьера для магнитного потока (например, определяемая радиальным размером пластинчатого элемента и наружного элемента) может быть точно определена, что в свою очередь допускает получение хорошей точности индуктивности в завершенной катушке индуктивности. Эту степень точности было бы очень трудно достигнуть для сердечника катушки индуктивности с воздушным зазором, проходящим вдоль оси.

Модульная конструкция сердечника катушки индуктивности также допускает получение гибридной конструкции сердечника катушки индуктивности, в которой каждый элемент может быть сформирован из наиболее подходящего материала.

Согласно одному варианту осуществления изобретения, площадь магнитопроводящего поперечного сечения наружного элемента вдоль пути потока превышает площадь магнитопроводящего поперечного сечения стержневой части. Это может быть предпочтительно для некоторых вариантов применения. Например, это может быть предпочтительно для некоторых гибридных конструкций. В качестве более конкретного примера, стержневой элемент может быть выполнен из магнитомягкого композиционного материала, и наружный элемент может быть выполнен из феррита.

Феррит может представлять более высокую проницаемость и меньшие потери на вихревые токи, чем магнитомягкий композит, но также и меньший уровень насыщения. Однако меньший уровень насыщения может компенсироваться посредством получения площади магнитопроводящего поперечного сечения наружного элемента, большей, чем площадь магнитопроводящего поперечного сечения стержневой части стержневого элемента. Уровень насыщения наружного элемента, таким образом, может быть увеличен, при этом полные потери сердечника катушки индуктивности могут быть уменьшены.

Согласно одному варианту осуществления изобретения, пластинчатый элемент стержневого элемента представляет осевой размер, который уменьшается в радиальном направлении наружу. Поскольку окружность пластинчатого элемента увеличивается вдоль радиального направления наружу, осевой размер пластинчатого элемента может постепенно уменьшаться при сохранении такой же площади магнитопроводящего поперечного сечения, как и на переходе между стержневой частью и пластинчатым элементом. Количество материала, требуемого для сердечника катушки индуктивности, таким образом, может быть уменьшено без негативного влияния на эффективность.

Согласно одному варианту осуществления изобретения, сердечник катушки индуктивности также содержит второй пластинчатый элемент. Сердечник катушки индуктивности, таким образом, содержит первый пластинчатый элемент и второй пластинчатый элемент. Первый пластинчатый элемент и второй пластинчатый элемент могут быть расположены на противоположных концах наружного элемента. Первый пластинчатый элемент и второй пластинчатый элемент могут быть расположены на противоположных концах стержневой части. Второй пластинчатый элемент может быть сформирован как проходящий радиально выступ на стержневой части. Когда они собраны, элементы могут совместно формировать путь магнитного потока, проходящий через стержневую часть, первый пластинчатый элемент, наружный элемент и второй пластинчатый элемент. Кроме того, элементы допускают получение закрытой конструкции сердечника катушки индуктивности, эффективно экранирующей магнитный поток, генерируемый токами в обмотке, от окружения.

Согласно одному варианту осуществления изобретения, второй пластинчатый элемент может быть снабжен сквозным отверстием, при этом стержневая часть стержневого элемента проходит в сквозное отверстие. Наружный элемент может, по меньшей мере, частично окружать второй пластинчатый элемент. В дополнение к барьеру для магнитного потока в первом пластинчатом элементе, второй проходящий радиально барьер для магнитного потока может быть расположен во втором пластинчатом элементе. Второй барьер для магнитного потока может быть расположен между стержневым элементом и пластинчатым элементом, при этом второй барьер для магнитного потока, таким образом, отделяет стержневой элемент и пластинчатый элемент. Второй барьер для магнитного потока может быть расположен между вторым пластинчатым элементом и наружным элементом, таким образом, отделяя второй пластинчатый элемент и наружный элемент.

Краткое описание чертежей

Указанные выше, а также дополнительные цели, признаки и преимущества настоящего изобретения будут лучше понятны при ознакомлении со следующим иллюстративным и не вносящим ограничений подробным описанием предпочтительных вариантов осуществления изобретения настоящего изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых будут применяться одинаковые ссылочные позиции для подобных элементов, если не указано иначе, на которых:

Фиг. 1 - вид в перспективе с пространственным разделением деталей варианта выполнения сердечника катушки индуктивности.

Фиг. 2 - вид сердечника катушки индуктивности в собранном состоянии.

Фиг. 3a-c - виды различных конструкций сердечника катушки индуктивности.

Фиг. 4 - вид сечения, выполненного вдоль осевого направления, иллюстрирующий сердечник катушки индуктивности, снабженный охлаждающим средством.

Фиг. 5 - вид сечения, выполненного вдоль осевого направления, иллюстрирующий катушку индуктивности в соответствии с альтернативным вариантом выполнения.

Фиг. 6 - вид сечения, выполненного вдоль осевого направления, иллюстрирующий пластинчатый элемент согласно возможной конструкции.

Фиг. 7a и 7b - виды в сечении, выполненные вдоль осевого направления, иллюстрирующие барьер для магнитного потока согласно двум другим вариантам осуществления изобретения.

Фиг. 8 - вид барьера для магнитного потока согласно другому варианту осуществления изобретения.

Фиг. 9 - вид сечения, выполненного вдоль осевого направления, иллюстрирующий сердечник катушки индуктивности согласно другому варианту осуществления изобретения.

Фиг. 10 - вид сечения, выполненного вдоль осевого направления, иллюстрирующий сердечник катушки индуктивности согласно другому варианту осуществления изобретения.

Фиг. 11 - вид сечения, выполненного вдоль осевого направления, иллюстрирующий сердечник катушки индуктивности согласно другому варианту осуществления изобретения.

Фиг. 12 - вид сечения, выполненного вдоль осевого направления, иллюстрирующий сердечник катушки индуктивности согласно другому варианту осуществления изобретения.

Фиг. 13 - вид сечения, выполненного вдоль осевого направления, иллюстрирующий сердечник катушки индуктивности согласно другому варианту осуществления изобретения.

Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения

На фиг. 1 показан вид в перспективе с пространственным разделением деталей варианта выполнения сердечника 10 катушки индуктивности, содержащего множество отдельных элементов, приспособленных для сборки. Сердечник 10 катушки индуктивности содержит проходящий вдоль оси стержневой элемент 12 и проходящий вдоль оси наружный элемент 14. Стержневой элемент 12 имеет круглое поперечное сечение. Наружный элемент 14 имеет кольцевое поперечное сечение. Когда сердечник 10 катушки индуктивности собран, наружный элемент 14 окружает стержневой элемент 12 в направлении внешней окружности, таким образом, формируя проходящее в радиальном и продольном направлениях пространство между стержневым элементом 12 и наружным элементом 14, при этом пространство содержит обмотку 15 (обозначенную схематично).

Сердечник 10 катушки индуктивности также содержит первый пластинчатый элемент 16 в форме кольца или диска и второй пластинчатый элемент 18 в форме кольца или диска. Каждый из первого и второго пластинчатых элементов 16, 18 снабжен сквозным отверстием 17, 19. Каждое из сквозных отверстий проходит вдоль оси через их соответствующие пластинчатые элементы 16, 18. Сквозные отверстия 17, 19 расположены для приема соответствующей концевой части стержневого элемента 12. Когда сердечник 10 катушки индуктивности собран, стержневой элемент 12 проходит в сквозные отверстия 17, 19, первого и второго пластинчатых элементов 16, 18, расположенных на противоположных концах стержневого элемента 12.

Первый и второй пластинчатые элементы 16, 18 проходят в радиальном направлении. Таким образом, первый и второй пластинчатые элементы 16, 18 каждый представляет протяжение в плоскости, которая перпендикулярна осевому направлению.

Сердечник 10 катушки индуктивности также может содержать ввод обмотки (не показан для ясности). Ввод обмотки может быть расположен, например, в наружном элементе 14 в пластинчатом элементе 16 или в пластинчатом элементе 18.

Когда сердечник 10 катушки индуктивности собран, наружный элемент 14 окружает также пластинчатые элементы 16, 18 в направлении вдоль окружности. Следовательно, поверхность раздела между наружным элементом 14 и каждым из первого и второго пластинчатых элементов 16, 18 проходит вдоль окружности и вдоль оси. Кроме того, поверхность раздела между стержневым элементом 12 и каждым из первого и второго пластинчатых элементов 16, 18 проходит вдоль окружности и вдоль оси. Радиус сквозных отверстий 17, 19 может быть постоянным вдоль осевого направления.

В качестве альтернативы, одно или оба сквозные отверстия 17, 19 могут иметь коническую форму. Радиус сквозных отверстий 17 и/или 19, таким образом, может уменьшаться вдоль осевого направления к концевым частям стержневого элемента 12. Соответствующие концевые части стержневого элемента 12 могут представлять соответствующую форму.

На фиг. 2 показан схематический вид в перспективе в сечении сердечника 10 катушки индуктивности в собранном состоянии. Стержневой элемент 12, наружный элемент 14 и пластинчатые эл