本發(fā)明涉及電磁感應(yīng)器和電力變壓器領(lǐng)域。該類型的裝置例如用于在交流/直流電流轉(zhuǎn)換器的輸出端實現(xiàn)濾波器。所述感應(yīng)器允許在該轉(zhuǎn)換器的輸出端減少電流和/或電壓的剩余變化量。該類型的電磁感應(yīng)器(稱為線圈)也可以實現(xiàn)制造變壓器。這種情況下，需要將纏繞在同一個磁路上的多個線圈耦合。

背景技術(shù)：

在航空領(lǐng)域，嵌入式部件的重量和噪音是力求減少的重要參數(shù)。為此，可以使用比銅輕的鋁所制成的電導(dǎo)體，以在給定功率下使用電氣部件。鋁的延展性比銅的延展性低很多。因此，通常使用片狀的鋁，將其纏繞以產(chǎn)生線圈。

將線圈纏繞在閉合磁路的周圍以更好地引導(dǎo)磁通量。通常使用生成為兩部分的磁路。在磁路之外生成線圈，然后將其放置在磁路內(nèi)。一旦操作結(jié)束，將磁路的兩部分組裝以閉合磁路。兩部分之間的連接處形成了氣隙。難以使形成氣隙的兩個表面嚴(yán)格平行：在兩部分之間仍然存在難以消除的低偏差。為了改善在連接處的表面狀況，可以將要接觸的兩個部分的表面打磨。也可以用圍繞磁路的條狀物將磁路捆扎以將其閉合。捆扎力有助于進一步減少氣隙。

然而，在線圈中流通的電流可以在裝置中產(chǎn)生機械振動。該振動會將磁路的兩個部分分離以重新形成氣隙。振動也會將磁路的不同部分的機械支撐松開，這會使得振動幅度在線圈的整個使用壽命期間增加。同時，感應(yīng)裝置在其使用過程中變熱。感應(yīng)裝置在使用和停止?fàn)顟B(tài)之間的溫度差可以導(dǎo)致磁路膨脹并且出現(xiàn)氣隙的偏差。

此外，前述的振動也會產(chǎn)生可能有損害的噪音。例如，航空領(lǐng)域的制造商要求越來越低的聲音損害水平。

為了解決該問題，出現(xiàn)了磁路無氣隙的電磁感應(yīng)裝置和變壓器。導(dǎo)電線圈須纏繞在磁路周圍：在專利fr2939559中描述了用于該纏繞的裝置。該裝置使用了圓形內(nèi)截面的套筒(也稱為管道)，其由圍繞磁路的兩部分組裝而成。首先將電導(dǎo)體附著于該套筒上。然后，驅(qū)動裝置通過套筒接合裝置將該套筒轉(zhuǎn)動。再將電導(dǎo)體片纏繞在套筒周圍。

感應(yīng)裝置的另一個已知的技術(shù)問題在于，在磁路中發(fā)生渦電流，如果磁性材料是電導(dǎo)體，由于磁性材料存在電阻，將導(dǎo)致能量損耗。通常通過制造出層狀構(gòu)造的磁路來解決該問題：將磁性材料的平片相互疊加在一起，該磁性材料的平片通過電絕緣材料(例如漆或某些類型的膠)來彼此電絕緣。也可以通過將片纏繞起來而實現(xiàn)疊加。然后，通過電絕緣材料將纏繞的每一層分隔。

用在磁路中的磁性材料通常是軟磁性材料，以便在施加可變磁通量時，避免由磁滯導(dǎo)致的能量損耗。所獲得的磁路可以限制渦電流的發(fā)生，但是，通過使用該制造方法所獲得的磁路的截面是矩形的。

套筒的圓形截面和磁路的矩形截面之間的形狀差異限制了線圈和磁路之間的能量耦合的效率，并且導(dǎo)致了使用變壓器的損耗。

所述裝置的另一個限制與由焦耳效應(yīng)導(dǎo)致的損耗相關(guān)。該損耗可以在裝置上達(dá)到高溫(通常高于100℃)，因此限制了裝置的使用。通常使用各種冷卻裝置來降低電磁感應(yīng)裝置的溫度：通過與作為冷源的液體接觸或者固體接觸。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明致力于克服現(xiàn)有技術(shù)的至少一個上述缺陷。

能夠?qū)崿F(xiàn)該目標(biāo)的本發(fā)明的一個目的是一種電磁感應(yīng)裝置，其包括無氣隙的閉合磁路，該閉合磁路的至少一個第一部分大致是直線的，并被套筒圍繞，所述套筒被電導(dǎo)體圍繞，該電導(dǎo)體包括至少一個金屬片，該金屬片在其至少一個面上電絕緣，所述電磁感應(yīng)裝置的特征在于：所述磁路的至少所述或每個所述第一部分具有圓形截面，并且所述磁路用由電絕緣體分隔的多層磁性材料來分層，并且至少一個所述套筒包括：內(nèi)表面和外表面；該內(nèi)表面的截面的形狀為圓形，并緊密配合所述磁路的形狀；該外表面包括彎曲部分和平面部分。

有利地，所述磁路包括至少一個第二部分，該第二部分具有至少一個平坦表面。

有利地，所述電磁感應(yīng)裝置包括局部換熱器，該局部換熱器與除了所述第一部分之外的所述磁路接觸。

有利地，所述局部換熱器包括至少一個緊密配合所述磁路形狀的表面，以及至少一個平坦表面。

有利地，所述磁路的截面沿著與至少一個所述局部換熱器的接觸面是圓形的。

有利地，選自所述磁路的至少一個所述平坦表面的多個表面，與所述局部換熱器的至少一個所述平坦表面共面，并適于與至少一個平面換熱器接觸放置。

有利地，所述磁路包括至少一個磁性材料片，該磁性材料片在其至少一個面上電絕緣，并被纏繞在至少一個元件上，該元件選自至少一個其它所述磁性材料片和該磁性材料片本身。

有利地，每個所述套筒包括適于配合以將所述磁路圍繞的多個部分。

有利地，至少一個所述套筒包括至少一個接合裝置，該接合裝置適于傳遞驅(qū)動力，以允許每個所述套筒圍繞每個所述第一部分的每個所述縱向軸線來旋轉(zhuǎn)，以便將至少一個所述片狀的電導(dǎo)體圍繞每個所述套筒纏繞并且排列。

有利地，所述電磁感應(yīng)裝置包括兩個平面電導(dǎo)體，所述平面電導(dǎo)體與一個所述電導(dǎo)體電接觸，并且設(shè)置以形成所述電導(dǎo)體的端子。

附圖說明

通過閱讀以下參照附圖舉例顯示了的解釋性描述，將更好地理解本發(fā)明，并且本發(fā)明的其它優(yōu)點、細(xì)節(jié)和特征將變得顯然，其中：

圖1是電磁感應(yīng)裝置的立體圖，

圖2是磁路和平面換熱器的立體圖，

圖3是磁路的一部分和局部換熱器的立體圖，

圖4的一部分是套筒的立體圖，另一部分是套筒的一部分的立體圖，

圖5是磁路的一部分、套筒和電導(dǎo)體的立體圖，

圖6是電磁感應(yīng)裝置的一部分的細(xì)節(jié)的立體圖，

圖7是兩個磁性材料繞組的俯視圖。

具體實施方式

以下描述顯示了本發(fā)明的裝置的多個示例性實施方案：這些示例在本發(fā)明的范圍內(nèi)是非限制性的。這些示例性實施方案顯示了本發(fā)明的基本特征和與所考慮的實施方案相關(guān)聯(lián)的附加特征。出于清楚的目的，相同的元素在不同的示意圖中將具有相同的附圖標(biāo)記。

圖1顯示了電磁感應(yīng)裝置1的立體圖。磁路2是閉合的并且無氣隙。在本發(fā)明的該具體實施方案中，所述電磁感應(yīng)裝置1沿著整個磁路2具有圓形截面，其在磁路的直線部分(稱為第一部分11)上被套筒3圍繞。在本發(fā)明的具體實施方案中，套筒3可以例如通過壓縮真空絕緣法(us5157893a)，用絕緣材料來制造。磁路2至少具有一個直線部分，或者至少，具有一個部分，其可以被認(rèn)為是給定套筒3長度的直線部分。

片狀的電導(dǎo)體4圍繞套管3纏繞。在本發(fā)明的具體實施方案中，該片可以由鋁制成。該片必須在其至少一個表面上電絕緣，以保持電磁線圈的性能。在本發(fā)明的具體實施方案中，利用電導(dǎo)體4表面的氧化物(漆或膠，或者漆和膠的混合物)來將電導(dǎo)體4的片分層電絕緣。

圖2顯示了磁路2和平面換熱器14的立體圖。在本發(fā)明的具體實施方案中所表示的磁路2具有多個不同的部分：先前定義的第一部分11；稱為第二部分12的部分，每個第二部分12具有至少一個所述磁路的平坦表面13。在本發(fā)明的具體實施方案中，所述平坦表面中的一些可以共面，并且適于與平面換熱器14接觸放置。在高功率下使用時，該設(shè)置可以控制或限制裝置的溫度。在圖2的示例中，兩個平坦表面13是共面的，并且適于與平面換熱器14接觸放置。為了清楚地表示，平面換熱器14與另外兩個平坦表面13接觸放置，所述另外兩個平坦表面13是共面的，并且沒有由示意圖所引用。

圖3是磁路2的一部分和局部換熱器15(也稱為支架)的立體圖。局部換熱器15與除了磁路2的第一部分11之外的部分接觸。局部換熱器15具有緊密配合磁路2形狀的面，以最大化接觸表面，因而對于磁路2的給定形狀，其有利于熱傳遞。此外，局部換熱器15具有至少一個平坦表面22。在圖3中，局部換熱器15具有多個平坦表面22，其中一個平坦表面與平坦表面13相符合。在圖3所示的本發(fā)明的具體實施方案中，磁路2的部分沿著與局部換熱器15的接觸面具有圓形截面。

圖4中的a顯示了套筒3的立體圖。圖4中的b顯示了套筒6的部分。在本發(fā)明的具體實施方案中，所顯示的套筒3由兩部分的套筒6組成。單獨一部分的套筒6不能將磁路2圍繞。另一方面，可以通過配合將套筒6的不同部分牢固地組裝，以將磁路2圍繞并且形成套筒3。該配合如圖4所示。

圖4也顯示了套筒3的接合裝置17，根據(jù)實施方案，其可以是孔、缺口、凸起、榫卯或者榫眼。所述接合裝置17在制造裝置1的期間是有用的。一旦將導(dǎo)電金屬片附接在套管3的外部，則可以將桿壓入每個接合裝置17中，然后該桿傳遞電機扭矩，其允許套筒3圍繞磁路2的第一部分11的縱向軸線旋轉(zhuǎn)。該旋轉(zhuǎn)使得可以將金屬片纏繞在套筒3周圍，從而圍繞磁路2形成電導(dǎo)體4的繞組。

圖4顯示了其內(nèi)表面7具有圓形截面的套筒。該特性對于在制造裝置期間，能夠在第一部分11的縱向軸線上圍繞磁路2執(zhí)行套筒3的旋轉(zhuǎn)是至關(guān)重要的。另一方面，外表面8，即套筒的側(cè)面包括彎曲部分19和平面部分20。也可以將外表面8定義為軸向面：其為可以通過平行于套筒的主軸線的一組直線來定義的表面。在外表面8上，制造所述裝置要求不存在任何過于明顯的角度，該角度可能在電導(dǎo)體4圍繞套筒3纏繞期間，引起電導(dǎo)體4的片的斷裂或撕裂。圖4中呈現(xiàn)的彎曲部分19和平面部分20的交替使得可以在保持用于裝置1的電連接的平面部分20的同時解決該問題。套筒的平面部分8在纏繞時，帶動了位于平面部分8上的圍繞套筒3的金屬片的平面部分的設(shè)置。因此，可以在金屬化片和另一元件之間產(chǎn)生平面接觸，例如允許將熱量從電磁感應(yīng)裝置傳遞到該元件。該功能可以使電磁感應(yīng)裝置冷卻。

圖5是磁路2的一部分、套筒3和電導(dǎo)體4的立體圖，其顯示了纏繞在套筒3周圍的片狀的電導(dǎo)體4，該套筒3其本身圍繞圓形截面的磁路2的第一部分11來組裝。在套筒8的外表面上存在彎曲部分19和平面部分20，其體現(xiàn)為繞組的形式：圖5顯示了電導(dǎo)體4的繞組，其外部也具有彎曲部分和平面部分。該特性對于裝置1的電連接也是有用的。

圖6是電磁感應(yīng)裝置1的第一部分11的細(xì)節(jié)的立體圖。在本發(fā)明具體實施方案中，兩個平面電導(dǎo)體16與纏繞在管道周圍的電導(dǎo)體4機械接觸和電接觸。所述兩個平面電導(dǎo)體16以諸如形成電導(dǎo)體4的端子的方式來設(shè)置。在圖6的a部分中，平面電導(dǎo)體16在纏繞開始時與電導(dǎo)體4接觸。在b部分中，平面電導(dǎo)體16在纏繞結(jié)束時與電導(dǎo)體4接觸。

在本發(fā)明的該具體實施方案中，平面電導(dǎo)體16可以放置在套管3的外表面8的平面部分20上和/或電導(dǎo)體4的繞組的相應(yīng)平面部分上。該特征使得可以將平面電導(dǎo)體16折疊。導(dǎo)體的折疊使得可以將裝置1的外部電連接簡化。

圖7是磁性材料21的兩個繞組的平面示意圖。圖7的a部分描述了磁性材料的簡單繞組21：單片的磁性材料18自身纏繞。該片18通過電絕緣覆蓋在其至少一個面上。在本發(fā)明的具體實施方案中，該絕緣物可以是漆、或膠、或兩者。

該設(shè)置為裝置提供了兩個明顯的優(yōu)點。一方面，由簡單繞組21形成的磁路2在磁性材料和電絕緣物之間形成一系列的層。這種設(shè)置使得可以通過將磁路2分層來避免出現(xiàn)渦電流。當(dāng)存在渦電流時，其導(dǎo)致與磁性材料的電阻率相關(guān)聯(lián)的能量損耗。此外，這種繞組使得可以創(chuàng)建圓形截面的磁路。實際上，從可變寬度的磁性材料片18開始，對于磁路2的固定點并且在繞組的每一圈上，該片18的寬度可以明顯增加或減小。該寬度在圖7中是不可見的，因為示意圖是平面圖。因此，從整體形狀為菱形的片開始，可以制造出截面為圓形的磁路2。利用該方法，繞組21中的圈數(shù)越多，則截面越接近圓形。為了解釋清楚，圖7中的繞組21很少。在本發(fā)明的具體實施方案中，繞組數(shù)可以在20和600之間。

圖7的b部分顯示了多片用于產(chǎn)生磁路2的磁性材料18的繞組21。第一個磁性材料片18纏繞在兩片自身纏繞的磁性材料18上。該設(shè)置使得在變壓器中應(yīng)用例如電壓比的選擇的情況下，可以增加磁路2的分支。在這種情況下，可以通過多片磁性材料18來制造繞組21，其中每個片18的寬度是增加的。