CN203562259U - 在系统电路中具有阻尼功能的电感器 - Google Patents
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Abstract
一种在系统电路中具有阻尼功能的电感器，其包含：一呈封闭磁路的非晶硅的半导体磁芯、一与该半导体磁芯结合的永久磁铁、以及与该半导体磁芯搭配使用的导线。该半导体磁芯可产生高频磁阻电感，其电感量随频率的增加而增加。所述永久磁铁可产生负电感，其电感量随频率的增加而降低。所述永久磁铁为强磁性磁铁，其磁性强度达5000高斯以上为较佳。永久磁铁直接吸附在该半导体磁芯上，与该半导体磁芯结合成一体。电感器内的电抗会产生振荡作用，消除涡电流，使高频电能流经该电感器时不会发生温度升高的耗能情形。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电感器，尤其涉及一种在系统电路中具有阻尼功能的电感器。
背景技术
图1所示为现有技术中的电感器1，其包含：一铁芯10、以及一卷绕在该铁芯10上的线圈11。铁芯10多为锰锌材质或镍锌材质所制成。图1所示电感器1的电抗XL=2πfL，其仅具有基本的电感作用。当系统电路中的电能频率过高时，电感器1会在瞬间形成导线，而不会产生电感作用。高功率的电能流经该电感器1时，会令电感器1的温度升高而耗能。
图2所示为现有技术中的半导体电感器2，其包含：一呈环状的非晶硅的半导体磁芯12（Nanocrytalline core）、以及穿过该非晶硅的半导体磁芯12上的中央通孔121的导线13。所述半导体电感器2多用于电力转成电能的系统电路上，凭借磁能放大效应，能够将电力输出端所输出电力的电流或电压放大，提高电能增益。图2所示半导体电感器2可产生高频磁阻电感，适合用在移转高频、高功率电能的系统电路上。当高频、高功率的电力流过半导体电感器2时会产生高热，使半导体电感器2的温度升高而耗能。实际实施中，半导体电感器2必须置于冷却液（绝缘油）内，以降低半导体电感器2的温度，维持正常运作。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种电感器，该电感器在系统电路中具有阻尼功能。
本实用新型提供了一种在系统电路中具有阻尼功能的电感器，包括：一呈封闭磁路的非晶硅的半导体磁芯、一与该半导体磁芯结合的永久磁铁、以及与半导体磁芯搭配使用的导线；永久磁铁直接吸附在半导体磁芯上，与半导体磁芯结合成一体；半导体磁芯用于产生高频磁阻电感，其电感随电能频率的增加而增加；永久磁铁用于产生负电感，其电感随电能频率的增加而降低。
可选的，上述在系统电路中具有阻尼功能的电感器中，非晶硅的半导体磁芯为环状，其中央为一通孔；导线贯穿半导体磁芯的中央通孔。
可选的，上述在系统电路中具有阻尼功能的电感器中，导线卷绕在半导体磁芯上。
可选的，上述在系统电路中具有阻尼功能的电感器中，永久磁铁的磁性强度在5000高斯以上。
本实用新型还提供了另一种在系统电路中具有阻尼功能的电感器，其铁芯由一呈封闭磁路的非晶硅的半导体磁芯、一与半导体磁芯结合的永久磁铁所构成；永久磁铁直接吸附在半导体磁芯上，与半导体磁芯结合成一体。
可选的，上述另一种在系统电路中具有阻尼功能的电感器中，非晶硅的半导体磁芯为环状，其中央为一通孔。
可选的，上述另一种在系统电路中具有阻尼功能的电感器中，永久磁铁的磁性强度在5000高斯以上。
本实用新型提供的电感器用于正阻尼效应时，能够将电能放大；用于负阻尼效应时，能够消除涡电流。同时，电感器的电抗会产生振荡作用，能够消除涡电流，不会发生温度升高的耗能情形。
附图说明
图1为第一种现有技术中的电感器的结构图；
图2为第二种现有技术中的电感器的结构图；
图3为本实用新型提供的电感器的结构图；
图4为本实用新型提供的电感器的等效电路图；
图5为图4的等效电路图；
图6为本实用新型在交流型态的系统电路中做负阻尼效应的电路结构图；
图7为本实用新型在直流型态的系统电路中做负阻尼效应的电路结构图；
图8为本实用新型另一实施例的结构图；
图9为本实用新型在系统电路中做正阻尼效应的电路结构图。
附图标记说明：1-现有技术中的电感器1；2-现有技术中的半导体电感器2；3-本实用新型提供的电感器3；4-本实用新型提供的电感器4；10-铁芯；11-导线；20-半导体磁芯；21-永久磁铁；22-导线；23-导线；201-穿孔；30-电源输出装置；31-控制器；32-负载端；40-自然能源产生装置；41-电堆电池；42-变频器；43-变压器；44-阻尼二极管；45-阻尼电容；50-电源装置；51-高频震荡器；52-电容电池；LS、LS1、LS2、LP、LP1、LP2-电感。
具体实施方式
如图3所示本实用新型的实施例，本实用新型提供的电感器3，包含：一能够构成封闭磁路的环状非晶硅的半导体磁芯20（Nanocrystallinecore）、一与该半导体磁芯20结合的永久磁铁21、以及与该半导体磁芯20搭配使用的导线22。本实施例中，导线22穿过非晶硅的半导体磁芯20上的中央通孔201。所述半导体磁芯20可产生高频磁阻电感，其电感量随频率的增加而增加。所述永久磁铁21可产生负电感（电导特性），其电感量随频率的增加而降低。因此，本实用新型提供的电感器在系统电路中的功效等效于包含有串联电感与并联电感的电感器，如图4所示本实用新型的等效电路图。图4所示的等效电路图等效于图5所示的等效电路图。图5中，电感LS表示图4中串联的电感LS1、LS2，其电抗为XLS=2πfLS，其电抗随频率的增加而增加。电感XLP表示图4中并联的电感LP1、LP2，其电抗为XLP=1/(2πfLP)，其电抗随频率的增加而降低。
本实用新型提供的电感器3的等效电抗XE以物理方程式表示，XE=|XL|=|XLS-XLP|＝2πfLS+1/(2πfLP)。前式中的“＝”号，表示“等效”的意思。本实用新型提供的电感器3在系统电路中用于阻尼效应时具有电纳器的功能。本实用新型提供的电感器3用于正阻尼效应时，能够将电能放大（磁饱和）；用于负阻尼效应时，能够消除涡电流（磁感应）。
所述永久磁铁21为强磁性磁铁，其磁性强度达5000高斯以上为较佳。永久磁铁21直接吸附在半导体磁芯20上，与半导体磁芯20结合成一体。配合图5所示的等效电路图。当高频电能流经图3所示的电感器3时，当LS的电抗为升高状态时，LP的电抗即为降低状态；当LS的电抗为降低状态时，LP的电抗即为升高状态。故该电感器3的电抗（XLS，XLP）会产生振荡的作用，消除涡电流，不会发生温度升高的耗能情形。
如图6所示本实用新型在交流型态的系统电路中做负阻尼效应的电路结构图。所述系统电路中包含：一交流电源输出装置30、一电感器3、一控制器31（Inverter）、一负载端32。所述电感器3如图3所示，其在系统电路中做负阻尼效应的消除涌量电流。电感器3设置在交流电源输出装置30与控制器31之间，并分别与交流电源输出装置30、控制器31之间作电气连接。控制器31与负载端32作电气连接。所述控制器31内含有阻尼电容（图中未示出），与电感器3构成阻尼器。阻尼电容为可与所述电感器3产生共振的缓冲电容器。当高频、高功率的电源流经所述电感器3时，可滤除突波（滤波作用），使电源波形不会畸变，使控制器31能够正常地运作，且该电感器3不会产生温升现象。
请参阅图7所示本实用新型在直流型态的系统电路中做负阻尼效应的电路结构图。所述系统电路中包含一自然能源产生装置40、一电感器3、一电堆电池41、一变频器42、一变压器43。所述自然能源产生装置40可以是太阳能板装置。所述电感器3如图3所示。电流流经电感器3时，永久磁铁21会产生负电感效应，而使电感器3的半导体磁芯20产生快速地变电磁铁（磁化），以及快速地消磁作用，能够加速对电堆电池41的充电速度。自然能源所产生的电力经该电感器3时，可滤除突波（滤波作用），以保护电堆电池41。所述系统电路中设置有阻尼电容45，阻尼电容45与电感器3构成阻尼器。阻尼电容45为可与所述电感器3产生共振的缓冲电容器。电堆电池41充电回路中设置有一具飞轮性质的阻尼二极管44。变频器42与电堆电池41之间为电气性连接。电堆电池41所输出的电流可供变频器42正常运作。本系统电路中，电堆电池41所输出的直流电能经该变频器42的处理后输出交流电能，再经过变压器43转变成可供使用端应用的电能/电力。
如图8所示为本实用新型提供的电感器的另一实施例。该电感器4包含：一呈环状的非晶硅的半导体磁芯20（Nanocrytalline core）、一与该半导体磁芯20结合的永久磁铁21、以及卷绕在该半导体磁芯20上的导线23。如图9所示为本实用新型提供的在系统电路中做正阻尼效应的电路结构图。所述系统电路包含有一电源装置50、一电感器4、一高频振荡器51、一电容电池52、一负载53。所述电感器4如图8所示，在系统电路中作磁电放大的正阻尼效应。所述电源装置50所输出的电流，经电感器4时会产生磁电放大效应，在电力转成电能时能够产生放大增益的作用。其中，最大增益值发生在磁感应饱和的状态下。电感器4内产生的振荡作用，能够消除涡电流，而不会发生温度升高的耗能情形。
本实用新型相对于图1、图2所示现有技术中的电感器，主要改变了电感器的铁芯构成。本实用新型中的铁芯构成包含：一呈环状的非晶硅的半导体磁芯20、一与该半导体磁芯20结合的永久磁铁21，且永久磁铁直接吸附在该半导体磁芯上，与半导体磁芯结合成一体。
本实用新型提供的电感器用于正阻尼效应时，能够将电能放大；用于负阻尼效应时，能够消除涡电流。同时，电感器的电抗会产生振荡作用，能够消除涡电流，不会发生温度升高的耗能情形。
以上所述为利用较佳实施例详细说明本实用新型，而非限制本实用新型的范围。大凡熟知此类技术的人士皆能明了，适当作些微的改变及调整，仍将不失本实用新型的要义所在，亦不脱离本实用新型的精神和范围。
Claims (7)
1.一种在系统电路中具有阻尼功能的电感器，其特征在于，包括：一呈封闭磁路的非晶硅的半导体磁芯、一与该半导体磁芯结合的永久磁铁、以及与所述半导体磁芯搭配使用的导线；所述永久磁铁直接吸附在所述半导体磁芯上，与所述半导体磁芯结合成一体；所述半导体磁芯用于产生高频磁阻电感，其电感随电能频率的增加而增加；所述永久磁铁用于产生负电感，其电感随电能频率的增加而降低。
2.根据权利要求1所述的电感器，其特征在于，所述非晶硅的半导体磁芯为环状，其中央为一通孔；所述导线贯穿所述半导体磁芯的中央通孔。
3.根据权利要求1所述的电感器，其特征在于，所述导线卷绕在所述半导体磁芯上。
4.根据权利要求1所述的电感器，其特征在于，所述永久磁铁的磁性强度在5000高斯以上。
5.一种在系统电路中具有阻尼功能的电感器，其特征在于，其铁芯由一呈封闭磁路的非晶硅的半导体磁芯、一与所述半导体磁芯结合的永久磁铁所构成；所述永久磁铁直接吸附在所述半导体磁芯上，与所述半导体磁芯结合成一体。
6.根据权利要求5所述的电感器，其特征在于，所述非晶硅的半导体磁芯为环状，其中央为一通孔。
7.根据权利要求5所述的电感器，其特征在于，所述永久磁铁的磁性强度在5000高斯以上。
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| CN107863216A (zh) * | 2017-12-19 | 2018-03-30 | 合肥博雷电气有限公司 | 一种阻尼电感器 |
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