[發明專利]一種高能抗爆阻尼電感器及其制作工藝

無效

• 申請號: 201110112086.3
• 申請日: 2011-04-29
• 公開（公告）號: CN102623134A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發明（設計）人: 劉凱;鄧永峰
• 申請（專利權）人: 合肥博雷電氣有限公司
• 主分類號: H01F17/02
• 分類號: H01F17/02;H01F27/28;H01F27/32;H01F41/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及高能物理及電力電子領域，特別涉及高壓直流電容器放電回路中的保護裝置。

本發明主要應用在高壓直流電容器組儲能放電裝置中，解決裝置中同類產品在受到大電流電動力和驟熱膨脹沖擊時易爆裂損壞等問題。

背景技術

一直以來，對于常規電感器，一般只要求達到其標稱電感量，且要求在滿足使用條件下盡量減小其直流內阻，降低電感器的損耗，提高其效率。近年來，隨著科研領域的拓展，特別是針對脈沖電容器組式放電裝置以及激光設備的不斷更新及新技術的不斷應用，迫切需要大功率抗爆電感器。本抗爆電感器，不僅要求保證電感量(單位：μH)，而且要保證其構成電感器導體的直流電阻值(單位：mΩ)，且其通過電感器上的電流是10⁴A至10⁵A，要求其所能吸收的能量達10⁶數量級。在大電流、高能量的情況下，電感器不僅要承受大電流的振動沖擊力，而且還要承受高能量情況下的熱膨脹，這兩種惡劣條件，都會使電感損壞，甚至受沖擊而爆炸。

發明內容

本發明為實現其目的所采取的技術方案是：在電感器的結構設計上，采取空心電感器的結構方式，以適應其大電流的工作范圍，解決了普通的亞鐵磁性材料電感器的飽和問題；在選用導體材料上，采用特制的銅鎳合金，既要保證所需電感量的前提下，其直流電阻值為規定參數值(mΩ)，而且還需要一定質量的金屬材料，才能保證電容器在放電過程中，電感器能夠吸收其放電所產生的能量(MJ)，而溫升必須在金屬材料所允許的范圍內，不至于被巨大能量產生高溫升，破壞電感器的結構。

目前該產品成功應用于中國科學院的某型號裝置中，并得到了認同，引導了在其它應用領域的擴展。

該電感器的工作原理圖如圖1所示。

附圖說明

圖1為本發明電感器的工作原理圖。

圖2為本發明的主視圖。其中1為引出線接板，2為繞制合金材料，3為環氧樹脂澆注混合物，4為高溫纖維材料。

圖3為本發明的俯視圖。

具體實施方式

下面根據附圖和具體實施實例對本發明作進一步說明。

上述電路工作原理是：有24路電容臺與24臺電感器相串后，再并聯連接，形成電容器組裝置。通過HV端子對電容器組進行充電，當充至所需電壓時，充電回路自動斷開；然后通過放電開關S₁進行放電，從而在負載RL上產生巨大的能量。對于單路電感器來說，每臺電感器所吸收能量QL＝1/2*C*U²；

若當其中一臺電容器出現故障短路時，那么其余的23臺電容器全部通過故障支路上的電感器進行放電，故障支路電感所吸收能量Qg＝1/2*C*23*U²。由此可見故障狀態下吸收能量也將是正常放電能量的幾十倍。

在大電流、高能量的情況下，電感不僅要承受大電流的振動沖擊力，而且還要承受高能量情況下的熱膨脹，這兩種惡劣條件，都會使電感損壞，甚至受沖擊而爆炸。

設計實例，典型電路中各元件參數值：電感器L₁-L₂₄均為18μH，其阻抗均為50mΩ，電容器C₁-C₂₄均為150μF，25kV，電容等效電阻值約15mΩ，負載RL約5mΩ。正常工作情況下的電感器能量為46.875kJ，故障情況下，故障支路電感器所承受能量Qg為1078kJ。