[發(fā)明專利]磁芯通量傳感器

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201380073655.5
• 申請(qǐng)日: 2013-12-03
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105074847A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-11-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吉姆·佩克
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 波音公司
• 主分類號(hào): H01F27/40
• 分類號(hào): H01F27/40;H01F27/30;H01F30/06;G01R33/04
• 代理公司: 北京康信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11240
• 代理人: 梁麗超;劉瑞賢

技術(shù)領(lǐng)域

本公開(kāi)涉及諸如電變壓器和電感器的電磁裝置，并且更具體地涉及用于測(cè)量變壓器、電感器或類似裝置的芯內(nèi)的磁通量的磁芯通量傳感器以及方法。

背景技術(shù)

諸如電感器、變壓器和類似裝置的電磁裝置包括磁芯，在磁芯中，磁通量流可以響應(yīng)于電流流過(guò)與磁芯相關(guān)聯(lián)的導(dǎo)線繞組而產(chǎn)生。磁芯中的磁通量流可以使用諸如有限元分析或者類似技術(shù)的技術(shù)來(lái)估計(jì)；然而這樣的方法不是測(cè)量芯中的通量的直接方法。因此，磁芯可以被超要求設(shè)計(jì)或可以制作地比一些應(yīng)用所必需的更大。這會(huì)使得這樣的裝置過(guò)重和過(guò)大。過(guò)重和過(guò)大會(huì)是這些電磁設(shè)備用于某些應(yīng)用(例如在重量和尺寸上是重要的諸如飛機(jī)、宇航飛行器或其他車(chē)輛的交通工具上的實(shí)例)時(shí)的重要考慮因素。

對(duì)磁芯中的流動(dòng)或飽和模式的理解同樣可以對(duì)設(shè)計(jì)這樣的電磁裝置提供有幫助的信息。不論是使特定的芯設(shè)計(jì)作為一個(gè)本體飽和還是飽和是基于時(shí)間的都會(huì)是有用的。例如，在任意一個(gè)時(shí)間時(shí)刻，芯材料中存在分界線，其中材料可以在分界線的一側(cè)上飽和而在分界線的另一側(cè)上不飽和。對(duì)飽和模式的認(rèn)識(shí)可以直接影響磁性元件的設(shè)計(jì)和實(shí)施，并且這樣的理解可以通過(guò)直接測(cè)量芯中的磁通量獲得。因此，需要能夠直接測(cè)量諸如電感器、變壓器或類似裝置的電磁裝置的芯部件內(nèi)的通量。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)一實(shí)施方式，磁芯通量傳感器組件可以包括通量傳感器芯部分和至少一個(gè)細(xì)長(zhǎng)開(kāi)口，用于接收穿過(guò)通量傳感器芯部分的導(dǎo)線繞組。流過(guò)導(dǎo)線繞組的電流產(chǎn)生繞導(dǎo)線繞組的磁場(chǎng)和繞通量傳感器芯部分中的至少一個(gè)細(xì)長(zhǎng)開(kāi)口的磁通量流。多對(duì)傳感器孔相對(duì)于至少一個(gè)細(xì)長(zhǎng)開(kāi)口定位為防止對(duì)傳感器芯部分中的磁通量流的顯著破壞，并且用于在距至少一個(gè)細(xì)長(zhǎng)開(kāi)口的邊緣的不同距離處感測(cè)磁通量流。磁芯通量傳感器組件還可以包括穿過(guò)每對(duì)傳感器孔的傳感器導(dǎo)線繞組。磁通量流在每個(gè)傳感器導(dǎo)線繞組中產(chǎn)生電信號(hào)并且特定傳感器導(dǎo)線繞組中的電信號(hào)對(duì)應(yīng)于特定傳感器導(dǎo)線繞組的位置處的磁通量流。

根據(jù)另一個(gè)實(shí)施方式，電磁裝置可以包括通量傳感器芯部分和用于接收穿過(guò)通量傳感器芯部分的導(dǎo)線繞組的至少一個(gè)細(xì)長(zhǎng)開(kāi)口。流過(guò)導(dǎo)線繞組的電流產(chǎn)生繞導(dǎo)線繞組的磁場(chǎng)和繞通量傳感器芯部分中的至少一個(gè)細(xì)長(zhǎng)開(kāi)口的磁通量流。多對(duì)傳感器孔相對(duì)于至少一個(gè)細(xì)長(zhǎng)開(kāi)口定位為防止對(duì)傳感器芯部分中的磁通量流的顯著破壞，并且用于在距至少一個(gè)細(xì)長(zhǎng)開(kāi)口的邊緣的不同距離處感測(cè)磁通量流。電磁裝置還可以包括穿過(guò)每對(duì)傳感器孔的傳感器導(dǎo)線繞組。磁通量流在每個(gè)傳感器導(dǎo)線繞組中產(chǎn)生電信號(hào)并且特定傳感器導(dǎo)線繞組中的電信號(hào)對(duì)應(yīng)于特定傳感器導(dǎo)線繞組的位置處的磁通量流。間隔部分可以布置在通量傳感器芯的相對(duì)側(cè)上。間隔部分可以包括用于導(dǎo)線繞組的開(kāi)口以使導(dǎo)線繞組穿過(guò)間隔部分。電磁裝置還可以包括布置在每個(gè)間隔部分上的磁芯部分。至少一個(gè)細(xì)長(zhǎng)開(kāi)口穿過(guò)磁芯部分延伸并且導(dǎo)線繞組穿過(guò)每個(gè)磁芯部分延伸。間隔部分還可以包括用于穿過(guò)每對(duì)傳感器孔的傳感器導(dǎo)線繞組的間隙以連接至用于檢測(cè)每個(gè)傳感器導(dǎo)線繞組的位置處的磁通量流的裝置。

根據(jù)另一個(gè)實(shí)施方式，磁芯通量傳感器組件可以包括通量傳感器芯部分和用于接收穿過(guò)通量傳感器芯部分的導(dǎo)線繞組的至少一個(gè)細(xì)長(zhǎng)開(kāi)口。流過(guò)導(dǎo)線繞組的電流產(chǎn)生繞導(dǎo)線繞組的磁場(chǎng)和繞通量傳感器芯部分中的至少一個(gè)細(xì)長(zhǎng)開(kāi)口的磁通量流。磁芯通量傳感器組件還可以包括多個(gè)傳感器孔。每個(gè)傳感器孔可以相對(duì)于至少一個(gè)細(xì)長(zhǎng)開(kāi)口定位為防止對(duì)傳感器芯部分中的磁通量流的顯著破壞，并且用于在距至少一個(gè)細(xì)長(zhǎng)開(kāi)口的邊緣的不同距離處感測(cè)磁通量流。傳感器導(dǎo)線延伸穿過(guò)每個(gè)傳感器孔。磁通量流在每個(gè)傳感器導(dǎo)線中產(chǎn)生電信號(hào)并且特定傳感器導(dǎo)線中的電信號(hào)對(duì)應(yīng)于特定傳感器導(dǎo)線的位置處的磁通量流。

根據(jù)另一實(shí)施方式，一種用于測(cè)量電磁裝置中的磁通量的方法可以包括：提供磁芯通量傳感器組件，其包括通量傳感器芯部分和用于接收穿過(guò)通量傳感器芯部分的導(dǎo)線繞組的至少一個(gè)細(xì)長(zhǎng)開(kāi)口。流過(guò)導(dǎo)線繞組的電流產(chǎn)生繞導(dǎo)線繞組的磁場(chǎng)和繞通量傳感器芯部分中的至少一個(gè)細(xì)長(zhǎng)開(kāi)口的磁通量流。該方法還可以包括提供多對(duì)傳感器孔，該傳感器孔相對(duì)于至少一個(gè)細(xì)長(zhǎng)開(kāi)口定位為防止對(duì)傳感器芯部分中的磁通量流的顯著破壞并且用于在距至少一個(gè)細(xì)長(zhǎng)開(kāi)口的邊緣的不同距離處感測(cè)磁通量流。該方法可以進(jìn)一步包括提供穿過(guò)每對(duì)傳感器孔的傳感器導(dǎo)線繞組。磁通量流在每個(gè)傳感器導(dǎo)線繞組中產(chǎn)生電信號(hào)。特定傳感器導(dǎo)線繞組中的電信號(hào)對(duì)應(yīng)于特定傳感器導(dǎo)線繞組的位置處的磁通量流。

附圖說(shuō)明

實(shí)施方式的以下詳細(xì)描述參考示出了本公開(kāi)的特定實(shí)施方式的附圖。具有不同結(jié)構(gòu)和操作的其他實(shí)施方式并不脫離本公開(kāi)的范圍。