[發(fā)明專利]用于電技術(shù)和電力電子裝置應(yīng)用的電氣線圈裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510975194.1
• 申請(qǐng)日: 2015-12-23
• 公開（公告）號(hào): CN106910595A
• 公開（公告）日: 2017-06-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: L.格羅斯瓊;S.古伯蒂;S.伊斯勒;T.朝德胡里
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: ABB技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): H01F27/02
• 分類號(hào): H01F27/02;H01F27/14;H01F27/32
• 代理公司: 中國(guó)專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 嚴(yán)志軍,肖日松

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電氣裝置，具體涉及用于此類電氣裝置的殼體。

背景技術(shù)

在許多電技術(shù)和電力電子裝置應(yīng)用中，轉(zhuǎn)換器用于將來(lái)自電源如電氣功率網(wǎng)的AC或DC電功率轉(zhuǎn)換成AC或DC電壓和/或電流，其對(duì)于待操作的負(fù)載或裝置而言為所需的。

常規(guī)地，具有磁耦合的初級(jí)線圈和次級(jí)線圈的大型變壓器單元施加在電網(wǎng)與負(fù)載之間，以提供AC/AC電力變換。在此類應(yīng)用中，感應(yīng)類型的扼流圈通常施加在負(fù)載與變壓器的次級(jí)側(cè)之間，并且可用作馬達(dá)轉(zhuǎn)換器中的LC濾波器的一部分。

最近，尤其是對(duì)于火車等中的牽引應(yīng)用，與整流器組合的電網(wǎng)側(cè)上的龐大的線路頻率變壓器單元由電力電子牽引轉(zhuǎn)換器單元替換，該電力電子牽引轉(zhuǎn)換器單元以極大減小的重量和尺寸提供轉(zhuǎn)換能力。此類AC牽引應(yīng)用中的電力電子牽引轉(zhuǎn)換器單元包括具有連接于電網(wǎng)的至少一個(gè)多層轉(zhuǎn)換器的電力電子電路，并且使用中頻變壓器(MFT)來(lái)用于絕緣目的。電力電子牽引轉(zhuǎn)換器單元的此類電路在圖4中示出。電力電子牽引轉(zhuǎn)換器單元的使用需要使用用于限制短路電流的電網(wǎng)側(cè)上的輸入扼流圈，以控制功率流并且使AC輸入電流平滑。重要焦點(diǎn)在于輸入扼流圈的重量和尺寸，它們可顯著影響系統(tǒng)的總體重量和尺寸。

在牽引應(yīng)用中，龐大的常規(guī)變壓器收納在填充有油的油容器中，以提供電絕緣和遠(yuǎn)離變壓器的繞組的一致的熱耗散。客戶需要的潛在的輔助(多個(gè))扼流圈的冷卻可通過將(多個(gè))扼流圈與變壓器一起置于油容器中來(lái)容易地管理，而不需要顯著地增大油容器的尺寸。

常規(guī)輸入扼流圈具有帶一定數(shù)量的繞組和空氣芯的線圈。由于空氣芯，感應(yīng)性可保持不被其傳送的電流影響，因此有效地限制了短路電流(如果需要)。線圈由磁殼包繞來(lái)圍繞繞組引導(dǎo)由線圈產(chǎn)生的磁通量，從而防止傅科電流感生到油容器的壁中，并且實(shí)現(xiàn)了符合EMC規(guī)則。

和使用中頻變壓器的電力電子牽引轉(zhuǎn)換器單元的使用一道的關(guān)于重量和尺寸的益處與另外需要其芯浸入在油中用于冷卻和絕緣目的的龐大輸入扼流圈矛盾。具體而言，以具有其間的中頻變壓器的電力電子牽引轉(zhuǎn)換器單元替換電網(wǎng)側(cè)上的龐大的常規(guī)變壓器將仍需要油容器容納輸入扼流圈。

EP 0618596 A1公開了一種用于傳輸或分配網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用的扼流線圈，其具有布置在金屬殼體中的繞組。為了防護(hù)由繞組生成的雜散場(chǎng)，由堆疊的條形成的磁性疊層在殼體中布置成抵靠底部、上壁和側(cè)壁。殼體的內(nèi)部進(jìn)一步填充有變壓器油。

US 3362001 A公開了用于具有填充有介電流體的箱的電功率分配和傳輸系統(tǒng)的分路電抗器。箱可具有在箱側(cè)壁的下端附近圍繞其整個(gè)外周延伸的水平架，該水平架支承矩形的磁軛或芯，其具有設(shè)置在水平平面中且平行于電抗器線圈的軸線的磁鋼疊層。磁軛和線圈浸入在介電流體中。

因此，本發(fā)明的目的在于提供一種具有顯著減小的重量和尺寸的油浸線圈裝置，如，輸入扼流圈。此外，本發(fā)明的目的在于避免對(duì)用于容納線圈裝置的完整油容器的需要。

發(fā)明內(nèi)容

以上目的由根據(jù)權(quán)利要求1的用于與應(yīng)用一起使用的電氣線圈裝置和根據(jù)權(quán)利要求8的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。

本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例在從屬子權(quán)利要求中指示。

根據(jù)第一方面，提供了一種用于與高壓/大功率應(yīng)用一起使用用于提供感應(yīng)性的線圈裝置，其包括：

用于提供感應(yīng)性的線圈；

用以圍繞線圈引導(dǎo)磁場(chǎng)的軟磁磁殼；以及

磁殼內(nèi)的內(nèi)部容積，其填充有絕緣液體，以使線圈至少部分地浸入在絕緣液體中，

其中內(nèi)部容積由磁殼形成，并且其中磁殼為柱形形狀并且形成用于保持絕緣液體的容器。

具體而言，線圈可浸入在絕緣液體油中。

線圈裝置的一個(gè)構(gòu)想在于將至少部分地包繞線圈用于在線圈的軸向端之間操作時(shí)引導(dǎo)由油產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁殼用作常規(guī)殼型線圈裝置的油容器的壁或殼體。以該方式，線圈裝置具有設(shè)在磁殼內(nèi)的帶一定數(shù)量的繞組的線圈。磁殼將線圈的一端與其相對(duì)端磁耦合。磁殼大致包圍線圈，并且可為柱形形狀，以使磁殼可形成用于保持油且為殼體的容器。

作為第一效果，可實(shí)現(xiàn)的是線圈保持在油容積中而不需要包括磁殼的線圈裝置浸入在其中的附加油容器。由此，顯著的重量減輕首先通過省略附加油容器并且其次通過減少油量來(lái)實(shí)現(xiàn)，因?yàn)橹萌氪艢?nèi)部/由磁殼內(nèi)部構(gòu)成的用以保持油的外殼的容積遠(yuǎn)小于包繞電氣線圈裝置的磁殼的油容器的容積。

可提供，磁殼具有端面，該端面覆蓋有端蓋以流體緊密地包封內(nèi)部容積。因此，線圈裝置的開口軸向端大致覆蓋有磁殼的部分，其中磁殼的軸向端緊密地閉合，以使磁殼的內(nèi)部容積可保持容納在其中的油。