[發(fā)明專利]一種磁感應(yīng)電流轉(zhuǎn)移模塊及其電流轉(zhuǎn)移方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710422136.5
• 申請日: 2017-06-05
• 公開（公告）號: CN107276058B
• 公開（公告）日: 2019-12-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳翊;榮命哲;吳益飛;楊飛;紐春萍;胡楊
• 申請（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號: H02H9/02
• 分類號: H02H9/02
• 代理公司: 11760 北京前審知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 陳姍姍;王薇潔<國際申請>=<國際公布>

公開了一種磁感應(yīng)電流轉(zhuǎn)移模塊及其電流轉(zhuǎn)移方法，所述磁感應(yīng)電流轉(zhuǎn)移模塊包括電感和接入端，電感包括原邊電感(1)和副邊電感(2)，接入端包括原邊接入端(3)和副邊接入端(4)，所述原邊電感(1)兩端通過原邊接入端(3)實(shí)現(xiàn)與外部電路的連接，副邊電感(2)兩端通過副邊接入端(4)實(shí)現(xiàn)與外部電路連接；所述原邊電感(1)與副邊電感通(2)過磁場耦合且原邊電感(1)與副邊電感通(2)相互之間電氣絕緣。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種磁感應(yīng)電流轉(zhuǎn)移模塊及其電流轉(zhuǎn)移方法，特別是涉及一種利用磁場感應(yīng)來實(shí)現(xiàn)電流產(chǎn)生或轉(zhuǎn)移的電氣裝置。

背景技術(shù)

直流斷路器是直流供電系統(tǒng)安全運(yùn)行的保證，因?yàn)橹绷麟娏髦袥]有自然過零點(diǎn)，采用直接開斷的方式將受到很大的制約，解決這一問題的有效思路是基于電流轉(zhuǎn)移創(chuàng)造電流過零點(diǎn)的新型開斷方式。電流轉(zhuǎn)移的方式可以分為自然電流轉(zhuǎn)移和強(qiáng)制電流轉(zhuǎn)移兩種方式。其中自然電流轉(zhuǎn)移方式的效果受到元件參數(shù)、元件配合、工作條件等多種因素的影響，工程實(shí)際應(yīng)用有諸多限制。與之相比，強(qiáng)制電流轉(zhuǎn)移的方式有更高的工程應(yīng)用價(jià)值。直流系統(tǒng)短路電流具有幅值高、上升快、危害巨大的特點(diǎn)，而如何安全、可靠及快速地將電流強(qiáng)制轉(zhuǎn)移則是這一新型開斷方式所面臨的首要問題。

專利文獻(xiàn)CN201610854069.X公開了一種隔離注入式電流轉(zhuǎn)移電路，該文獻(xiàn)通過在轉(zhuǎn)移電流電路中增加一種互感器，通過互感器將電流強(qiáng)制轉(zhuǎn)移至電容器，并實(shí)現(xiàn)控制側(cè)與直流系統(tǒng)之間的隔離，顯著地減小了充電單元的電壓等級與體積，提高工作可靠性。

專利文獻(xiàn)CN201610854068.5公開了一種瞬變磁脈沖感應(yīng)式電流轉(zhuǎn)移電路，可以應(yīng)用于直流斷路器等諸多領(lǐng)域。該文獻(xiàn)通過在轉(zhuǎn)移電流電路中增加一種互感器，通過互感器直接將電流轉(zhuǎn)移至避雷器，省去了傳統(tǒng)技術(shù)的轉(zhuǎn)移過程，動作速度快，原、副邊隔離，具有廣泛的應(yīng)用前景。

上述文獻(xiàn)均使用了磁感應(yīng)電流轉(zhuǎn)移方法，但是，上述專利文獻(xiàn)僅僅涉及電流轉(zhuǎn)移電路和轉(zhuǎn)移方法，理論性較強(qiáng)，而對磁感應(yīng)電流轉(zhuǎn)移模塊本身的實(shí)現(xiàn)缺乏探討，成為限制該種轉(zhuǎn)移方式更好應(yīng)用的原因之一。另一方面，目前市面上已出現(xiàn)的互感器雖然種類眾多，但是其工作電流較小，電流-體積比低，難以適應(yīng)大容量電力系統(tǒng)動輒數(shù)千安的電流要求。針對以上問題，本專利旨在提供一種磁感應(yīng)電流轉(zhuǎn)移模塊。該磁感應(yīng)電流轉(zhuǎn)移模塊在保留了磁感應(yīng)絕緣特性的同時，具有很高的互感系數(shù)和工作電流范圍，并且體積小、易于加工、加工成本低、加工重復(fù)性好，能大大推進(jìn)強(qiáng)制電流轉(zhuǎn)移技術(shù)的發(fā)展。

本專利的應(yīng)用并不止于上述提及的方面，發(fā)明人認(rèn)為本專利在交、直流斷路器，交、直流限流器，脈沖變壓器，交、直流電源等領(lǐng)域內(nèi)均有應(yīng)用價(jià)值。在背景技術(shù)部分中公開的上述信息僅僅用于增強(qiáng)對本發(fā)明背景的理解，因此可能包含不構(gòu)成在本國中本領(lǐng)域普通技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)的信息。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足或缺陷，本發(fā)明的目的在于提出一種磁感應(yīng)電流轉(zhuǎn)移模塊及其電流轉(zhuǎn)移方法，通過合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，能實(shí)現(xiàn)能量在磁感應(yīng)電流轉(zhuǎn)移模塊原邊和副邊相互傳遞，進(jìn)而完成電流的產(chǎn)生和轉(zhuǎn)移。并且由于該磁感應(yīng)電流轉(zhuǎn)移模塊原邊和副邊相互隔離，可以實(shí)現(xiàn)強(qiáng)、弱電分離，隔絕相互干擾，保護(hù)低壓電路元件。本發(fā)明的磁感應(yīng)電流轉(zhuǎn)移模塊結(jié)構(gòu)簡單、部件少，大大減少了加工成本和加工難度。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)。

本發(fā)明的一方面，一種磁感應(yīng)電流轉(zhuǎn)移模塊包括電感和接入端，電感包括原邊電感和副邊電感，接入端包括原邊接入端和副邊接入端，所述原邊電感兩端通過原邊接入端實(shí)現(xiàn)與外部電路的連接，副邊電感兩端通過副邊接入端實(shí)現(xiàn)與外部電路連接；所述原邊電感與副邊電感通過磁場耦合且原邊電感與副邊電感通相互之間電氣絕緣。

在所述的磁感應(yīng)電流轉(zhuǎn)移模塊中，所述電感扁平螺旋環(huán)繞，匝與相鄰匝間沿電感徑向延伸。

在所述的磁感應(yīng)電流轉(zhuǎn)移模塊中，原邊電感和副邊電感沿電感軸向擺放，且原邊電感與副邊電感平面相互平行，原邊電感的內(nèi)外徑與副邊電感相同或者不相同。