[發(fā)明專利]一種UI、UU型硅鋼片磁芯帶氣隙電感非標(biāo)設(shè)計(jì)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910168537.1
• 申請(qǐng)日: 2019-03-06
• 公開（公告）號(hào): CN109698066B
• 公開（公告）日: 2021-01-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳惠;張鵬;羅彥江;冶青學(xué);王曉東;石明全;焦海波;徐澤宇;李道遠(yuǎn);張霞;趙迎;朱海鵬;井光輝;陳昭明;鄒勁松
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院重慶綠色智能技術(shù)研究院;寧夏銀利電氣股份有限公司
• 主分類號(hào): H01F41/00
• 分類號(hào): H01F41/00;H01F41/02
• 代理公司: 北京同恒源知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11275
• 代理人: 楊柳岸

本發(fā)明涉及一種UI、UU型硅鋼片磁芯帶氣隙電感非標(biāo)設(shè)計(jì)方法，屬于電感設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明方法適用于buck、boost、buck?boost等類型的斬波電感。本發(fā)明以電感平均電流、電感紋波電流、開關(guān)頻率、目標(biāo)電感量、電感最大長(zhǎng)寬高、散熱參數(shù)等為輸入條件，基于現(xiàn)有的粉末磁芯條自由拼接，無開口氣隙，得到滿足電感量的同時(shí)，滿足磁密及溫升等條件下的最小體積電感結(jié)構(gòu)。本發(fā)明解決了基于無標(biāo)準(zhǔn)磁芯下的磁芯條自由拼接最優(yōu)設(shè)計(jì)問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電感設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種UI、UU型硅鋼片磁芯帶氣隙電感非標(biāo)設(shè)計(jì)方法。

背景技術(shù)

(1)隨著電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展，各種電力電子裝置在電力系統(tǒng)、交通、工業(yè)等領(lǐng)域應(yīng)用越來越廣泛，因此對(duì)電流質(zhì)量要求越來越高，解決諧波問題是當(dāng)前最重要的問題。與其它電子元件不同，使用者很難選到合適的電感，一般情況下根據(jù)需求重新設(shè)計(jì)。具體設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮體積、重量、成本等因素。

(2)對(duì)于比較大型的電感，一般情況下都找不到合適的標(biāo)準(zhǔn)磁芯，都是通過磁芯條自由拼接而成，因此形成一個(gè)自由拼接最優(yōu)化算法顯得十分重要。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種UI、UU型硅鋼片磁芯帶氣隙電感非標(biāo)設(shè)計(jì)方法，從而實(shí)現(xiàn)磁芯條拼接的程序化，實(shí)現(xiàn)大幅減少設(shè)計(jì)人員大量的嘗試工作，提高工作效率，減少人工計(jì)算失誤的目的。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種UI、UU型硅鋼片磁芯帶氣隙電感非標(biāo)設(shè)計(jì)方法，該方法包含如下步驟：

S1：首先根據(jù)工作磁密確定有效磁導(dǎo)率μ_r，用于計(jì)算額定電感使用：

S11：如果材料無B-H相關(guān)曲線，令有效磁導(dǎo)率μ_r＝μ_r0；

S12：如果材料有B-H曲線，則計(jì)算工作磁密下的相對(duì)磁導(dǎo)率；

S2：運(yùn)行材料循環(huán)流程1；

S21：如果磁芯成型方式選擇非標(biāo)，并且有開口氣隙，則運(yùn)行非標(biāo)磁芯電感設(shè)計(jì)流程3；

S22：材料循環(huán)，假設(shè)循環(huán)到材料35W270；

S3：運(yùn)行硅鋼片磁芯拼接子流程2；

S31：在特定材料下，窮舉所有硅鋼片及其組合：

S32：在特定的磁芯尺寸a、b、c、h下，計(jì)算氣隙分布、線圈參數(shù)并校核；

S33：循環(huán)完畢，則進(jìn)入運(yùn)行材料循環(huán)流程1；

S4：運(yùn)行非標(biāo)磁芯電感設(shè)計(jì)流程3；

S41：計(jì)算電感長(zhǎng)寬高，即無氣隙，進(jìn)行初步空間校核；

S42：根據(jù)磁芯工作磁密及電感值確定導(dǎo)線匝數(shù)N；

S43：計(jì)算氣隙總長(zhǎng)度g_z；

S44：校核氣隙長(zhǎng)度；

S5：氣隙精確分布及電感值精確計(jì)算，電感高度及氣隙長(zhǎng)度重新校核；

根據(jù)氣隙總磁阻確定氣隙數(shù)量及各個(gè)氣隙長(zhǎng)度、額定電感值，考慮氣隙邊緣效應(yīng)；

S6：過載電感計(jì)算，最大磁密校核；

S61：當(dāng)材料無B-H或DC偏移曲線時(shí)，過載電感與額定電感相等；

S62：當(dāng)材料帶B-H曲線時(shí)，運(yùn)行計(jì)算子流程5，得到過載電感：

S7：繞組參數(shù)計(jì)算及窗口校核，包括銅箔、環(huán)線、扁線三種情況；

S71箔線參數(shù)計(jì)算：