包括覆盖磁芯构件的同一部分的第一线圈绕组和第二线圈绕组的绕成线圈的电力装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电力电子领域，更加特别地涉及例如在相间电抗器或者变压器中使用的耦合线圈。
【背景技术】
[0002]通常，使用AC/DC转换器将交流电压转换成直流电压是公知的。参照图1，在这些AC/DC转换器中存在例如二极管整流器10，称作“十二波” 二极管整流器，所述二极管整流器通常包括变压器11、两个二极管电桥12和两个相间电抗器13。在此提醒，如图1所示，相间电抗器13允许产生离开二极管电桥12的平均电压。这种类型的AC/DC转换器例如用作不间断电源，以便控制致动器并且由此使得飞机的部件(襟翼、机舱部件)运动。
[0003]更加具体地，参照图2至图4，相间电抗器13通常包括两个线圈B1、B2，所述两个线圈串联并且耦合在一起，以便产生如图2所示的交互电感M
[0004]相间电抗器13通常包括磁芯4，所述磁芯限定了第一支腿Jl和第二支腿J2，所述第一支腿和所述第二支腿相互平行。磁芯4闭合，以便引导如用图4中的箭头表示的位于其中的磁通。
[0005]第一线圈BI包括绕第一支腿Jl的导线构成的第一绕组，所述导线通常由铜或者铝制成，所述第一绕组的第一端部形成第一输入端Pl。第二线圈B2包括绕第二支腿J2的导线构成的第二绕组，所述第二绕组的第一端部形成第二输入端P2。线圈B1、B2的两个端部通常连接在一起形成输出端S。换言之，每条支腿Jl、J2均包括如图5所示的单个线圈B1、B2的绕组。
[0006]因此，当将两个电压分别施加到相间电抗器13的输入端P1、P2时，在线圈B1、B2具有相同值的情况下，输出端S产生平均电压。
[0007]在实践中，如图6所示，在存在漏电感Lf的情况下，每个线圈B1、B2串联模制在理想的电感器LI’、L2’上，所述漏电感Lf对应于磁场线的泄露。
[0008]例如，当相间电抗器13应用在航空领域中的由115VAC网路供应电力的1kW AC/DC转换器中时，每个相间电抗器13在低频条件下均具有大约7mH的等效电感Le，所述低频如图7所述低至大约100kHz。这种类型的相间电抗器13满足AC/DC转换器的这个示例的规格。
[0009]通常，在相间电抗器13的介于DC和IMHz之间的操作范围内，如图8所示，实现基本为定值且等于120 4!1的漏电感1^/2。如果高于IMHz，则漏电感Lf开始与相间电抗器13的杂散电容共振，然后，漏电感Lf显著减小。换言之，漏电感Lf在高于构成阈值频率Fs的IMHz时消失。
[0010]对于相间电抗器13，当前存在的漏电感Lf具有若干劣势。首先，其在低频条件下的值升高(大约120 μΗ至IkHz)，这能够导致:由于与图13中的C总线电容耦联而产生的共振现象，AC/DC转换器在连接到DC总线的情况中变得不稳定。
[0011]在高频条件下，漏电感Lf使得能限制因电磁干扰现象而向供电网注入电流。在本示例中，这种功能被确保到IMHz的阈值频率Fs。超过这个阈值频率电感Lf消失，这对供电网造成影响，并且在没有设置额外部件的前提下，AC/DC转换器不符合不同模式传导辐射的标准。
[0012]为了限制对低频的共振，已知高值电容器或者电阻器应当与相间电抗器13相组合。然而，添加电容器显著增加了 AC/DC转换器的整体尺寸，这在航空领域(其中，重量和尺寸是永久性约束)是不可行的。添加电阻器还具有因焦耳加热增加能耗的劣势，这也是不理想的。最后，添加电阻器或者电容器增加了 AC/DC转换器的制造成本，这同样是劣势。
[0013]实践中，为了不因漏电感Lf而引起事故，通常针对AC/DC转换器施以严格的使用限制，当设计需要这种转换器的复杂电子系统时这成为劣势。
[0014]已经就相间电抗器陈述了本发明所存在的根本问题，但是其更加一般地涉及任何包括两个耦合线圈的绕成线圈的装置，例如，变压器，旨在限制因漏电感导致产生生的不利后果。
【发明内容】
[0015]为了消除这些劣势中的至少一些，本发明涉及一种包括磁芯的绕成线圈的电力装置，所述磁芯具有至少一个第一支腿和第二支腿，所述第一支腿和第二支腿相互平行，所述装置包括第一线圈和第二线圈，以便在线圈之间产生交互电感，所述装置的特征在于:
[0016]一第一线圈包括绕第一支腿的导线构成的第一绕组和绕第二支腿的导线构成的第二绕组，所述第二绕组连接到第一绕组，所述第一绕组的自由端部形成第一输入端而第二绕组的自由端部形成输出端；
[0017]一第二线圈包括绕第二支腿的导线构成的第三绕组和绕第一支腿的导线构成的第四绕组，所述第四绕组连接到第三绕组，所述第三绕组的自由端部形成第二输入端而第四绕组的自由端部连接到输出端；
[0018]一第一绕组和第四绕组覆盖第一支腿的相同部分，以便限制绕成线圈的电力装置的漏电感。
[0019]一并且其中，每个绕组均包括至少两层线匝，绕第一支腿所述第一绕组的层与第四绕组的层交替。
[0020]由于单个线圈的绕组绕两条支腿的分布并且由于覆盖不同线圈的线匝，因此在低频条件下的线圈之间的漏电感的值得以显著降低。而且，这种绕组的布置方案允许减小线圈的杂散电容，这使得阈值频率移动向高频并且限制了电流注入到装置连接的供电网。
[0021]除了提高卷成线圈的装置的性能之外，并未改变其尺寸和重量，这是有利的。而且，不必借助电容器或者补充电阻器来吸收漏电感和C总线电容之间的共振，由此限制了成本。
[0022]优选地，第二绕组和第三绕组覆盖第二支腿的相同部分，以便限制绕成线圈的电力装置的漏电感。因此，以全面和均衡的方式限制漏电感。
[0023]优选地，每个绕组均包括相同匝数的线匝，由此允许不同绕组的线匝成对重叠，用于最佳限制漏电感。优选地，每个绕组的导线均具有相同的直径并且由相同的材料制成。
[0024]根据本发明的优选方面，每个绕组均包括由上层覆盖的下层，每个绕组均包括至少一层线匝，第一支腿包括由上层覆盖的下层。因此，由线匝的其它层拾获线匝层中的一层的漏磁场线。
[0025]优选地，第一支腿包括由第四绕组的上层线匝覆盖的第一绕组的下层线匝，并且第二支腿包括由第二绕组的上层线匝覆盖的第三绕组的下层线匝。因此，每个线圈均包括下层和上层，这确保线圈的性能得以平衡。这种性能对于将绕成线圈的装置用作相间电抗器以例如平均两个电压是有利的。
[0026]优选地，第一线圈的导线的长度等于第二线圈的导线的长度，使得每个线圈均具有相同的电阻，这在线圈用作相间电抗器时有助于促进平衡性能。
[0027]根据本发明的特征，在每个绕组均包括至少两层线匝的情况下，第一绕组的层绕第一支腿与第四绕组的层交替，以便有助于线圈之间的相互作用并且限制漏电感。
[0028]优选地，磁芯封闭并且优选地由两个邻接C状元件或者两个邻接E状元件构成。因此，绕组能够分布在磁芯的两个或者三个分支上。
[0029]本发明还涉及一种AC/DC转换器，其包括如上文所述用于实施相间电抗器的功能的至少一个装置。
[0030]本发明还涉及包括如上所述的至少一个装置的电压互感器。
【附图说明】
[0031]阅读以下描述(仅以示例方式给出)并且参照附图将更好地理解本发明，其中:
[0032]图1是AC/DC转换器(已经讨论)的功能示意图；
[0033]图2是相间电抗器(已经讨论)的功能示意图；
[0034]图3示出了相间电抗器(已经讨论);
[0035]图4是相间电抗器(已经讨论)的示意图；
[0036]图5是根据现有技术的相间电抗器(已经讨论)的线匝的绕组的示意图；
[0037]图6是具有其漏电感(已经讨论)的相间电抗器的功能示意图；
[0038]图7示出了根据运行频率(已经讨论)的相间电抗器的等效电感的变化趋势；
[0039]图8示出了根据运行频率(已经讨论)的相间电抗器的漏电感的变化趋势；
[0040]图9是根据本发明的相间电抗器的示意图；
[0041]图10是图9中的相间电抗器的功能示意图；
[0042]图11是根据本发明的相间电抗器的线匝的绕组的第一示意图；
[0043]图12是根据本发明的相间电抗器的线匝的绕组的第二示意图；
[0044]图13示出了根据本发明的相间电抗器的等效电感作为运行频率的函数的变化趋势；和
[0045]图14示出了根据本发明的相间电抗器的漏电感作为运行频率的函数的变化趋势。
[0046]应注意，附图详细地示出了本发明以便实施本发明，所述附图当然能在必要时用于更好地限定本发明。
【具体实施方式】
[0047]本发明将描述AC/DC转换器的相间电抗器3，但是其应用于包括例如用于变压器或者共模扼流圈的同一磁芯上的两个耦合线圈的任何电力装置。
[0048]在这个示例中，参照图9，相间电抗器3包括环形磁芯4，所述环形磁芯4限定了第一支腿Jl和第二支腿J2，所述第一支腿Jl和所述第二支腿J2相互平行。磁芯4封闭，以便如图9中的箭头所示引导其中的磁通。通常，两条支腿J1、J2的中部包含非磁芯材料的区域，所述区域称作“气隙”。
[0049]根据现有技术，相间电抗器包括:由铜或者铝制成的导线构成的第一绕组，所述导线绕第一支腿形成第一线圈；和导线构成的第二绕组，所述导线绕第二支腿形成第二线圈。换言之，每个线圈均形成为绕磁芯的仅仅一条支腿。
[0050]相比而言，根据本发明，每个线圈均分布在磁芯的支腿上。换言之，磁芯的每条支腿均保持第