流体冷却式磁性元件的制作方法

流体冷却式磁性元件
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求于2018年11月29日提交的题为“fluid cooled magnetic element(流体冷却式磁性元件)”的美国临时申请no.62/772,970的优先权和权益，该美国临时申请的全部内容通过参引并入本文中。
技术领域
3.根据本公开的实施方式的一个或更多个方面涉及磁性元件，并且更具体地涉及流体冷却式磁性元件。


背景技术：

4.磁性元件比如变压器和电感器在各种电力处理系统中发挥重要作用。为了使磁性元件的尺寸和成本最小化，可以使电流密度和电频率尽可能高。然而，由于导体发热与电流密度的平方成正比，并且芯发热与频率的平方近似成正比，因此高效的传热尤为重要。最终结果是磁性元件的功率密度实际上受到传热的限制。在这种系统中，为了实现绕组和芯中的高效传热以及为了实现低涡流损耗——两者均在绕组和芯内实现——而进行布置可能是有利的。
5.因此，需要具有实现改善的传热效率的设计的磁性元件。


技术实现要素：

6.本公开的实施方式的各方面涉及非环形磁性元件。
7.提出一种磁性元件，该磁性元件由对准并安置在共用的铁磁芯上的一个或更多个螺旋缠绕的线圈组成。每个线圈可均以由具有矩形截面的导体形成。每个线圈的内径部(i.d.)与芯之间的环形间隙或“内部径向间隙”提供第一(“轴向”)冷却剂流动路径。每个线圈的相邻的匝之间的空间或间隙(“轴向间隙”)建立了第二(或“径向”)流动路径，该第二(或“径向”)流动路径可以接收来自第一流动路径的流体流。第一流动路径可以提供芯冷却，而第二流动路径提供绕组冷却。冷却剂流可以通过供给元件管道、护罩或两者的组合而被引入到第一流动路径。添加有端子组件，端子组件用于电气端接每个线圈的起始部和结束部并且提供与端子柱的电气连接。整个组件可以被包括在液密的壳体内，该液密的壳体包括引入冷却剂的入口端口和收集冷却剂的出口端口。
8.在一些实施方式中，导体是扁绕式(edge wound)的(即，在与导体横截面的较小尺寸平行的轴线上弯曲)；在其他情况下，导体可以是面绕式(face wound)的，其中，弯曲是沿着与较大导体尺寸平行的轴线进行的。在一些实施方式中，线圈导体可以由多个层构成。这可以简化缠绕过程，同时减少高频涡流损耗。线圈可以呈串联组合或并联组合，以达到期望的电气参数和传热参数。通过使用并联连接的两个或更多个线圈代替单个线圈，可以增加冷却剂接触面积，从而改善整体传热。对于给定的冷却剂压头损失，存在使热阻最小化的最佳匝间间隙。对于大于该临界值的间隙，热阻因冷却剂内增加的热流距离而增加。对于小于
该临界值的间隙，热阻因减少的冷却剂流而增加。对于绝大多数的应用，此最佳间隙的值介于0.001”与0.070”之间(介于0.001英寸与0.070英寸之间)。
9.在大多数情况下，需要线圈与芯电绝缘。可以利用各种方法在线圈与芯之间实现足够的击穿电压。在电压相对较低的情况下，这可以通过对芯和/或绕组表面进行粉末涂覆来实现。在电压相对较高的情况下，在芯与相应的线圈之间的间隙内可以包括有电绝缘骨架。在一些设计中，可以实现线圈与芯之间的径向间隙(“内部径向间隙”)，使得芯有效地“漂浮”在线圈的内部i.d.区域内。该间隙既可以用于促进流体流动又可以用作线圈与芯之间的介电屏障。在包括多个线圈的情况下，相邻的线圈可以由绝缘的间隔件分隔开，使得在相邻的线圈之间提供足够的耐电压性和/或实现足够低的线圈间电容。
10.一些实施方式可以用于构造各种类型的电感器和变压器。在变压器的情况下，线圈可以交错，使得可以实现绕组之间的期望的漏电感水平。可以使用适当的铁芯构造多相变压器和多相电感器。由于单独的线圈与冷却剂之间的传热非常高效，因此可以处理非常高的电流密度而不会导致过高的温升；对于某些设计，可以适应超过5000a/cm2的电流密度。在高频变压器和电感器的情况下，如此高的电流密度能够实现极高的功率密度—在某些情况下超过100kw/kg的功率密度。
11.由粉末状铁和铁氧体材料模制而成的芯是用于新型磁性元件的通常选择。可以在这种芯的表面内模制一些特征，以帮助冷却剂流动、增加芯与工作流体之间的传热、和/或确保芯表面与线圈内表面之间的间隙均匀。
12.在一个实施方式中，端子组件执行电路板的功能，使得各个线圈适当地与彼此互连并且与端子柱互连，端子柱突出穿过封围件以提供用于缆线和电线的外部连接所需的电端口。也可以使用将相应线圈端接的替代方式。
附图说明
13.参照说明书、权利要求书和附图将会领会并理解本发明的这些和其他特征及优点，在附图中：
14.图1a是根据本发明的实施方式的使用u-u铁芯的磁性组件的立体图；
15.图1b是根据本发明的实施方式的使用u-u铁芯的磁性组件的局部拆除的立体图；
16.图1c是根据本发明的实施方式的使用u-u铁芯的磁性组件的立体图；
17.图2是根据本发明的实施方式的使用u-u铁芯和多层导体的磁性组件的立体图。
18.图3是根据本发明的实施方式的使用三分支式铁芯的三相磁性组件的立体图。
19.图4是根据本发明的实施方式的使用u-u铁芯的电感器的分解立体图。
20.图5是根据本发明的实施方式的使用e-e铁芯的磁性组件的分解立体图。
21.图6a是根据本发明的实施方式的磁性组件中使用的单导体线圈的立体图。
22.图6b是根据本发明的实施方式的磁性组件中使用的多层线圈的立体图。
23.图7是根据本发明的实施方式的可以用于将冷却剂注入磁性组件的芯与线圈之间的内部径向间隙中的供给元件的立体图。
24.图8是根据本发明的实施方式的可以用于使磁性组件的相邻线圈分隔开的间隔件的立体图。
25.图9a是根据本发明的实施方式的与使用u-u铁芯的磁性组件相关联的流向图。
26.图9b是根据本发明的实施方式的与使用u-u铁芯的磁性组件相关联的流向图。
27.图10是根据本发明的实施方式的包括封围件的完整磁性组件的分解立体图。
28.图11a是用于变压器的线圈互连图，其中，主线圈和副线圈未交错，使得漏电感最大化。
29.图11b是用于变压器的线圈互连图，其中，主线圈和副线圈最大程度地交错，使得漏电感最小化。
30.图12是根据本发明的实施方式的端子组件的立体图。
具体实施方式
31.下面结合附图阐述的详细描述意在作为对根据本发明提供的流体冷却式磁性元件的示例性实施方式的描述，而非意在表示本发明仅可以构造成或利用该描述中的形式。该描述阐述了与所示的实施方式相关的本发明的特征。然而，应当理解的是，可以通过也意在包含在本发明的精神和范围内的不同实施方式来实现相同或等同的功能和结构。如本文中别处所指示的，相同的元件标记意在表示相同的元件或特征。
32.图1a是根据本发明的实施方式的使用u-u铁芯130(图1b)的磁性组件101的立体图。螺旋缠绕的线圈108安置在铁芯130上，使得在每个线圈108的内径部(i.d.)与芯130的表面之间存在环形间隙或“内部径向间隙”115(在图9中可见)。该间隙在下述意义上而言是“径向”的：该间隙在沿径向方向分隔(由该间隙分隔)的两个部分之间延伸。经由入口管道112施加的冷却剂随后经由护罩121a和121b引导，以流入铁芯130与线圈108之间的内部径向间隙115中。冷却剂通过径向向外流动穿过每个线圈108的相邻匝之间(或线圈与间隔件106(在下面更详细地讨论)之间)的间隙或“轴向间隙”127而离开；相应地，轴向间隙127通过匝间隔件123而建立。轴向间隙127在下述意义上而言是“轴向的”：轴向间隙127中的每个轴向间隙在沿轴向方向分隔(由该间隙分隔)的两个部分之间延伸(例如，在线圈的两个匝之间延伸或者在线圈的匝与间隔件106之间延伸)。护罩121a和121b防止冷却剂直接从线圈的内部容积部流动至线圈的外部而未流动穿过轴向间隙127，并且护罩121a和121b还使得冷却剂在芯的端部的表面上流动，由此对芯的端部进行冷却。在一些实施方式中，在线圈叠堆的端部处(代替护罩)可以使用适合的密封件(或局部密封件)来防止(或阻止)流体除经轴向间隙127排出之外还从内部径向间隙115排出。在一些实施方式中，通过这种局部密封件可以提供一定量的旁通流，例如以对芯的端部进行冷却。如本文中所使用，“线圈”是由一个或更多个匝构成的导体。
33.在一些实施方式中，冷却剂通过与图1c中所示的路径(其中，冷却剂流动穿过两个入口管道112)不同的路径被供给到内部径向间隙115中。例如，冷却剂可以流动穿过图7中所示类型的一个或更多个入口管道112，并且在一个端部处或在两个端部处，护罩121a、121b可以连接在一起而不存在中间的入口管道112，或者每个线圈叠堆的端部可以例如使用端部肩部151而进行密封或局部地密封(例如，从而允许一些流体旁路局部密封件)。如本文所使用，“线圈叠堆”是由一个或更多个线圈、零个或更多个间隔件106以及零个或更多个端部肩部151组成的叠堆。
34.通过保持轴向间隙127的较小数值(即，宽度)，可以实现从线圈108至冷却剂的高效传热，这使得线圈108能够处理高电流密度、例如大于50a/mm2的电流密度。这又使得能够
处理非常高的比功率水平、例如对于以20khz运行的变压器而言能够处理大于300kw/kg的比功率水平。由于流动间隙127减小，从线圈108至冷却剂的传热以增加的压头损失(head loss)为代价得到改善。因此，对于给定的压头损失和冷却剂粘度，存在使总热阻最小化的最佳间隙尺寸。在一些实施方式中，内部径向间隙115具有0.050”的间隙宽度。在一些实施方式中，如下面进一步详细讨论的，轴向间隙127具有0.004”的间隙宽度或介于0.001”与0.070”之间的间隙宽度。间隔件可以制造为注射模制的热塑性带或注射模制的热固性带或其他平面材料比如诺美(nomex
tm
)纸。替代性地，轴向间隙127可以通过下述方式建立：使具有适当厚度和宽度的线状物在线圈匝的相邻的轴向间隙之间“交叉”或“交织”(如图1a中所示)，或者将线状物以其他方式固定至线圈，使得该线状物的多个部分位于轴向间隙127中，从而设定了轴向间隙127的宽度。流动间隙的宽度可以影响磁性元件的性能。由于轴向间隙127(g)减小(即，流动间隙的宽度减小)，冷却剂内的特征热流长度减小，这用于减小热阻的热导率分量。相反，由于g增加，冷却剂流动速率增加，这用于降低热阻的热质量分量。由于这些相反的影响，因此存在流动间隙的最佳值(在压头损失恒定的条件下)，这导致总热阻的最小值。基于第一原理，该最佳间隙(g
opt
)被求解为：
35.g
opt
＝3.46[(μkδr2)/(c
p
ρp)]
0.25
，
[0036]
其中，μ为冷却剂动力粘度，k为冷却剂热导率，c
p
为冷却剂比热，ρ为冷却剂质量密度，p为由间隙引起的冷却剂压头损失，并且δr为线圈的径向构造。对应的传热(hc)系数(例如，w/m2/c)被求解为：
[0037]
hc＝0.865[(c
p
ρpk3)/(μδr2)]
0.25
[0038]
在变压器油为冷却剂的一个实施方式中，径向构造为1cm(0.010m)，并且压头损失为1psi(6895pa)，以上等式可以用于求解最佳间隙和对应的传热系数。(对于处于60c的变压器油，μ＝0.01pa-sec，k＝0.2w/m/c，c
p
＝1800j/kg/c，并且ρ＝880kg/m3。)最佳间隙被求解为0.065mm或0.00261英寸。对应的传热系数被求解为2644w/m2/c。
[0039]
根据第一等式，注意到的是，最佳间隙随径向构造(即，导体的径向范围)的平方根增长而增长。将δr增大十倍会导致间隙增长约三倍。还注意到的是，所有其他因子都取四分之一幂，因此，间隙相对于这些因子中的任何因子缓慢变化。
[0040]
在使用p的较高值和δr的较小值的情况下，最佳间隙值可以在0.001英寸的数量级上。然而，出于制造、公差和稳定性的考虑，将通常需要增大的间隙值。因此，在一些实施方式中，间隙宽度设定为约0.001英寸。同样地，对于径向构造在0.1m的数量级上的大线圈，则使用相对粘稠的冷却剂(例如，μ＝0.1pa-sec)，并且压头损失较小(例如，为0.25psi或1750pa)，最佳间隙计算为1.8mm＝0.071英寸。(对应的传热系数为332w/m2/c。)因此，在一些实施方式中，间隙可以大到0.07英寸。
[0041]
在一些实施方式中，可以使用与最佳间隙相差多达三倍的间隙(即，在0.33g
opt
至3.00g
opt
的范围内的间隙)，而不会使性能发生不可接受的劣化。在一些实施方式中，可以使用可以额定用于180摄氏度的h类材料，并且入口与出口之间的温度差可以高达100摄氏度。在一些实施方式中，设计、比如图1的设计、可以具有约10英寸的总长度并且能够承受约5kw(例如，至少1kw)的耗散功率(该耗散功率可以对应于约1mw的传输功率)。在这样的实施方式中，1psi的压力差(例如，在0.2psi至5.0psi的范围内的压力差)可以提供足够的流体流量。
[0042]
冷却剂可以是任何适合于进行冷却的流体，并且术语“流体”和“冷却剂”在本文中以可互换的方式使用。该组件可以利用适合的流体冷却，适合的流体可以是液体比如变压器油、自动变速器流体或乙二醇，或者可以是气体比如空气。将理解的是，尽管本文中描述的一些实施方式是为了方便起见而在流体沿特定方向流动、例如从流体入口径向向外穿过流动间隙并穿过流体出口流动的情况下进行描述的，但是在一些实施方式中，流体沿相反的方向流动以达到类似或相同的效果。尽管一些实施方式被描述为包括铁磁性芯，但是在一些实施方式(对应于磁性元件，这些实施方式可以被称为“空气芯”磁性元件)中，可以不存在这种铁磁性芯，并且例如，任何线圈的内部容积部可以填充有冷却流体。
[0043]
图6a中示出了线圈108的细节。间隔件106可以安置在相邻的线圈108之间以提供所需的电绝缘和机械柔顺性。如图8中所示，间隔件106的表面构造成与邻接的螺旋线圈108的端部表面相符，使得建立起受控的间隙以允许在间隔件与线圈之间存在径向冷却剂流。各个线圈108经由端子组件110端接，其中，线圈起始部116和线圈结束部118连接至端子接头(tigs)125，端子接头125又与相应的端子柱146连接。由入口管道112、护罩121a和121b、线圈108和间隔件106组成的组件通过张力带136而保持受压。如本文中所使用，“匝间隔件”是用于在相邻的匝之间建立期望的流体间隙的任何特征。这可以包括使用插置于相邻的匝之间的单个线状物比如光纤；这还可以包括使用安置在相邻的匝之间的各个间隔元件。
[0044]
图1b是根据本发明的实施方式的使用u-u铁芯的磁性组件101的局部拆除立体图。芯130的细节在该图中是明显的，其包括流槽132和芯翅片134。流槽132用于将从入口管道112接收的冷却剂流分配成在芯130的整个表面上流动。冷却剂流经由护罩121a和121b而在磁性组件101的两个端部处受到约束。芯翅片134可以被包括在芯表面上，以辅助芯130与冷却剂之间的传热。在一些实施方式中，不存在芯翅片134。端部肩部151用于对线圈108、间隔件106和供给板112进行轴向约束，使得该组合形成刚性组件。如间隔件106的情况那样，端部肩部151构造成与邻接的螺旋线圈108的端部表面相符，使得建立起受控的间隙以允许在间隔件与线圈之间存在径向冷却剂流。在图5的情况下，端部肩部151可以包括使间隙115(未示出)终止的附加特征，从而防止不需要的冷却剂流，因而迫使流体流经由轴向间隙127离开。可以包括有轴向分支(prong)154(在图4中示出)，轴向分支154用于作为骨架而起作用，该线轴辅助保持线圈108与芯130之间的轴向间隙115。在一些实施方式中，轴向分支154或其他类似特征可以被包括在间隔件106的一个或两个端部上(图1至图3中未示出)。在线圈组件的每个端部处可以添加磁性环状特征部153，以帮助保持与芯的轴线平行的磁通对准度，并由此减少线圈端部内的涡流损耗。
[0045]
图1c是根据本发明的实施方式的使用u-u铁芯的磁性组件的立体图，其示出了入口管道112的流体入口部分。
[0046]
图2是根据本发明的实施方式的使用u-u铁芯和多层导体的磁性组件的立体图。图2除了使用多层导体138之外与图1a、图1b和图1c相同。使用多层导体代替实心导体的优点可以包括减少的涡流损耗和改善的弯曲容易度。为了以最大程度减少涡流损耗，可以在绕组的中点处添加180度的换位(transpose)或扭曲(图2中未示出)。
[0047]
图3是根据本发明的实施方式的使用三分支式铁芯的三相磁性组件的立体图。图3的磁性组件除了相的数目之外与图1的磁性组件类似。该组件根据芯130的具体情况而可以是三相变压器或三相电感器。如图所示，三个磁支路中的每个磁支路均包括四个线圈108，
但是可以使用不同的数目。如图所示，每个线圈108经由端子组件110内的导体而单独端接。端子组件110允许线圈108(绕组)根据需要而互连，以提供期望的电压和电流水平。
[0048]
图4是根据本发明的实施方式的使用u-u铁芯130和由两个串联连接的线圈108组成的多层绕组的电感器的分解立体图。线圈经由用作换位部的互连部109连接(第一线圈的外层连接至第二线圈的内层，诸如此类)。电气特性、包括电感和饱和电流、在某种程度上由芯控制。随着芯的磁导率降低，电感下降，而饱和电流和最大能量储存量增加。
[0049]
图5是根据本发明的实施方式的使用e-e铁芯的磁性组件的分解立体图。入口管道112将冷却剂注射到芯半部142的中央分支131与线圈108之间的内部径向间隙中。入口管道112的细节在图7中示出。本文中使用的“入口管道”可以是用于促进流体注射到内部径向间隙115(图9a和图9b)中的任何结构。入口管道112可以与提供其他功能的其他元件一体地结合，如图1至图3的情况中那样，其中，入口管道112一体地结合在护罩121a和121b内；或者如图5的情况中那样，其中，入口管道112与间隔件一体地结合。如图1的实施方式的情况那样，冷却剂径向向外地穿过轴向间隙127而离开。由线圈108、间隔件106和入口管道112组成的组件通过芯半部142而保持在受压状态下；芯半部可以结合或夹紧在一起以形成刚性结构。图5的组件可以被包括在与图10的封围件类似的封围件内，使得冷却剂流被回收。图5的构型可以应用于使用“e-e”芯的构型。在线圈叠堆的每个端部处，通过线圈叠堆的端部(该端部可以包括端部肩部151)与芯半部142之间的密封、或者由于线圈叠堆的端部与芯半部142之间的极少的流体能够流动穿过的足够小的任何间隙，可以防止流体从线圈内部的容积部中排出(并由此使得流体流动穿过轴向间隙127)。
[0050]
图6a是根据本发明的实施方式的磁性组件中使用的单个导体线圈的立体图。线圈通常是使用具有矩形截面的绝缘导体的扁绕式的。在某些情况下，线圈可以是面绕式的。可以应用三排或更多排匝间隔件123，从而在相邻的匝之间建立精确的轴向间隙127。这些间隙的尺寸由间隔件的直径确定，间隔件可以具有矩形或圆形横截面。匝间隔件123可以由具有适当厚度的线状物制成，线状物在线圈的相邻的匝之间交织。可以使用多个线状物或间隔件以便在相邻的匝之间提供平面，使得可以在相邻的匝之间建立均匀的间隙。可以使用其他类型的间隔件、比如由具有适当厚度的材料形成的带状物、以在相邻的匝之间提供间隙。
[0051]
图6b是根据本发明的实施方式的磁性组件101中使用的多层线圈的立体图。图6b除了使用多层导体代替实心导体之外与图6a类似。在一些情况下，多层导体可以提供弯曲优势。多层导体还可以用于减少高频涡流损失。可以通过在线圈的中点处添加180度的换位(未示出)而以最大程度减少涡流损耗。
[0052]
图7是根据本发明的实施方式的可以用于将冷却剂注入磁性组件的芯130与线圈108之间的内部径向间隙115中的入口管道112的立体图。在图7的情况下，入口管道112也用于起到分隔件的作用。供给槽口148用于将冷却剂从入口点引导至内部径向间隙115。凸缘150与封围件(未示出)配合并形成密封或局部密封，使得将冷却剂从封围件引导到供给槽口148中。间隔表面152与线圈的面对准，从而建立起轴向间隙127以用于冷却剂流动。
[0053]
图8是根据本发明的实施方式的可以用于将磁性组件的相邻线圈108分隔开的间隔件106的立体图。间隔表面152与线圈108的面平行地对准，从而建立起轴向间隙127以用于冷却剂流动。
[0054]
图9a是根据本发明的实施方式的与使用u-u铁芯的磁性组件101相关联的流向图。如图所示，冷却剂流动穿过内部径向间隙115；冷却剂通过径向向外流动穿过相邻匝之间的轴向间隙127而离开内部径向间隙115。可以看出，内部径向间隙115操作为对多个轴向间隙127进行供给的歧管。流体流的该(径向)分量可能是造成大部分压头损失的原因。穿过内部径向间隙115的轴向冷却剂流还用于提供对芯130的冷却。流体流在本文中所公开的其中一些实施方式的上下文中被描述为径向向外穿过轴向间隙127，但是在本文中所描述的任何实施方式中，流体可以沿相反的方向流动而具有类似的效果。因此，在一些实施方式中，本文中对“入口”的任何提及都可以替换为“出口”，并且本文中对“出口”的任何提及都可以替换为“入口”。例如，在图9a中，流体可以沿与所图示的方向相反的方向流动而具有基本相同的效果(除下述效果之外：对芯的冷却可能在一定程度上效率更低，流体在其到达芯时已由线圈加热；并且对线圈的冷却可能在一定程度上效率更高，冷却剂在其流动穿过轴向间隙127时还未被芯加热)。图9b示出了这样的流动模式(其中，流体径向向内地而非径向向外地流动穿过轴向间隙127)。图9b还示出了护罩185，护罩185围绕线圈的外侧，从而形成外部径向间隙187，流体穿过该外部径向间隙187流动至轴向间隙127。在图9b的实施方式中，护罩185用作对多个轴向间隙127进行供给的歧管结构的一部分。
[0055]
在一些实施方式中，可以不存在内部径向间隙115(线圈可以紧密地贴合在芯上)并且外护罩可以紧密地贴合在线圈的外侧上。外护罩可以具有两个通道(例如，大致在直径方向上相对的通道)，这两个通道将流体供给至芯的一个侧部并且从另一侧部收集流体，流体穿过轴向间隙127流动至该另一侧部。在这种实施方式中，轴向间隙127内的流基本上平行于导体。
[0056]
图10是根据本发明的实施方式的包括封围件的完整的磁性组件的分解立体图。封围件是由封围件底部154和封围件顶部156组成的两件式结构。这两个封围件元件配合在一起，从而形成由封围o形环168和组装螺纹件170提供的密封件(例如，液密密封件)。经由入口158引入的冷却剂通过冷却剂槽口164而被分配至入口管道112。离开轴向间隙127的冷却剂由封围腔容纳并且由与出口160相接的流端口172回收。可以包括有垫圈166，以帮助密封入口管道112与冷却剂槽口164之间的界面。封围件底部154可以包括安装支脚162。封围件顶部156可以包括端子孔174，端子孔174允许端子柱146根据需要而突出。端子柱146上可以安置有端子o形环178，以确保封围件-端子柱界面处的冷却剂密封。
[0057]
图11a是变压器的线圈互连图，其中，主线圈和副线圈108并未交错，使得漏电感最大化。主线圈互连以形成主线圈组176a和176b，并且副线圈互连以形成副线圈组177a和177b。应当注意的是，虽然在每个线圈组中示出有五个线圈，但是线圈组可以由任意数目的线圈组成。同样，对主组和副组的数目没有限制。
[0058]
图11b是变压器的线圈互连图，其中，主线圈和副线圈108最大程度地交错，使得漏电感最小化。由于交错的限制，因此对于每个线圈组176，主线圈108的数目将等于副线圈108的数目加一或减一。
[0059]
图12是根据本发明的实施方式的端子组件110的立体图。所示的情况是其中总共二十个线圈互连以形成四个单独的绕组或绕组的组并且其中使用了两个导体层。(这些数目仅作为示例，并且具有不同数目的线圈、绕组、导体和导体层的替代性设计是可能的。)端子组件110包括四个上部导体(180a至180d)和四个下部导体(182a至182d)。相应地，每个上
部导体是包括端子接头125a至125e和一个端子柱146a的实心金属元件；二十个绕组的起始部连接至用于四个上部导体中的各个上部导体的端子接头125a至125e。同样地，每个下部导体是包括端子接头125f至125j和一个端子柱146b的实心金属元件；二十个绕组的结束部连接至用于四个底部导体中的各个底部导体的端子接头125f至125j。在导体内包括有槽口184，以在包覆模制以形成最终组件时有助于组件的机械增强。端子接头125和端子柱146两者如图1a和图1b中所示的那样突出穿过包覆模制件。
[0060]
本文所列举的任何数值范围意在包括被包含在所列举范围内的相同数值精度的所有子范围。例如，“1.0至10.0”的范围意在包括所列举的最小值1.0与所列举的最大值10.0之间的所有子范围，也就是说，具有等于或大于1.0的最小值以及等于或小于10.0的最大值，例如2.4至7.6。本文所列举的任何最大数值极限意在包括其中包含的所有较低数值极限，并且本说明书中所列举的任何最小数值极限意在包括其中包含的所有较高数值极限。
[0061]
尽管本文中已经具体地描述并说明了流体冷却式磁性元件的示例性实施方式，但是许多改型和变型对于本领域技术人员而言将会是明显的。因此，应当理解的是，根据本公开的原理构造的流体冷却式磁性元件可以以除如本文中具体描述的方式之外的方式来实施。本发明还通过所附权利要求及其等同方案进行限定。