[发明专利]非线性电感

说明书

技术领域

本发明是有关于一种电感，且特别是有关于一种具有一组不对称磁阻的非线性电感。

背景技术

采用变频器驱动的电机系统，由于变频器与马达上的线路上存在高频切换的信号，产生了不必要的电磁干扰，降低了变频器整体的功率因素，亦对驱动端的负载产生了谐波失真。

在低电流操作时的变频器系统所引起的总谐波失真通常较大，当谐波失真过大时可能会对系统内其他设备造成损害或运转效能下降。为了解决谐波失真的问题，一般应用上会与变频器串联一非线性电感以抑制谐波失真。

一般而言，使用感值较大的电感可以较明显地降低谐波失真，但过大的电感在高电流的操作环境下亦会造成在变频器两端产生压降，故常见应用上会使用非线性电感来完成低电流高感值，高电流低感值的特性，以各自符合在低电流或高电流的操作环境下所需要的电感感值。

然而，现行实现非线性电感的做法往往是利用气隙的形状变化来制作非线性电感，且在制作上需要特别开模制作特殊的磁芯来达成，因此造成不必要的额外成本支出。

发明内容

本发明的目的在于提供一种非线性电感，为了解决上述的问题或其他问题。本发明内容的一方式是在提供一种非线性电感，通过简化结构与多种弹性调整方式，以达到各种应用上所需的感值调整。

本揭示内容的一方式是关于一种非线性电感，其中包含第一磁芯、第二磁芯、第三磁芯、第四磁芯、第五磁芯以及线圈单元。第二磁芯与第一磁芯平行排列。第三磁芯、第四磁芯以及第五磁芯皆垂直设置第一磁芯与第二磁芯之间。前述的第四磁芯与第五磁芯平行配置于第三磁芯的两侧。线圈单元缠绕第三磁芯，当直流电流通过线圈单元时会形成感应磁通量，此感应磁通量通过第四磁芯的第一磁阻相异于感应磁通量通过第五磁芯的第二磁阻。

依据本发明一实施例，前述的第四磁芯与第一磁芯之间以及第四磁芯与第二磁芯之间各自存在一第一气隙，且第五磁芯与第一磁芯之间以及第五磁芯与第二磁芯之间各自存在一第二气隙，其中上述的第一气隙与第二气隙宽度相异，藉此形成相异的第一磁阻与第二磁阻。

前述的第三磁芯与第一磁芯之间以及第三磁芯与第二磁芯之间各自存在一第三气隙，其中上述的第一气隙大于第三气隙，且第三气隙大于第二气隙。

依据本发明另一实施例，前述的第四磁芯与第二磁芯之间存在第一气隙，且第五磁芯与第二磁芯之间存在第二气隙，其中第一气隙与第二气隙宽度相异，藉此形成相异的第一磁阻与第二磁阻。

前述的第三磁芯、第四磁芯以及第五磁芯皆直接连接至第一磁芯，且第三磁芯与第二磁芯之间存在一第三气隙，其中第一气隙大于第三气隙，且第三气隙大于第二气隙。

前述的各实施例中，其中第四磁芯的一截面积可相异于第五磁芯的一截面积，藉此形成相异的第一磁阻与第二磁阻。

依据本发明又另一实施例，其中前述第三磁芯为顺磁性材料，且前述的第一磁芯、第二磁芯、第四磁芯以及第五磁芯为非顺磁性材料。

综上所述，通过应用上述的实施例，本发明的非线性电感通过简化的元件结构减少制作上额外开模的成本，且感值有多种弹性调整方式，进而达到各种应用上的规格需求。

附图说明

为让本发明的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附图式的说明如下：

图1为依照本发明一实施例绘示一种非线性电感的示意图；

图2为依照本发明一实施例中图1中的非线性电感的配置之示意图；

图3为图2中的非线性电感的等效电感值与电流关系示意图；

图4为依照图2中的非线性电感所对应的等效磁路模型的示意图；

图5A为依照本发明又一实施例绘示图1中的非线性电感的另一配置的示意图；

图5B为图5A中的非线性电感的等效电感值与电流关系示意图；

图6A为依照本发明另一实施例绘示图1中的非线性电感的另一配置的示意图；

图6B为图6A中的非线性电感的等效电感值与电流关系示意图；

图7A为依照本发明又一实施例绘示图1中的非线性电感的另一配置的示意图；以及

图7B为图7A中的非线性电感的等效电感值与电流关系示意图。

其中，附图标记说明如下：

100、200、500、600、700：非线性电感

110、210、510、610、710：第一磁芯

120、220、520、620、720：第二磁芯

130、230、530、630、730：第三磁芯

140、240、540、640、740：第四磁芯