Reactancia no lineal de núcleo de composite que comprende:

un primer elemento de núcleo (1) realizado a partir de un material de permeabilidad magnética alta yque forma una vía magnética anular continua;

un segundo elemento del núcleo (2) realizado a partir de un material de permeabilidad magnéticaalta y que forma una vía de paso magnética anular interrumpida localmente por un intersticio (3); yuna bobina (5),

en la que la vía magnética anular del primer elemento del núcleo y la vía magnética anular delsegundo elemento del núcleo se yuxtaponen, bobinándose la bobina de tal modo que normalmentela bobina cruce consecutivamente las dos vías magnéticas anulares, y se caracteriza por:

una placa de apantallamiento magnético (4) realizada a partir de un material de bajapermeabilidad magnética que presenta una conductividad eléctrica alta y una conductividaddel calor alta, emparedada íntegramente entre el primer elemento del núcleo y el segundoelemento del núcleo,

yuxtaponiéndose la vía magnética anular del primer elemento del núcleo y la vía magnéticaanular del segundo elemento del núcleo emparedando la placa de apantallamientomagnético.

Reactancia no lineal de núcleo de composite y circuito de recepción de energía por inducción.

CAMPO TÉCNICO

La presente invención se refiere a una reactancia no lineal de núcleo de composite utilizada para ajustar y controlar un sistema de suministro de energía eléctrica en corriente alterna y a un circuito de entrada de inducción que utiliza la reactancia.

ANTECEDENTES DE LA TÉCNICA

En la solicitud de patente japonesa abierta al público (kokai) , H10-70856, se da a conocer una invención que se refiere a un dispositivo de alimentación por inducción de tensión constante que utiliza una reactancia saturable. Se trata de un dispositivo para suministrar una potencia eléctrica motriz a un vehículo que circula a lo largo de una pista, desde la pista al vehículo con ausencia de contacto material utilizando la inducción electromagnética. El circuito de entrada de inducción montado sobre el vehículo comprende, como estructura básica, una bobina de recepción destinada a generar una fuerza electromotriz inducida cuando se dispone en un campo alterno (a una frecuencia constante de aproximadamente 10 kHz) generado por un equipo asociado a la pista, un condensador de resonancia conectado con la bobina de recepción y formando un circuito de resonancia sintonizado a la frecuencia del campo magnético, y un convertidor para rectificar la potencia de corriente alterna extraída del circuito de resonancia y suministrándola a una carga tal como un motor.

En el caso de dicho circuito de entrada de inducción, cuando la carga consume una potencia pequeña (a la que se hace referencia como “estado de carga ligera”) , el circuito se interrumpe debido a que la tensión inducida de la bobina de recepción aumenta sin ninguna limitación si no interviene ningún factor restrictivo. Por consiguiente, la técnica anterior mencionada anteriormente emplea una estructura en la que se regula cualquier incremento anormal de la tensión, es decir, la tensión se mantiene constante, conectando en paralelo una reactancia saturable con el circuito de resonancia formado por la bobina de recepción y el condensador.

Los presentes inventores han continuado estudiando adicionalmente las diferentes características que debe presentar una reactancia no lineal apta para la finalidad mencionada anteriormente. En el caso de una reactancia saturable que deba utilizarse en un rango de alta frecuencia de 10 kHz o superior, existe la ventaja de que el calentamiento por pérdidas por corrientes de Foucault, causado por el campo magnético de alta frecuencia, es pequeño cuando el núcleo es de ferrita presentando una característica de alta resistencia. Sin embargo, puesto que la ferrita cambia considerablemente su característica magnética (una densidad de flujo magnético de saturación) en función de su temperatura, existe el problema de que la característica de tensión constante descrita anteriormente provista por la reactancia saturable no es estable cuando la fluctuación de la temperatura del medio ambiente en el que se utiliza la reactancia es grande.

Puesto que el material magnético blando de aleación amoría y el material magnético blando de nanocristales presentan una característica magnética estable frente a la fluctuación de la temperatura, existe la ventaja de que la característica de tensión constante se mantiene estable incluso si la fluctuación de temperatura del medio ambiente en el que se utiliza la reactancia es grande cuando se utiliza una reactancia saturable que comprenda un núcleo formado a partir de dicho material. Sin embargo, cuando el núcleo se forma a partir de dicha clase de material bobinando el material en forma de cinta, existe el problema de que tienden a generarse corrientes de Foucault sobre la superficie de la cinta cuando una corriente de impulso abrupto circula por la bobina y, de este modo, el núcleo propiamente dicho se calienta considerablemente.

Para cualquier material del núcleo, en la estructura en la que la reactancia saturable se conecta con el circuito de entrada de inducción descrito anteriormente para mantener la tensión constante, el núcleo se satura magnéticamente en la proximidad del pico de cada semionda de una alta frecuencia de 10 kHz o superior en un modo de funcionamiento en el que se efectúe una acción de mantener la tensión constante y, por consiguiente, una corriente de impulso abrupto circula por la bobina bobinada alrededor del núcleo (de este modo, cualquier incremento de tensión se regula) . Como se conoce, dicha clase de corriente de impulso abrupto de alta frecuencia presenta un problema serio de emisión de interferencias electromagnéticas peligrosas (EMI) al ambiente circundante.

La presente invención se concibió a la luz de las consideraciones técnicas indicadas anteriormente. El objetivo de la presente invención es proporcionar una reactancia no lineal de núcleo de composite que pueda suprimir de una forma estable cualquier incremento de tensión sin generar una corriente de impulso abrupto y de paliar su calentamiento y su problema de EMI, y proporcionar un circuito de entrada de inducción que utilice una reactancia de dichas características.

El documento JP-A-07/153613 da a conocer una reactancia no lineal de núcleo de composite según el preámbulo de la reivindicación 1.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

Un aspecto de la presente invención proporciona una reactancia no lineal de núcleo de composite que comprende un primer elemento del núcleo realizado a partir de un material de alta permeabilidad magnética y que conforma una vía magnética anular continua; un segundo elemento del núcleo realizado a partir de un material de alta permeabilidad magnética y que conforma una vía magnética anular interrumpida localmente por un intersticio; una placa de apantallamiento magnético realizada a partir de un material de baja permeabilidad magnética que presente una conductividad eléctrica alta y una conductividad del calor alta, emparedada íntegramente entre el primer elemento del núcleo y el segundo elemento del núcleo; y una bobina, en la que la vía magnética anular del primer elemento del núcleo y la vía magnética anular del segundo elemento del núcleo se yuxtaponen emparedando la placa de apantallamiento magnético, bobinándose la bobina de tal modo que comúnmente la bobina cruce consecutivamente ambas vías magnéticas anulares.

Otro aspecto de la presente invención proporciona una reactancia no lineal de núcleo de composite en la que existen dos unidades de dicho primer elemento del núcleo y dos placas de apantallamiento magnético, disponiéndose las placas respectivamente en cada lado del segundo elemento del núcleo, quedando emparedadas cada una de las dos placas de apantallamiento magnético íntegramente entre los primeros elementos del núcleo y el segundo elemento del núcleo, respectivamente; y en la que la vía magnética anular de los dos primeros elementos del núcleo y la vía magnética anular del segundo elemento del núcleo se yuxtaponen en una formación en línea triple que empareda las dos placas de apantallamiento magnético, bobinándose la bobina de tal modo que normalmente la bobina cruce consecutivamente las vías magnéticas anulares en línea triples.

Otro aspecto adicional de la presente invención proporciona un circuito de entrada de inducción para suministrar una potencia eléctrica desde un circuito de resonancia a una carga, que comprende una bobina de recepción dispuesta en un campo alterno a una frecuencia predeterminada y para generar una fuerza electromotriz inducida; y un condensador de resonancia conectado con la bobina de recepción y que forman un circuito de resonancia sintonizado a la frecuencia del campo magnético, en el que la bobina de las reactancias no lineales de núcleo de composite según cualquiera de los aspectos mencionados anteriormente se conecta en paralelo con el condensador de resonancia.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

La figura 1 es una vista en perspectiva de una reactancia no lineal de núcleo de composite según una primera forma de realización de la presente invención;

La figura 2 es una vista frontal de una reactancia no lineal de núcleo de composite según una segunda forma de realización de la presente invención, excluyendo una bobina;

La figura 3 es una vista frontal de una reactancia no lineal de núcleo de composite según una tercera forma de realización de la presente invención, excluyendo una bobina; y La figura 4 es un esquema de un circuito de entrada de inducción en el que se incorpora la reactancia no lineal... [Seguir leyendo]

1. Reactancia no lineal de núcleo de composite que comprende:

un primer elemento de núcleo (1) realizado a partir de un material de permeabilidad magnética alta y que forma una vía magnética anular continua; un segundo elemento del núcleo (2) realizado a partir de un material de permeabilidad magnética alta y que forma una vía de paso magnética anular interrumpida localmente por un intersticio (3) ; y una bobina (5) , en la que la vía magnética anular del primer elemento del núcleo y la vía magnética anular del segundo elemento del núcleo se yuxtaponen, bobinándose la bobina de tal modo que normalmente la bobina cruce consecutivamente las dos vías magnéticas anulares, y se caracteriza por:

una placa de apantallamiento magnético (4) realizada a partir de un material de baja permeabilidad magnética que presenta una conductividad eléctrica alta y una conductividad del calor alta, emparedada íntegramente entre el primer elemento del núcleo y el segundo elemento del núcleo, yuxtaponiéndose la vía magnética anular del primer elemento del núcleo y la vía magnética anular del segundo elemento del núcleo emparedando la placa de apantallamiento magnético.

2. Reactancia no lineal de núcleo de composite según la reivindicación 1, en la que la placa de apantallamiento magnético (4) se une íntegramente a las superficies exteriores del primer elemento del núcleo (1) y del segundo elemento del núcleo (2) .

3. Reactancia no lineal de núcleo de composite según la reivindicación 1, en la que existen los dos dichos primeros elementos del núcleo (1a, 1b) y las dos dichas placas de apantallamiento magnético (4a, 4b) , disponiéndose las placas de apantallamiento magnético en cada lado del segundo elemento del núcleo respectivamente, encontrándose cada una de las dos placas de apantallamiento magnético (4a, 4b) emparedada íntegramente entre los primeros elementos del núcleo (1a, 1b) y el segundo elemento del núcleo (2) , respectivamente; y en la que la vía magnética anular de cada uno de los dos primeros elementos del núcleo (1a, 1b) y la vía magnética anular del segundo elemento del núcleo (2) se yuxtaponen en una formación en línea triple emparedando las dos placas de apantallamiento magnético (4a, 4b) , bobinándose la bobina de tal modo que comúnmente la bobina (5) cruza consecutivamente las vías magnéticas anulares en línea triple.

4. Reactancia no lineal de núcleo de composite según la reivindicación 3, en la que la placa de apantallamiento magnético (4) se une íntegramente a cada una de las superficies exteriores de los dos primeros elementos del núcleo (1a, 1b) .

5. Reactancia no lineal de núcleo de composite según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en la que la placa de apantallamiento magnético (4) de dota íntegramente de una parte de aletas disipadoras del calor que presenta una geometría que se extrude y se extiende desde las geometrías del primer elemento del núcleo y del segundo elemento del núcleo.

6. Reactancia no lineal de núcleo de composite según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en la que la placa de apantallamiento magnético (4) y los elementos del núcleo (1, 2) se unen entre sí de un modo aislado eléctricamente.

7. Circuito de entrada de inducción para suministrar la potencia eléctrica desde un circuito de resonancia a una carga, que comprende:

una bobina de recepción (41) dispuesta en un campo alterno a una frecuencia predeterminada y para generar una fuerza electromotriz inducida; y un condensador de resonancia (42) conectado con la bobina de recepción (41) y formando un circuito de resonancia sintonizado a la frecuencia del campo magnético, en el que la bobina (5) de la reactancia no lineal de núcleo de composite según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6 se conecta en paralelo con el condensador de resonancia (42) .

REACTANCIA

CONVERTIDOR

CARGA