在 2 kHz至40 kHz的中频变压器和100 kHz至400 kHz的高频扼流圈的开发中,小型化、能效、高开关频率和增加的功率密度处于中心地位。这些目标也对热管理和材料技术提出了特殊挑战。随着用于中高频电感器的BLOCK共创中心 的建立,公司希望加快开关电源、新电池充电系统或扼流圈、变压器和滤波器等用于确保电网稳定性的各个电气元件的开发过程。一个空间和组织上互相交织的跨学科专家团队将在BLOCK C3开发中心与客户密切合作,以缩短从第一个技术规范到功能原型的路径。
中高频范围的进展
近年来,对于基于高频开关操作的用于现代变频器系统的扼流圈、变压器和用于稳定网络的滤波器的要求不断增加。如今,需要特别紧凑、轻便同时功能强大的产品。通过例如创新的缠绕技术和新的设计方法,在BLOCK实现了相应的前提条件。
在中频变压器或电流补偿扼流圈中使用高磁导率铁氧体磁芯或切割或未切割纳米晶体磁芯可实现替代的冷却和绕组方案。该发展使电感元件的尺寸明显减小,从而在未来可以实现紧凑且结实的电感器。
凭借Future Winding技术,BLOCK在感应绕组产品的性能优化方面树立了新的标准。这种低电容直立绕组技术可以实现更好的散热、高电流密度、精确适应核心几何形状和可控的场分布。这些优化将促使产品成本降低、建造体积减少和重量减轻。
研究和制造技术相结合——变频器和电力电子的最佳实践
这些技术成就是密集开发活动的结果。BLOCK自大约十年前就一直在推进公司在绕组产品方面的基础研究。在这里与大学和研究机构开展了富有成效的合作。现在,这些能力将与公司的生产联系起来,以加快知识的传递。专家团队可以直接获得所有可以想到的原料例如绕组线、多股绞合线、高频绞线以及板材和芯材,以便能够制造个性化的绕组产品。绕线机、电子产品生产、具有自身模具开发的注塑成型生产、通过冲压、折弯、倒棱和切割的钣金加工、用于制造复杂塑料结构的3D打印以及用于从固体材料快速生产工件的数控铣床等等实现了最佳的制造深度。由于客户订单的高度个性化,部分工作是在单件流程中进行的,其中一名员工监督电感器直到完成制造。
挑战:系统设计
挑战:系统设计
BLOCK C3的原型明确针对在早期和实验开发阶段需要适合其项目的高频扼流圈、滤波器或变压器的客户。为此,费尔登的专家传统上处于最佳调整状态,因为用于机械和设备制造、铁路和驱动技术或可再生能源的批量产品组合中就有超过80%是根据客户情况专门制造的。
如果一个开发人员为他的新项目开发了一个方案——例如用于供电——则他可以直接从C3团队的实施经验中受益。小型化和能效的可能性应尽可能早地注意,同样也应尽早注意的还有散热、材料成本、产品后期组装的干扰和整体结构。在此早期阶段并非所有参数都已确定,因此可以随时调整。