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用于磁芯和组件的应变减轻的系统和装置的制作方法

2022-06-05 20:53:00 来源:中国专利 TAG:


1.本公开涉及用于磁芯和组件的应变减轻的系统和装置。


背景技术:

2.除非在这里另外指明,否则本部分中描述的材料不是关于本技术中的权利要求的现有技术,并且不因被包含在本部分中而被承认是现有技术。
3.具有旋转部件的装置,诸如陀螺仪感测模块或光检测和测距(lidar)装置,可以包括由空间隔开的固定端和旋转端。变压器(transformer)可以用于在固定端和旋转端之间传输电力和/或数据。一些变压器常包括容易响应于所施加的应变而破裂或碎裂的脆性材料,诸如铁氧体材料。变压器和变压器被安装于其上的表面之间的热膨胀特性差异可以是由变压器在装置遇到热条件变化时经历的此类应变的来源。


技术实现要素:

4.在第一示例中,描述了一种装置。该装置包括安装结构,该安装结构包括具有第一热膨胀系数(cte)的第一材料。安装结构包括中心部分和外侧部分。该装置还包括联接到安装结构的外侧部分的用于电部件的磁芯。磁芯包括具有第二cte的第二材料。磁芯被分成由从中心部分延伸到外侧部分的外边缘的空间隔开的多个区段。所述多个区段中的每个单独地联接到安装结构,所述多个区段中的每个连接到电部件。
5.在第二示例中,描述了一种光检测和测距(lidar)装置。该lidar装置包括具有变压器对的第一侧的第一端。变压器对的第一侧被配置为向变压器对的第二侧传输电力。该lidar装置包括第二端。第二端包括多个光发射器、多个光检测器和变压器对的第二侧。变压器对的第二侧被配置为经由变压器对的第一侧向所述多个光发射器和所述多个光检测器供电。变压器对的第一侧和变压器对的第二侧均包括安装结构,该安装结构包括具有第一热膨胀系数(cte)的第一材料。该安装结构包括中心部分和外侧部分。变压器对的第一侧和变压器对的第二侧均包括联接到安装结构的外侧部分的用于电部件的磁芯。磁芯包括具有第二cte的第二材料。磁芯被分成由从中心部分延伸到外侧部分的外边缘的空间隔开的多个区段。所述多个区段中的每个单独地联接到安装结构,所述多个区段中的每个连接到电部件。
6.在第三示例中,描述了一种变压器。该变压器包括变压器对的第一侧和变压器对的第二侧。第一侧被配置为向第二侧传输电力,变压器对的第一侧和变压器对的第二侧均包括安装结构,该安装结构包括具有第一热膨胀系数(cte)的第一材料。安装结构包括中心部分和外侧部分。变压器对的第一侧和变压器对的第二侧均包括联接到安装结构的外侧部分的磁芯,磁芯包括具有第二cte的第二材料,其中磁芯被分成由从中心部分延伸到外侧部分的外边缘的空间隔开的多个区段,其中所述多个区段中的每个单独地联接到安装结构,以及其中所述多个区段中的每个连接到电部件。变压器对的第一侧和变压器对的第二侧均包括连接到磁芯的绕组。
附图说明
7.图1是根据一示例实施方式的装置的框图。
8.图2示出了根据一示例实施方式的变压器对的透视图。
9.图3a示出了根据一示例实施方式的变压器对的一侧的透视图。
10.图3b示出了根据一示例实施方式的变压器对的一侧的透视图。
11.图3c示出了根据一示例实施方式的变压器对的一侧的透视图。
12.图3d示出了根据一示例实施方式的变压器对的一侧的透视图。
13.图3e示出了根据一示例实施方式的变压器对的一侧的透视图。
14.图3f示出了根据一示例实施方式的变压器对的一侧的截面侧视图。
15.图4示出了根据一示例实施方式的用于变压器对的一侧的膜的透视图。
16.图5示出了根据一示例实施方式的覆盖变压器对的一侧的膜的透视图。
17.图6a示出了根据一示例实施方式的在第一热条件下的变压器对的一侧的俯视图。
18.图6b示出了根据一示例实施方式的在第二热条件下的变压器对的一侧的俯视图。
19.图7a示出了根据一示例实施方式的在第一热条件下的变压器对的一侧的俯视图。
20.图7b示出了根据一示例实施方式的在第二热条件下的变压器对的一侧的俯视图。
21.图8a示出了根据一示例实施方式的在第一热条件下的磁芯的俯视图。
22.图8b示出了根据一示例实施方式的在第二热条件下的磁芯的俯视图。
23.图9a示出了根据一示例实施方式的在第一热条件下的变压器对的一侧的侧视图。
24.图9b示出了根据一示例实施方式的在第二热条件下的变压器对的一侧的侧视图。
25.图10示出了根据一示例实施方式的方法的框图。
具体实施方式
26.这里描述了示例方法、装置和系统。应理解,词语“示例”和“示例性的”在此用于表示“用作示例、例子或实例”。这里被描述为“示例”或“示例性的”的任何实施方式或特征将未必被解释为相比于其它实施方式或特征是优选的或有利的。在不脱离这里呈现的主题的范围的情况下,可以利用其它实施方式,并且可以作出其它改变。
27.因此,这里描述的示例实施方式并不意为限制。本公开的如在此一般性描述且在附图中示出的方面可以以多种不同的配置来布置、替换、组合、分离和设计,所有这些配置在此被考虑到。
28.此外,除非上下文另外指示,否则每个附图中示出的特征可以彼此组合使用。因此,附图一般应被视为一个或更多个总体实施方式的组成方面,并且应理解,并非所有示出的特征对于每个实施方式都是必要的。
29.通过关于在此描述的量或测量值的术语“约”或“基本上”来表示所述及的特性、参数或值不需要被精确地实现,而是偏差或变化(包括例如公差、测量误差、测量精度限制和本领域技术人员已知的其它因素)可以以不排除该特性旨在提供的效果的量出现。
30.i.概述
31.具有旋转部件的装置,诸如陀螺仪感测模块或lidar装置,可以将数据和/或电力从装置的固定部分无线传输到旋转部分。这种无线传输可以使用具有磁芯(例如,铁氧体芯)的变压器来实现。调制跨变压器的信号允许数据和/或电力无线地传入和传出旋转部分
上的部件。
32.磁芯可以安装到系统的相对固定不动的部分。例如,在lidar装置的背景下,磁芯可以安装到lidar装置上的结构上,或安装到lidar装置所附接到的结构上,诸如安装到运载工具上。安装结构可以是铝结构,或者是由一种或更多种附加的或替代的材料(例如,金属)组成的结构。因为磁芯相对于安装结构以固定不动的方式安装,所以每当安装结构响应于热条件的变化而膨胀或收缩时,磁芯就会受到机械力。具体地,这可以由磁芯和安装结构之间的不同热膨胀系数(cte)导致。在一些背景下,这会导致磁芯发生过度应变或破裂。此外,响应于热条件的变化而破裂开来的磁芯碎片可能阻碍装置的移动。
33.在一示例实施方式中,该装置包括磁芯和联接到磁芯的电部件(例如,变压器的一个或更多个绕组)。磁芯可以被分成由从安装结构的中心部分延伸到安装结构的外侧部分的外边缘的空间隔开的多个区段。所述多个区段中的每个单独地联接到安装结构,这可以允许区段在磁芯响应于热条件而膨胀或收缩时相对于彼此移动。此外,每个区段连接到电部件。以这种方式,在仍然为装置提供结构的同时,磁芯所经历的应变可以减小。
34.在一示例实施方式中,在第一热条件期间,所述多个区段隔开第一距离,在第二热条件期间,所述多个区段隔开不同于第一距离的第二距离。例如,第一热条件可以对应于室温,在室温下每个区段可以隔开第一距离,第二热条件可以具有更高的温度(例如,100
°
f)。因为磁芯可以具有比安装结构低的cte,所以磁芯的区段可以以比安装结构低的比率膨胀。这可以导致区段在第二热条件下隔开第二距离,该第二距离大于在第一热条件下的第一距离。
35.在一示例实施方式中,该装置是具有固定部分和旋转部分的装置(例如,lidar装置、陀螺仪传感器装置、惯性测量单元(imu)装置或另一装置)。在这些示例中,电部件是联接到装置的固定部分的变压器的初级或次级绕组。绕组可以联接到磁芯。尽管这里的示例可以描述lidar装置,但是诸如陀螺仪传感器或imu的其它类型的装置被考虑到。
36.在一示例实施方式中,lidar装置的旋转部分可以具有与变压器的初级绕组对应的第一磁芯,lidar装置的固定部分可以具有与变压器的次级绕组对应的第二磁芯。每个磁芯可以包括与一中心点对齐的区段,该中心点对应于lidar装置的旋转部分的旋转轴线。这可以允许变压器的两端在变化的热条件下保持对齐,从而在变化的热条件下继续跨空间传输电力和/或数据,该空间将初级绕组和次级绕组隔开。
37.即使由于将磁芯分成多个区段而使磁芯经历减小的应变,磁芯也可能碎裂或有碎片脱落。在lidar装置的背景下,这可能阻碍旋转部分的移动。在示例中,中间膜可以设置在安装结构和电部件的磁芯之间,以容纳磁芯的任何破碎片。
38.ii.示例系统
39.图1是根据一示例实施方式的装置100的框图。具体地,图1示出了装置100,其具有联接到固定表面104的第一端102和相对于固定表面104可移动(例如,可旋转)的第二端106。在这种情况下,固定是相对于装置100而言的。
40.装置100还包括变压器108,该变压器108跨越将第一端102和第二端106隔开的空间114(例如,空气间隙)。变压器108包括设置在第一端102上的初级绕组110和设置在第二端106上的次级绕组112。尽管未在图1中示出,但是每个绕组可以对应于单独的磁芯。
41.变压器108可以包括具有对应于初级绕组110的第一侧和对应于次级绕组112的第
二侧的变压器对。变压器108可以用于根据调制方案将电力和/或数据从第一端102中的初级绕组110传输到第二端106中的次级绕组112。继而,次级绕组112可以将电力和/或数据传输到装置100的一个或更多个部件。类似地,次级绕组可以经由初级绕组110将数据诸如传感器数据传输到第一端102。例如,运载工具的陀螺仪模块或运载工具上的lidar装置可以以这种方式配置,以允许相对于运载工具的表面的移动,并且还允许传输电力和信息。
42.在示例中,装置100对应于lidar装置。lidar装置的第一端对应于第一端102,lidar装置的第二端对应于第二端106。第一端可以包括变压器对的第一侧,第二端可以包括多个光发射器、多个光检测器和变压器对的第二侧。在这些示例中,变压器对的第二侧被配置为经由变压器对的第一侧向所述多个光发射器和所述多个光检测器供电。
43.尽管图1关于为变压器的使用提供背景的具有固定的第一端和可移动的第二端的装置100被描述,但是应理解,使用变压器在空间上传输电力和信息的其它背景是可以的。
44.图2示出了根据一示例实施方式的变压器对200的透视图。具体地,图2示出了联接到第二侧206的第一侧204。两侧都包括中心部分202和外侧部分。在本示例中,中心部分202包括空的空间,从而允许一个或更多个部件穿过变压器对200。
45.图2示出了用于一对磁芯(未示出)的安装结构。磁芯对应于用于在第一侧204和第二侧206之间传输电力和/或数据的初级绕组和次级绕组。变压器对200还包括可用于将磁芯联接到安装结构的多个安装元件208。
46.图3a示出了根据一示例实施方式的变压器对的一侧300的透视图。具体地,图3a示出了包括在侧300中的电部件的多个磁芯和安装结构302的顶表面。安装结构302包括中心部分304和外侧部分306。外侧部分306由外边缘310和对应于中心部分304的内边缘308限定。
47.安装结构302包括多个环,所述多个环被配置为向一个或更多个部件(诸如磁芯)提供横向支撑,并将这些部件保持在适当位置。然而,由于安装结构302和所述部件之间的不同cte,环可能对所述部件给予应变。对于脆性部件,诸如包括陶瓷材料(例如,铁氧体)的磁芯,这些应变会导致可能影响变压器性能的碎片或裂口。这将在下面关于图6a、图6b、图7a和图7b被进一步详细描述。
48.在示例中,侧300可以可互换地用作变压器对的第一侧或第二侧。因此,组装后的变压器对可以包括两侧,每一侧基本上如图3a所示地配置。在组装状态下,这些侧的顶表面彼此面对,并且可以类似于图2所示的变压器对200。
49.现在参照图3b-3e,其提供了侧300的简化表示,以更清楚地示出包括在侧300中的所述多个磁芯和环。
50.图3b示出了根据一示例实施方式的侧300的透视图。具体地,图3b示出了图3a所示的侧300的简化版本。该简化图示绘出了第一磁芯312,并省略了侧300的其它部件。第一磁芯312被构造成保持第一绕组313的沟槽。第一磁芯312也被分成由多个空间314隔开的多个区段。第一绕组313由每个区段保持。如上关于图3a所述,安装结构302包括多个环。在该简化示例中,示出了两个环:由安装结构302的外边缘310和第一磁芯312的外边缘318限定的外环316,以及由安装结构302的内边缘308和第一磁芯312的内边缘322限定的内环320。尽管内环320被绘出为跨越内边缘322和内边缘308之间的整个空间,但是如图3a所示,可以使用更小的环以在允许附加部件联接到安装结构302的同时为第一磁芯312提供支撑。
51.可以包括附加的环,诸如图3a所绘的那些,以为其它部件(诸如嵌套在内环320中的第二磁芯、第三磁芯和第四磁芯)提供支撑。在这些示例中,包括第一磁芯312的第一变压器可以用于电力传输,而包括另一磁芯的另一变压器可以用于数据传输。磁芯的其它配置是可以的,并且其它部件可以联接到安装结构302。
52.在示例中,当组装时,变压器对的侧可以相对于彼此旋转。例如,第一侧可以在另一侧旋转的同时保持固定不动。在这些示例中,旋转部件可以设置在对应于中心部分304的空间中。固定侧可以是装置(例如,lidar装置)的固定部分的一部分,而旋转部分可以是装置的旋转部分的一部分。
53.图3b还示出了将第一磁芯312的不同区段隔开的多个空间314。当安装结构302响应于变化的热条件而膨胀和收缩时,这些空间允许第一磁芯312经历较小的应变。例如,随着安装结构302膨胀或收缩,空间314的尺寸可以相应地膨胀或收缩,从而减小施加在第一磁芯312上的机械力。这关于图6a、图6b、图7a和图7b被进一步详细描述。
54.图3c示出了根据一示例实施方式的侧300的透视图。具体地,图3c示出了图3a所示的侧300的简化版本。该简化图示绘出了第二磁芯324,并省略了侧300的其它部件。第二磁芯324被构造成保持第二绕组325的沟槽。第二磁芯324也被分成由多个空间326隔开的多个区段。第二绕组325由每个区段保持。如上关于图3a所述,安装结构302包括多个环。在该简化示例中,示出了两个环:由安装结构302的外边缘310和第二磁芯324的外边缘330限定的外环328,以及由安装结构302的内边缘308和第二磁芯324的内边缘334限定的内环332。尽管内环332被绘出为跨越内边缘334和内边缘308之间的整个空间,但是如图3a所示,可以使用更小的环,以在允许附加部件联接到安装结构302的同时为第二磁芯324提供支撑。类似地,虽然外环328被绘出为跨越外边缘330和外边缘310之间的整个空间,但是如图3a所示,可以使用更小的环,以在允许附加部件(例如,第一磁芯312和第一绕组313)联接到安装结构302的同时为第二磁芯324提供支撑。
55.图3c还示出了将第二磁芯324的不同区段隔开的多个空间326。当安装结构302响应于变化的热条件而膨胀和收缩时,这些空间允许第二磁芯324经历较小的应变。例如,随着安装结构302膨胀或收缩,空间326的尺寸可以相应地膨胀或收缩,从而减小施加在第二磁芯324上的机械力。这关于图6a、图6b、图7a和图7b被进一步详细描述。
56.图3d示出了根据一示例实施方式的侧300的透视图。具体地,图3d示出了图3a所示的侧300的简化版本。该简化图示绘出了第三磁芯336,并省略了侧300的其它部件。第三磁芯336被构造成保持第三绕组337的沟槽。如上关于图3a所述,安装结构302包括多个环。在该简化示例中,示出了两个环:由安装结构302的外边缘310和第三磁芯336的外边缘340限定的外环338,以及由安装结构302的内边缘308和第三磁芯336的内边缘344限定的内环342。尽管内环342被绘出为跨越内边缘344和内边缘308之间的整个空间,但是如图3a所示,可以使用更小的环,以在允许附加部件联接到安装结构302的同时为第三磁芯336提供支撑。类似地,虽然外环338被绘出为跨越外边缘340和外边缘310之间的整个空间,但是如图3a所示,可以使用更小的环,以在允许附加部件(例如,第一磁芯312、第一绕组313、第二磁芯324和第二绕组325)联接到安装结构302的同时为第三磁芯336提供支撑。
57.图3d未示出将第三磁芯336的不同区段隔开的多个空间。这是因为安装结构302和磁芯之间的膨胀和收缩差异朝向安装结构302的中心变小。因此,在诸如图3a所示的示例
中,多个磁芯可以相对于安装结构302上的中心点同心地取向,并且相应磁芯的区段的数量可以随着磁芯变得更靠近安装结构302的外边缘310而增加。在本示例中,这以第三磁芯336具有一个区段并且第一磁芯312和第二磁芯324均具有四个区段来绘出。在其它示例中,区段的数量可以具有其它变化(例如,第一磁芯312具有六个区段,第二磁芯324具有四个区段,等等)。这允许减小给予可能由于安装结构的膨胀和收缩而经历更大应变的磁芯的应变,同时允许其它磁芯具有更多的支撑并减少联接到安装结构302的部件的总数。
58.图3e示出了根据一示例实施方式的侧300的透视图。具体地,图3e示出了图3a所示的侧300的简化版本。该简化图示绘出了第四磁芯346,并省略了侧300的其它部件。第三磁芯336被构造成保持第四绕组347的沟槽。如上关于图3a所述,安装结构302包括多个环。在该简化示例中,示出了两个环:由安装结构302的外边缘310和第四磁芯346的外边缘350限定的外环348,以及由安装结构302的内边缘308和第四磁芯346的内边缘354限定的内环352。尽管外环348被绘出为跨越外边缘350和外边缘310之间的整个空间,但是如图3a所示,可以使用更小的环,以在允许附加部件(例如,第一磁芯312、第一绕组313、第二磁芯324、第二绕组325、第三磁芯336和第三绕组337)联接到安装结构302的同时为第四磁芯346提供支撑。
59.类似于图3d,图3e未示出将第四磁芯346的不同区段隔开的多个空间。这是因为安装结构302和磁芯之间的膨胀和收缩差异朝向安装结构302的中心变小。
60.如上所述,安装结构302的不同磁芯可以对应于不同的功能。例如,与第一磁芯312相关联的第一变压器可以用于变压器对的两侧之间的电力传输,与第三磁芯336相关联的第三变压器可以用于变压器对的两侧之间的数据传输。磁芯和绕组的功能的其它变化是可以的。
61.图3f示出了根据一示例实施方式的侧300的截面侧视图。具体地,图3f示出了图3a所示的侧300的简化版本,其中省略了围绕磁芯和绕组的环。虽然图3b-3e绘出了磁芯和绕组基本上排列在一平面上,但是磁芯和绕组可以具有不同的高度。图3f示出了一示例,其中第一磁芯312和第二磁芯324以第一高度排列,第三磁芯336处于第二高度,第四磁芯446处于第三高度。
62.以不同高度排列磁芯可以允许提高从变压器对的侧300向第二侧传输电力和/或数据的适配性。例如,第一磁芯312和第二磁芯324可以用于电力传输,而第三磁芯336和第四磁芯446用于数据传输。对于第一和第二磁芯以及第三和第四磁芯使用不同的高度可以减少数据通信中的干扰。类似地,对于第三磁芯336和第四磁芯346使用不同的高度可以减少分开的通信信道之间的串扰。
63.尽管图3f示出了磁芯和绕组相对于公共基底的高度的示例配置,但是不同的高度配置是可以的。例如,每个磁芯可以相对于安装结构具有不同的高度,或者用于数据通信的磁芯可以具有与用于电力传输的磁芯不同的高度。更一般地,变压器对的一侧可以包括联接到安装结构的外侧部分的多个磁芯,第一磁芯可以具有第一高度,第二磁芯可以具有不同于第一高度的第二高度。
64.图4示出了根据一示例实施方式的用于变压器对的一侧的膜400的透视图。例如,膜400可以与图3a和图3b所绘的侧300对齐。
65.在一些示例中,即使给予磁芯的应变减小,磁芯也可能破裂或碎裂,并且磁芯的碎
片可能落入变压器对或包括变压器对的装置中。在变压器对的侧相对于彼此旋转的示例中,这些碎片可能阻碍变压器对或装置的旋转。
66.膜400被配置为容纳磁芯的碎片,并且可以被施加到变压器对的一侧的顶表面。例如,膜400可以包括将膜400附接到变压器对的一侧的粘合剂。例如,膜400可以是塑料材料或硅材料,其中粘合剂被施加到一侧,该侧面对变压器对的一侧的顶表面。从磁芯脱落的碎片可以粘在粘合剂上,或者落入变压器对的安装结构内的不影响变压器对或装置的旋转的空间中。在其它示例中,膜400可以包括突耳(tab),该突耳可以使用胶带、粘合剂或者将突耳联接到安装结构的其它手段被联接到安装结构。
67.捕获磁芯的破碎片的其它方法是可以的。例如,可以围绕每个磁芯施加灌封材料,以防止由于来自安装结构膨胀和收缩的应变而导致碎片从磁芯脱落。
68.图5示出了根据一示例实施方式的覆盖变压器对的侧300的膜400的透视图。膜400包括与安装结构的内边缘(例如,内边缘308)对齐的内边缘402以及与安装结构的外边缘(例如,外边缘310)对齐的外边缘404。使膜400的边缘和侧300的安装结构的边缘对齐可以防止磁芯的碎片从变压器对掉出,因此膜400有助于变压器对或对应装置的旋转。
69.图6a示出了根据一示例实施方式的在第一热条件下的变压器对的一侧600的俯视图。具体地,图6a示出了磁芯604不包括任何空间的示例。侧600包括安装结构,该安装结构具有围绕磁芯604的外环602和内环606。以这种方式围绕磁芯将磁芯保持在适当位置,并保持磁芯604与在变压器对的对应侧中的对应磁芯之间的对齐,从而允许变压器对高效地操作。
70.图6a示出了在典型热条件下(例如,在室温下)的侧600。在该示例中,包括外环602和内环606的安装表面由铝材料组成,并具有在21
×
10-6
/℃和25
×
10-6
/℃之间的第一cte,磁芯604由具有在15
×
10-6
/℃和19
×
10-6
/℃之间的第二cte的铁氧体材料组成。其它材料(例如,其它金属)可以用于外环602和内环606,并且其它材料(例如,其它磁性材料)可以用于磁芯604。
71.图6b示出了根据一示例实施方式的在第二热条件下的变压器对的侧600的俯视图。具体地,图6b示出了升高的温度(例如,从室温到50℃)对外环602、内环606和磁芯604的影响。图6b示出了安装结构和磁芯604均由于升高的温度而膨胀,但是由于外环602具有比磁芯604高的cte,外环602比磁芯604膨胀得多,并且由于内环606具有比磁芯604高的cte,内环606受磁芯604约束。该约束用名义上的边缘608示出,该名义上的边缘608显示了内环606在不受磁芯604约束的情况下将会膨胀多远。这种膨胀差异导致机械力610施加在内环606和磁芯604之间。这可能使磁芯604发生应变并导致其破裂。
72.图6a和图6b示出了由温度升高引起的磁芯604上增添的应变。在将温度降低至工作温度之外(例如,低于室温)时,可能给予类似的应变。在这些示例中,增添的力和随之而来的应变可以从外环602给到磁芯604。
73.图7a示出了根据一示例实施方式的在第一热条件下的变压器对的一侧700的俯视图。具体地,图7a示出了磁芯702包括空间704的示例。空间704从安装结构的中心部分706的中心点708延伸到安装结构的外边缘714。侧700的安装结构包括围绕磁芯702的外环712和内环716。
74.图7a示出了在典型热条件下(例如,在室温下)的侧700。在该示例中,包括外环712
和内环716的安装表面由铝材料组成,并具有在21
×
10-6
/℃和25
×
10-6
/℃之间的第一cte,磁芯702由具有在15
×
10-6
/℃和19
×
10-6
/℃之间的第二cte的铁氧体材料组成。
75.图7b示出了根据一示例实施方式的在第二热条件下的变压器对的侧700的俯视图。具体地,图7b示出了升高的温度(例如,从室温到50℃)对外环712、内环716和磁芯702的影响。图7b示出了安装结构和磁芯702都由于升高的温度而膨胀,并且空间704的尺寸相应增大。因此,在第一热条件期间,磁芯702的多个区段隔开第一距离,在第二热条件期间,所述多个区段隔开不同于第一距离的第二距离。
76.空间704允许磁芯702以类似于安装表面的比率膨胀,即使外环712和内环716具有比磁芯702高的cte。这减少了施加在磁芯702上的机械力和随之而来的应变。这以名义上的边缘720示出,该名义上的边缘720与磁芯702的内边缘718对齐。磁芯702的不同区段在变化的热条件下保持与中心点708对齐。有关空间704对磁芯702的热膨胀的影响的进一步细节在下面关于图9a和图9b被描述。
77.图7a和图7b示出了由空间704导致的磁芯702上减小的应变。类似的应变减小可以在将温度降低至工作温度之外(例如,低于室温)时实现。在这些示例中,空间704在不允许磁芯702的相邻区段彼此接触的情况下收缩。这防止了从外环712施加在磁芯702上的力和随之而来的应变。
78.图8a示出了根据一示例实施方式的在第一热条件下的磁芯800的俯视图。具体地,图8a示出了在典型热条件下(例如,在室温下)的磁芯800。磁芯800包括由空间804隔开的多个区段802。变压器的绕组806联接到多个区段802。
79.图8b示出了根据一示例实施方式的在第二热条件下的磁芯800的俯视图。具体地,图8b示出了升高的温度(例如,从室温到50℃)对磁芯800的影响。在升高的温度下,空间804膨胀,并且多个区段802膨胀。绕组806可以包括缠绕导线,该缠绕导线被配置为在升高的温度下膨胀使得其即使在空间804的膨胀状态下也跨越空间804。因此,变压器的绕组806被配置为响应于多个区段802之间的空间804的变化尺寸而进行调整。这允许变压器即使在多个区段802进一步彼此隔开时也继续工作。
80.图9a示出了根据一示例实施方式的在第一热条件下的变压器对的一侧900的侧视图。具体地,图9a示出了在典型热条件下(例如,在室温下)的侧900。侧900包括基底902、安装在基底902上的磁芯904、以及空间906,基底902是侧900的安装结构的部分。为了简单起见,省略了侧900的附加部分。基底902、安装结构的外环和安装结构的内环可以均包括相同的材料,使得它们在变化的热条件下以类似的比率膨胀或收缩。
81.图9b示出了根据一示例实施方式的在第二热条件下的变压器对的侧900的侧视图。具体地,图9b示出了升高的温度(例如,从室温到50℃)对侧900的影响。在升高的温度下,基底902膨胀。因为磁芯904被分成由空间906隔开的多个区段,并且每个区段联接到基底902,所以区段随着基底902膨胀而进一步彼此隔开,并且空间906的尺寸增大。虽然这使得磁芯904受到来自基底902的机械力,但是来自安装结构的内环的其它机械力和随之而来的应变减小。为了进一步减小磁芯904受到的力,可以使用柔韧的粘合剂将磁芯904联接到基底902。例如,涂覆橡胶的粘合剂可以用于联接,以允许磁芯904相对于基底902的进一步的柔性,从而进一步减小所给予的应变。
82.如上所述,变压器对可以包括多个电部件(例如,多个变压器),所述多个电部件以
类似于在此描述的磁芯的方式联接到安装结构。每个电部件可以类似地包括由空间隔开的多个区段,所述空间允许部件在变化的热条件下以变小的应变工作。
83.iii.示例方法
84.图10是根据一示例实施方式的方法的框图。具体地,图10绘出了用于组装、制造或安装装置(例如,装置100)的方法1000。方法1000的功能的方面可以由计算装置或控制机构(例如,机器人或可控臂)的计算装置自动执行,其它方面可以手动执行。
85.用于执行方法1000的计算装置可以包括一个或更多个处理器、存储器以及存储在存储器上并可由(多个)处理器运行以执行功能的指令。(多个)处理器可以包括一个或更多个处理器,诸如一个或更多个通用微处理器和/或一个或更多个专用微处理器。所述一个或更多个处理器可以包括例如专用集成电路(asic)或现场可编程门阵列(fpga)。配置为执行软件指令的其它类型的处理器、计算机或装置在此被考虑到。
86.存储器可以包括诸如非暂时性计算机可读介质的计算机可读介质,其可以包括但不限于只读存储器(rom)、可编程只读存储器(prom)、可擦除可编程只读存储器(eprom)、电可擦除可编程只读存储器(eeprom)、非易失性随机存取存储器(例如,闪存)、固态驱动器(ssd)、硬盘驱动器(hdd)、紧凑盘(cd)、数字视盘(dvd)、数字磁带、读/写(r/w)cd、r/w dvd等。其它类型的存储装置、存储器和介质在此被考虑到。
87.在块1002处,方法1000包括提供安装结构,该安装结构包括具有第一热膨胀系数(cte)的第一材料。安装结构包括中心部分和外侧部分。
88.在块1004处,方法1000包括将用于电部件的磁芯联接到安装结构的外侧部分。磁芯包括具有第二cte的第二材料,并被分成由从中心部分延伸到外侧部分的外边缘的空间隔开的多个区段。所述多个区段中的每个单独地联接到安装结构,并且所述多个区段中的每个连接到电部件。例如,电部件可以是变压器的绕组。
89.在示例中,方法1000还可以包括基于第一材料和第二材料来确定空间的尺寸。例如,计算装置可以访问材料和对应cte的数据库,确定第一材料的第一cte(例如,安装结构的材料),确定第二材料的第二cte(例如,磁芯的材料),并基于第一cte、第二cte来选择空间的尺寸。这可以进一步基于:确定磁芯(例如,铁氧体磁芯)的应变容限特性;对于空间的不同尺寸基于安装表面的cte和部件的cte来确定由安装表面给到部件的预计力(projected force);以及确定该预计力是否超出与应变容限相关联的阈值力。
90.附图所示的特定布置不应被视为限制。应理解,其它实施方式可以包括或多或少的在给定附图中示出的每种元件。此外,一些所示元件可以被组合或省略。此外,说明性实施方式可以包括附图中未示出的元件。
91.表示信息处理的步骤或块可以对应于可配置为执行在此描述的方法或技术的特定逻辑功能的电路。替代地或附加地,表示信息处理的步骤或块可以对应于模块、段、物理计算机(例如,现场可编程门阵列(fpga)或专用集成电路(asic))或一部分程序代码(包括相关数据)。程序代码可以包括可由处理器运行用于实现方法或技术中的特定逻辑功能或动作的一个或更多个指令。程序代码和/或相关数据可以存储在任何类型的计算机可读介质(诸如包括磁盘、硬盘驱动器或其它存储介质的存储装置)上。
92.计算机可读介质还可以包括非暂时性计算机可读介质,诸如短时间地存储数据的计算机可读介质,如寄存器存储器、处理器高速缓存和随机存取存储器(ram)。计算机可读
介质还可以包括更长时间地存储程序代码和/或数据的非暂时性计算机可读介质。因此,计算机可读介质可以包括二级或永久的长期存储,如例如只读存储器(rom)、光盘或磁盘、紧凑盘只读存储器(cd-rom)。计算机可读介质还可以是任何其它易失性或非易失性存储系统。计算机可读介质可以被认为是例如计算机可读存储介质或有形存储装置。
93.虽然已经公开了各种示例和实施方式,但是其它示例和实施方式对于本领域技术人员将是明显的。各种公开的示例和实施方式是出于说明的目的,而不旨在进行限制,真正的范围由所附权利要求指示。
再多了解一些

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