RU2073275C1 - Filter choke - Google Patents

Abstract

FIELD: electrical engineering. SUBSTANCE: chokes based on spatial magnetic circuit are of multisectional construction, where each section consists of four cores and two yokes. Each yoke closes all the four cores from top and bottom. Commutation in each section provides for closing magnetic fluxes in pairs through two cores so that two independent magnetic systems are formed. EFFECT: possibility to use the choke in multichannel secondary power sources. 2 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электромагнитоаппаратостроению, и может быть использовано в составе вторичных источников электропитания различного назначения. The invention relates to electrical engineering, in particular to electromagnetic equipment, and can be used as part of secondary power supplies for various purposes.

Известны, например, дроссели фильтров на броневых и стержневых магнитопроводах. Known, for example, filter chokes on armored and rod magnetic circuits.

Недостатком такого рода дросселей является отсутствие развязки между отдельными обмотками дросселя по магнитному потоку, что препятствует использованию этих дросселей для разных цепей питания из-за разных схем выпрямления и наводок через общий магнитный поток. Переменное напряжение (пульсации) одних цепей влияет на другие, что вызывает необходимость в каждой цепи выпрямителя иметь отдельный дроссель. The disadvantage of this type of chokes is the lack of isolation between the individual windings of the choke in magnetic flux, which prevents the use of these chokes for different power circuits due to different rectification schemes and interference through a common magnetic flux. The alternating voltage (ripple) of some circuits affects the others, which makes it necessary for each rectifier circuit to have a separate inductor.

Многозвенные дроссели фильтров также в этом случае необходимо выполнять раздельно, т. е. каждое звено фильтра выполняется отдельным дросселем на своем магнитопроводе. In this case, multi-link filter chokes must be performed separately, i.e., each filter link is carried out by a separate choke on its magnetic circuit.

Задача изобретения уменьшение числа дросселей в источниках питания и тем самым увеличение надежности и улучшение массогабаритных показателей. The objective of the invention is to reduce the number of inductors in power supplies and thereby increase reliability and improve overall dimensions.

Поставленная задача достигается тем, что многообмоточный дроссель выполняется на секционном четырехстержневом пространственном магнитопроводе. Число секций пространственного магнитопровода может быть равно единице или любому целому числу. В каждой секции размещаются катушки дросселя, расположенные на четырех стержнях магнитопровода, образующего две независимые магнитные системы в каждой секции. The task is achieved in that a multi-winding inductor is performed on a sectional four-core spatial magnetic circuit. The number of sections of the spatial magnetic core can be equal to one or any integer. In each section, throttle coils are located on the four rods of the magnetic circuit, forming two independent magnetic systems in each section.

На фиг. 1 представлен общий вид дросселя фильтра на двухсекционном пространственном магнитопроводе. Дроссель фильтра состоит из катушек 2 и магнитопровода, состоящего из стержней 1 и ярм 3. In FIG. 1 shows a General view of the filter choke on a two-section spatial magnetic circuit. The filter choke consists of coils 2 and a magnetic circuit consisting of rods 1 and yoke 3.

На фиг. 2 показано, что каждая из катушек на стержнях может состоять из нескольких обмоток, соединение которых показано как в пределах каждого стержня двухсекционного четырехстержневого магнитопровода, так и при соединении между стержнями для катушек I и III. Соединение обмоток для катушек II и IV не показаны, так как они такие же как в случае соединения катушек I и III. Соединение обмоток выполнено для случая, когда направление намотки обмоток как в пределах одного стержня, так и на других стержнях одинаковое. Показано также параллельное и последовательное соединение между обмотками на разных стержнях в каждой секции. In FIG. Figure 2 shows that each of the coils on the rods can consist of several windings, the connection of which is shown both within each rod of a two-section four-core magnetic circuit, and when connecting between the rods for coils I and III. The connection of the windings for coils II and IV is not shown, since they are the same as in the case of the connection of coils I and III. The connection of the windings is made for the case when the direction of winding the windings both within the same rod and on the other rods is the same. A parallel and serial connection between the windings on different rods in each section is also shown.

На фиг. 3 показано распределение магнитных потоков в стержнях и ярмах в соответствии с соединением обмоток, показанных на фиг.2. При этом направление выпрямленного тока в каждом случае неизменное от начала к концу обмоток. In FIG. 3 shows the distribution of magnetic fluxes in the rods and yokes in accordance with the connection of the windings shown in figure 2. In this case, the direction of the rectified current in each case is unchanged from the beginning to the end of the windings.

На фиг.4 представлена односекционная конструкция четырехстержневого дросселя фильтров, в котором также две магнитно независимые системы. Figure 4 shows a single-section design of a four-rod filter choke, in which there are also two magnetically independent systems.

Дроссель фильтра в соответствии с фиг.1 содержит пространственную магнитную систему, состоящую из двух секций. В каждой секции по четыре стержня. Стержни выполнены в виде наборного пакета штампованной ленты одинаковой длины. Стержни между собой соединены ярмами, выполненными в виде витых сердечников квадратной или прямоугольной формы. Независимая магнитная система образована двумя стержнями и двумя участками ярма, замыкающими стержни (причем среднее ярмо общее для двух секций верхних и нижних). В каждой такой системе катушки эквивалентны намотанному на двух стержнях обычному дросселю стержневого типа, с обмотками, расположенными на обоих стержнях. The filter choke in accordance with figure 1 contains a spatial magnetic system consisting of two sections. Each section has four rods. The rods are made in the form of a stacked package of stamped tape of the same length. The rods are interconnected by yokes made in the form of twisted cores of square or rectangular shape. An independent magnetic system is formed by two rods and two sections of yoke that close the rods (and the average yoke is common for two sections of the upper and lower). In each such system, the coils are equivalent to a conventional rod-type choke wound on two rods, with windings located on both rods.

Как видно из фиг. 2 и 3, соединение обмоток выполнено на стержнях каждой секции таким образом, чтобы магнитный поток от каждой пары катушек в пределах одной секции замыкались только по двум стержням, на которых эти катушки расположены. По другим двум стержням эти магнитные потоки не пойдут, т.к. в каждой из двух пар стержней магнитные потоки замыкаются в том же направлении, препятствуя перетеканию магнитных потоков из одной пары стержней в другую. Тем самым создается в каждой секции две независимые магнитные системы, на каждой из которой выполняются автономные катушки индуктивности. As can be seen from FIG. 2 and 3, the windings are connected on the rods of each section so that the magnetic flux from each pair of coils within the same section closes only along the two rods on which these coils are located. On the other two rods, these magnetic fluxes will not go, because in each of the two pairs of rods, magnetic fluxes are closed in the same direction, preventing the magnetic flux from flowing from one pair of rods to another. Thereby, two independent magnetic systems are created in each section, on each of which autonomous inductors are made.

Как видно из фиг.3 сечение среднего ярма определяется из разности ампер-витков намагничивания. В результате результирующий магнитный поток меньше в среднем ярме, чем в крайних ярмах. As can be seen from figure 3, the cross section of the average yoke is determined from the difference of the ampere-turns of magnetization. As a result, the resulting magnetic flux is lower in the average yoke than in the extreme yokes.

При расчете сечения среднего ярма для случая, когда ампер-витки на одноименных стержнях двух секций одинаковы, сечение общего ярма определяется только технологическим разбросом в магнитных свойствах стержней и разницей в величинах воздушных зазоров, что позволяет уменьшить сечение среднего ярма. When calculating the average yoke cross section for the case when the ampere turns on the same rods of the two sections are identical, the total yoke cross section is determined only by the technological spread in the magnetic properties of the rods and the difference in the air gap values, which allows to reduce the average yoke cross section.

Дроссель фильтра на пространственном четырехстержневом магнитопроводе (односекционная конструкция), показанный на фиг.4, также имеет две независимые магнитные системы, каждая из которых образуется двумя стержнями и участками ярм верхнего и нижнего, соединяющих эти стержни. Благодаря простоте конструкции и доступной технологии такие дроссели могут найти широкое применение как в многоканальных источниках питания, так и в мощных низковольтных источниках питания. Как и в более сложных секционных конструкциях, можно и на одной секции четырехстержневого магнитопровода выполнять двухзвенный фильтр на катушках индуктивности. У конструкции магнитопровода с числом секций больше 1 имеется возможность в каждой секции менять высоту стержней и величину воздушного зазора. The filter inductor on the spatial four-core magnetic circuit (single-section design) shown in Fig. 4 also has two independent magnetic systems, each of which is formed by two rods and sections of the yokes of the upper and lower connecting these rods. Due to the simplicity of design and affordable technology, such reactors can be widely used both in multi-channel power sources and in powerful low-voltage power sources. As in more complex sectional designs, it is possible to carry out a two-link filter on inductors on one section of a four-core magnetic circuit. The design of the magnetic circuit with the number of sections greater than 1 has the ability in each section to change the height of the rods and the amount of air gap.

Claims (2)

1. Дроссель фильтра, содержащий магнитную систему, имеющую стержни и ярма, катушки, отличающийся тем, что магнитная система выполнена в виде пространственного секционного магнитопровода с числом секций от 1 до n (где n любое целое число), каждая секция магнитной системы состоит из четырех стержней и двух ярм, каждое из которых замыкает сверху или снизу все четыре стержня, на каждом из которых расположена катушка, соединение катушек в каждой секции выполнено таким образом, чтобы магнитные потоки в пределах каждой секции замыкались попарно по двум стержням, образуя две независимые магнитные системы. 1. The filter choke containing a magnetic system having rods and yokes, coils, characterized in that the magnetic system is made in the form of a spatial sectional magnetic circuit with the number of sections from 1 to n (where n is any integer), each section of the magnetic system consists of four rods and two yokes, each of which closes all four rods on top or bottom, on each of which there is a coil, the coils in each section are connected so that magnetic fluxes within each section are closed in pairs along mind rods, forming two independent magnetic systems. 2. Дроссель по п.1, отличающийся тем, что высота стержней разная в разных секциях. 2. The throttle according to claim 1, characterized in that the height of the rods is different in different sections.

Images