RU2668990C1 - Дроссель высокочастотный - Google Patents
Дроссель высокочастотный Download PDFInfo
- Publication number
- RU2668990C1 RU2668990C1 RU2017111085A RU2017111085A RU2668990C1 RU 2668990 C1 RU2668990 C1 RU 2668990C1 RU 2017111085 A RU2017111085 A RU 2017111085A RU 2017111085 A RU2017111085 A RU 2017111085A RU 2668990 C1 RU2668990 C1 RU 2668990C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- frame
- layers
- cups
- layer
- winding
- Prior art date
Links
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 28
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims description 4
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 abstract description 3
- 230000035699 permeability Effects 0.000 abstract description 3
- 230000006698 induction Effects 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 39
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 2
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000007779 soft material Substances 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F17/00—Fixed inductances of the signal type
- H01F17/04—Fixed inductances of the signal type with magnetic core
- H01F17/06—Fixed inductances of the signal type with magnetic core with core substantially closed in itself, e.g. toroid
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Coils Or Transformers For Communication (AREA)
Abstract
Изобретение относится к электротехнике. Технический результат состоит в повышении токов нагрузки при увеличении частоты питающего напряжения и снижении индуктивных и активных потерь. Дроссель выполнен тороидальным с пилообразной обмоткой на каркасе. Тороидальный сердечник выполнен из отдельных слоев из магнитомягкого материала с наибольшей максимальной индукцией и узкой петлей гистерезиса с одинаковой минимальной толщиной каждого слоя, заложенных в чашки, изолированных друг от друга и от обмотки на каркасе. Над воздушными зазорами каждого слоя установлены магнитопроводящие шунты из магнитомягкого материала с максимальной начальной магнитной проницаемостью. 3 ил.
Description
Изобретение относится к электротехнике, к разделу «Моточные изделия».
Известны дроссели в цепях с большими токами нагрузки, которые нашли широкое применение. Однако недостатком их являются сбои в работе при превышении номинальной частоты питающего напряжения.
Цель изобретения: достичь надежной работы дросселя при многократном увеличении по сравнению с номинальной частоты питающего напряжения.
Сущность изобретения: заявленная цель достигается путем снижения величины индуктивности рассеяния и активных потерь в дросселе за счет использования в его конструкции:
- пилообразной обмотки на каркасе в соответствии с прототипом «Катушка индуктивности» (патент RU 2006084 С1);
- сердечника в виде тороидального многослойного магнитопровода, состоящего из отдельных слоев с одинаковой минимальной толщиной каждого слоя из магнитомягкого материала с наибольшей максимальной индукцией и узкой петлей гистерезиса;
- магнитопроводящих шунтов над воздушными зазорами каждого слоя из магнитомягкого материала с максимальной начальной магнитной проницаемостью.
Известные дроссели с единым тороидальным сердечником без магнитопроводящих шунтов над существующими в нем зазорами не могут служить для этой цели вследствие возникающих больших активных потерь и индуктивности рассеяния уже в самом сердечнике дросселя.
Те же дроссели не могут служить для этой цели в случаях, если:
- на каркасе дросселя обычная рядовая намотка (из-за большой индуктивности рассеяния и больших емкостных связей между витками обмотки);
- магнитная система в дросселе разомкнута (из-за большой индуктивности рассеяния в ней);
- магнитная систем замкнута, но при этом не совпадают по периметру положения начала и конца обмотки (из-за большой индуктивности рассеяния в обмотке);
- в соответствии с прототипом намотка пилообразная на каркасе с единым тороидальным сердечником (из-за больших потерь в сердечнике, см. выше).
На фиг. 1 изображен предлагаемый высокочастотный дроссель и его разрез. На фиг. 2 - развертка пилообразной части обмотки с 9-ю витками в ней, в два обхода. На фиг. 3-то же с 18-ю витками, в одиннадцать обходов.
Конструкция дросселя внутри каркаса может быть выполнена с любым количеством слоев в магнитопроводе, с одинаковой минимальной толщиной каждого слоя, с изоляцией их от обмотки на каркасе и друг от друга. Количество воздушных зазоров в каждом слое одинаково и может быть любым. В качестве слоя может быть взят любой витой сердечник, отвечающий; выше указанным техническим требованиям, либо плоский сердечник или магнитопроводящий провод, все с теми же техническими характеристиками. Сущность изобретения от этого не меняется.
Конструкция дросселя содержит: каркас из двух половин 1 с пилообразной обмоткой на нем, чашки тороидальные 2 из изоляционного материала, прокладки 3 из прессшпана (электрокартона) сверху в каждой чашке, шайбы изоляционные 4 между соседними чашками, прокладку (замок) 5 из прессшпана в стыке между верхней и нижней половиной каркаса, магнитопроводящий слой 6 внутри чашек, магнитопроводящие шунты 7 внутри окон над воздушными зазорами в слоях, тонкую изоляцию 8 между шунтами и слоями магнитопроводов, прижимные вкладыши 9 из текстолита в окнах над шунтами, стакан (экран) 10, основание 11, крышку (заглушку) 12.
Конструктивно в каркасе четное количество чашек, поровну в верхней и нижней половине каркаса. Все слои, находящиеся в чашках, разбиты на пары, верхний и нижний слой в каждой паре.
При закладке чашек в собранном виде вовнутрь каркаса для сохранения фиксированного порядка взаимного расположения воздушных зазоров в каждом слое по отношению к зазорам в других слоях на наружных стенках чашек в диаметрально противоположных их краях сделаны вертикальные выступы, которые при вкладывании чашек донышком вовнутрь каждой половины каркаса попадают в пазы, сделанные на том же уровне внутри стенок половин каркаса. На каждой чашке поставлена одна из пометок: Вв, Вн, Нв, Нн, где В и Н указывают принадлежность чашки к одной из половин каркаса: верхний с меткой «В» или нижний с меткой «Н». Индекс «в» означает, что чашка должна находиться внутри каркаса выше чашки с индексом «н».
Для создания выбранного положения воздушных зазоров в слоях в каждой из чашек проведена разметка в виде нанесения рисок на дне чашек и выше - на гранях их стенок в виде насечек:
- воздушного зазора первоначального в чашках Вв и Нв на уровне выступа чашки (на фиг. 1 - справа), в проекции совпадающего с выступом каркаса 13, снизу выходящего через прорезь в стакане на уровень начала и конца обмотки (Н.К.) на каркасе;
- остальных воздушных зазоров в чашках Вв и Нв, начиная от риски первоначального воздушного зазора, с равномерным нанесением с интервалом, определяемым по количеству зазоров в слое, при обходе по периметру против часовой стрелки для чашек Вв и по часовой стрелке - для чашек Нв;
- воздушных зазоров в чашках Вн и Нн со сдвигом в пол-интервала по отношению к рискам в чашках Вв и Нв при обходе по периметру против часовой стрелки для чашек Вн и по часовой - для чашек Нн;
- диаметральных рисок, определяющих границы окон внутри чашек, с отступлением на два с половиной миллиметра (2,5 мм) в противоположные стороны от рисок воздушных зазоров.
Последующие операции:
- вырезка окон внутри чашек с незначительным задиром их стенок и на том же уровне - в заложенных в чашках прокладках 3;
- выполнение в промежутках между окнами в донышках чашек и в частях прокладок 3 тонких сквозных отверстий;
- закладывание магнитопроводящего слоя вовнутрь каждой чашки без зажима со стороны ее стенок;
- закрепление слоев в чашках изоляционным клеем через отверстия в чашках и в частях прокладок 3;
- напыление изоляции в окнах снизу чашек и сверху, со стороны частей прокладок 3 толщиной примерно с величину воздушного зазора;
- выполнение операции по созданию воздушных зазоров в слоях с использованием насечек на гранях стенок чашек;
- закладывание в окна над и под слоями в чашках магнитопроводящих полосок (шунтов) толщиной в десятые доли миллиметра с одновременным их прижимом прижимными вкладышами 9. Перед закладыванием полосок на каждой полоске (шунте) должна стоять «МЕТКА» направления поля остаточного намагничивания (для витого сердечника-заготовки оно совпадает с направлением намотки), переносимого с заготовки, которое должно совпасть при закладывании с направлением магнитных потоков в слоях магнитопровода. При вырезке полосок снимают заусенцы, полоски, вырезанные из ленты витого сердечника, помещают в окна выгнутой стороной вниз;
- после помещения в собранном виде чашек 2 вместе с изоляционными шайбами 4 между ними на свои места в половинах каркаса производится сочленение половин каркаса с помощью прокладки 5, имеющей те же выступы и на том же уровне, что и у чашек с толщиной, позволяющей входить одновременно в пазы верхней и нижней половины каркаса;
- помещение каркаса с намотанной на нем обмоткой в стакан 10, который скрепляется с основанием 11 через крепежные отверстия 14;
- заполнение всей конструкции компаундом через открытую заглушку 12. При наличии небольшого воздушного промежутка 15 внутри стакана сверху каркаса - заполнение полное.
Дроссель с 9-ю витками однослойной пилообразной обмотки с двумя обходами намотки (такой дроссель обладает наибольшей индуктивностью среди вариантов с малым количеством витков пилообразной обмотки). Полный оборот витка на каркасе - 80 градусов. Четыре слоя магнитопровода. В каждом слое - три воздушных зазора величиной от 10 до 20 мкм.
Для создания выбранного положения воздушных зазоров в слоях, производимых по линиям витков в обмотке, произведена разметка по рискам внутри чашек. Первоначально были получены крайние точки рисок после намотки витков обмотки на каркас с нанесением следа обмотки на каркасе. Далее, поочередно вставляется каждая чашка донышком вовнутрь в свою половину каркаса с закреплением в ней и проделыванием тонких сквозных отверстий в каркасе и донышке чашки. Сверление производится сверху с обоих краев каркаса по линиям половин выбранных витков в определенных точках, получаемых при отступлении от краев на величину толщины стенки каркаса и стенки чашки. Последовательность и вид обработки в чашках вплоть до полной сборки дросселя - смотри выше. Выполнение воздушных зазоров:
- для слоя в чашке Вв - по месту расположения верхней половины витков 1, 4, 7;
- для слоя в чашке Нн - по месту расположения нижней половины витков 1, 4, 7;
- для слоя в чашке Вн - по месту расположения верхней половины витков 3, 6, 9;
- для слоя в чашке Нв - по месту расположения нижней половины витков 3, 6, 9.
Витки для размещения зазоров в слоях выбраны таким образом, что при данной конструкции закрепления чашек в каркасе и при определенном порядке закладки их в каркас получается фиксированное равномерное распределение зазоров в каждом слое со сдвигом на половину получаемого интервала по отношению к воздушным зазорам в соседних с ним слоях.
Магнитопроводящие шунты над воздушными зазорами с минимальной толщиной изоляции между ними и слоями магнитопровода при косообразном разделении слоя позволяют сохранить при оптимальном уровне общую магнитную проницаемость слоев и шунтировать излишние потоки рассеяния в слоях.
Дроссель с 18-ю витками однослойной пилообразной обмотки в одиннадцать обходов намотки.
Поскольку расстояние между соседними витками в торцевой части каркаса должно сохраняться оптимальным (из-за жесткости требований при наличии межвитковой емкости), размер каркаса по диаметру дросселя с 18-ю витками должен быть в два раза больше, чем у дросселя с 9-ю витками.
Полный оборот витка на каркасе - 220 градусов. Восемь слоев магнитопровода. В каждом слое три воздушных зазора величиной от 10 до 20 мкм. Выполнение воздушных зазоров идентично - по рискам в чашках, проводимых по диаметральным линиям:
- для верхних слоев в чашках Вв и Нв с интервалом в 120°, первоначального зазора - по риске на месте выступа чашки на уровне Н. К. (на фиг. 1 - справа, см. ниже);
- для нижних слоев в чашках Вн и Нн - по рискам со сдвигом на 60° по отношению к рискам в чашках Вв и Нв.
Разметка рисок при обходе по периметру для чашек Вв и Вн - против часовой стрелки, для чашек Нв и Нн - по часовой стрелке.
Дальнейший вид обработки в чашках смотри выше.
Все приведенные в тексте виды материалов и размеры близки к конструктивно наиболее приемлемым и могут быть уточнены при сборке и отладке дросселя.
Существенное отличие конструкции предлагаемого дросселя от конструкции всех штатных дросселей снаружи и внутри каркаса дросселя позволяет ожидать надежную его работу при многократном увеличении номинальной частоты питающего напряжения.
Claims (1)
- Дроссель высокочастотный тороидальный с пилообразной обмоткой на каркасе, с магнитопроводом внутри корпуса каркаса, состоящим из нескольких слоев с одинаковой минимальной толщиной слоя, с одинаковым количеством воздушных зазоров в каждом слое, с помещением слоев в чашки, изолированные друг от друга и от обмотки дросселя, с фиксированием положения воздушных зазоров в слое каждой чашки с помощью наличия в чашках вертикальных выступов в диаметрально противоположных сторонах стенок чашек, входящих во внутренние пазы стенок каркаса, один из которых на уровне положения начала и конца обмотки на каркасе, с наличием в магнитопроводе четного количества слоев при разбиении их на пары, верхний и нижний слой в каждой паре, с выполнением после закрепления каждого слоя в чашке воздушных зазоров в каждом верхнем слое с одинаковым интервалом по периметру, со сдвигом в пол-интервала по отношению к положению воздушных зазоров в соседнем с ним нижнем слое, на уровне расположения половин витков сверху и снизу каркаса, специально выбранных для получения выше указанных интервалов между положениями воздушных зазоров в верхних и нижних слоях магнитопровода, либо под углом к нему, с выполнением первоначального воздушного зазора в верхних слоях магнитопровода по периметру на уровне положения начала и конца обмотки на выходе из каркаса, с наличием окон сверху и снизу в чашках над воздушными зазорами в слоях магнитопровода, с помещением в окна с прижимом магнитопроводящих шунтов с тонкой изоляцией под ними от слоев магнитопровода.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017111085A RU2668990C1 (ru) | 2017-04-04 | 2017-04-04 | Дроссель высокочастотный |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017111085A RU2668990C1 (ru) | 2017-04-04 | 2017-04-04 | Дроссель высокочастотный |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2668990C1 true RU2668990C1 (ru) | 2018-10-05 |
Family
ID=63798435
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017111085A RU2668990C1 (ru) | 2017-04-04 | 2017-04-04 | Дроссель высокочастотный |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2668990C1 (ru) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU375691A1 (ru) * | 1971-05-17 | 1973-03-23 | Катушка индуктивности | |
SU1517069A1 (ru) * | 1987-07-07 | 1989-10-23 | Алма-Атинский Энергетический Институт | Тороидальный индуктивный элемент |
US4964013A (en) * | 1988-09-28 | 1990-10-16 | Kitagawa Industries Co., Ltd. | Electric noise absorber |
RU2006084C1 (ru) * | 1992-04-09 | 1994-01-15 | Центральный научно-исследовательский институт "Дельфин" | Катушка индуктивности |
RU96286U1 (ru) * | 2010-03-03 | 2010-07-20 | Открытое акционерное общество "Концерн "Созвездие" | Катушка индуктивности, выполненная на тороидальном магнитопроводе с теплоотводом |
-
2017
- 2017-04-04 RU RU2017111085A patent/RU2668990C1/ru active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU375691A1 (ru) * | 1971-05-17 | 1973-03-23 | Катушка индуктивности | |
SU1517069A1 (ru) * | 1987-07-07 | 1989-10-23 | Алма-Атинский Энергетический Институт | Тороидальный индуктивный элемент |
US4964013A (en) * | 1988-09-28 | 1990-10-16 | Kitagawa Industries Co., Ltd. | Electric noise absorber |
RU2006084C1 (ru) * | 1992-04-09 | 1994-01-15 | Центральный научно-исследовательский институт "Дельфин" | Катушка индуктивности |
RU96286U1 (ru) * | 2010-03-03 | 2010-07-20 | Открытое акционерное общество "Концерн "Созвездие" | Катушка индуктивности, выполненная на тороидальном магнитопроводе с теплоотводом |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP7056016B2 (ja) | コイル部品 | |
US8508144B2 (en) | Power supply and display device including the same | |
TWI637410B (zh) | 變壓器 | |
US20240087797A1 (en) | Inductive device | |
EP2589054A2 (en) | Improvements in planar transformers | |
US20170194088A1 (en) | Isolation Transformer Topology | |
JP4794999B2 (ja) | 耐雷強化型低圧用絶縁変圧器 | |
JP5861805B2 (ja) | トランス、電源装置およびトランスの製造方法 | |
US20160141088A1 (en) | Magnetic component | |
US9666355B1 (en) | Common mode inductor assembly with magnetic I bar defined leakage path | |
US20210193368A1 (en) | Power transformer and method for manufacturing the same | |
US20150287524A1 (en) | Transformer | |
US3083930A (en) | Winding form | |
RU2668990C1 (ru) | Дроссель высокочастотный | |
US9373440B2 (en) | Composite transformer with a longer creepage distance | |
US20140300440A1 (en) | Inductor gap spacer | |
KR101610337B1 (ko) | 코일 부품 및 그 제조 방법 | |
US9672974B2 (en) | Magnetic component and power transfer device | |
KR20150144261A (ko) | 코일 부품 및 이를 포함하는 전원공급장치 | |
RU2668213C1 (ru) | Трансформатор высокочастотный | |
Quilici | Embedded magnetic power transformer | |
US20140313004A1 (en) | Magnetic component and transformer made therefrom | |
WO2014063648A1 (zh) | 耐高压式变压器 | |
US20160233020A1 (en) | Transformer | |
CN205582703U (zh) | 一种高耐压变压器 |