КАТУШКА ИНДУКТИВНОСТИ Российский патент 2016 года по МПК H01F17/02 H01F5/02 

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в колебательных контурах и частотных фильтрах для радиотехнических устройств различного назначения.

С наибольшим положительным эффектом изобретение может быть использовано в фильтрах гармоник мощных высокочастотных радиопередатчиков, когда необходимо, чтобы катушки индуктивности имели высокую добротность и обеспечивали прохождение через них большого тока с минимальными потерями.

В катушках индуктивности коротковолновых передатчиков большой мощности (1 кВт и выше) находят применение цилиндрические намотки из медного провода, ленты или трубки, в том числе намотки в виде ленты на ребро [1]. Все эти катушки индуктивности при отсутствии каркаса имеют пониженную стабильность параметров при изменении температуры и в случае механических воздействий. В [2] представлена катушка индуктивности с намоткой в виде ленты на ребро. Катушка индуктивности содержит сборный каркас, состоящий из двух боковых панелей и соединяющих их четырех гребенок, выполненных в виде планок прямоугольного сечения с пазами для провода в виде ленты, свернутой на ребро. Данная катушка индуктивности представляет собой сложную конструкцию и имеет большие габаритные размеры из-за увеличенного диаметра намотки лентой на ребро и из-за того, что гребенки расположены поверх намотки. Кроме того, катушка индуктивности не обеспечивает возможности подстройки величины индуктивности.

Известна [3] катушка индуктивности, которая содержит рядовую цилиндрическую намотку из провода с шагом, расположенную на сборном каркасе, содержащем две боковые панели и планки прямоугольного сечения с пазами для провода. Данная катушка индуктивности выбрана в качестве прототипа как наиболее близкая по технической сущности к заявляемой.

Известная катушка индуктивности представляет собой сложную конструкцию с повышенными требованиями к точности изготовления сопрягаемых деталей. Наличие операций склеивания деталей значительно увеличивает время изготовления каркаса, повышает трудоемкость работ и требует применения специальных приспособлений. Кроме того, известная катушка индуктивности не обеспечивает возможности подстройки величины индуктивности при ее изготовлении или при настройке радиотехнического устройства, например, фильтра гармоник, в состав которого входит катушка индуктивности.

Задача изобретения - упрощение конструкции катушки индуктивности, снижение трудоемкости ее изготовления и обеспечение возможности подстройки величины индуктивности.

Указанная задача решается тем, что в катушке индуктивности, содержащей рядовую цилиндрическую намотку из провода с шагом, расположенную на сборном каркасе, содержащем планки прямоугольного сечения с пазами для провода, каркас выполнен в виде двух планок, соединенных между собой и расположенных параллельно друг другу, при этом первая планка расположена внутри намотки и снабжена по краям двумя рядами пазов для размещения в них провода с шагом, равным шагу намотки, а вторая планка расположена вне намотки и снабжена по краям пазами для выводов намотки, причем обе планки по длине выступают за торцевые поверхности намотки и снабжены в этой части отверстиями для скрепления планок друг с другом и одновременно с намоткой при помощи винтового соединения, при этом ширина первой планки в торцевых ее частях, а также расстояние между взаимно противоположными пазами в нижней их части равны внутреннему диаметру намотки, причем ряд пазов по одному краю первой планки сдвинут относительно ряда пазов по другому ее краю на половину шага намотки. Пазы по краям первой планки могут быть выполнены полукруглой формы с радиусом, превышающим радиус сечения провода, или прямоугольной формы с шириной, превышающей диаметр сечения провода.

На фиг.1 изображена в двух проекциях намотка 1 катушки индуктивности, выполненная из провода диаметром d_п с шагом t при помощи стержневой оправки, имеющей в сечении круг. Внутренний диаметр намотки 1 равен D.

На фиг.2 представлен промежуточный вариант катушки индуктивности после скрепления намотки 1 с первой планкой 2, содержащей два ряда пазов 3 по краям для провода. Размещение намотки 1 на первой планке 2 осуществлялось путем вращательно-поступательного перемещения первой планки 2 внутри намотки 1 по винтовой линии, образованной витками намотки 1, до ее установки в средней части первой планки 2.

На фиг.3 показана первая планка 2 с двумя рядами пазов 3 полукруглой формы с радиусом r, расположенными по краям первой планки 2 с шагом t. При этом радиус r больше радиуса сечения провода r_п, так как провод проходит через паз под некоторым углом, причем один ряд пазов сдвинут относительно другого ряда пазов на половину шага.

На фиг.4 показана первая планка 2 с двумя рядами пазов 4 прямоугольной формы с шириной b, расположенными по краям первой планки 2 с шагом t, при этом ширина b пазов больше диаметра провода d_п на некоторую величину, учитывающую наклон провода при прохождении его через паз. В обоих вариантах первой планки 2 один ряд пазов сдвинут относительно другого ряда пазов на половину шага, при этом расстояние между взаимно противоположными пазами в нижней их части, так же как и ширина первой планки 2 в торцевых частях, равно внутреннему диаметру D намотки, но с минусовым допуском, достаточным для осуществления процесса вкручивания первой планки 2 в намотку 1. Первая планка 2 снабжена отверстиями 5 для крепления катушки индуктивности и скрепления ее деталей между собой.

На фиг.5 изображена вторая планка 6, содержащая пазы 7 для размещения в них выводов намотки 1 и отверстия 8 для крепления.

На фиг.6 представлена заявленная катушка индуктивности после окончательной сборки, то есть после скрепления первой планки 2 с второй планкой 6 и одновременно с намоткой 1 при помощи винтовых соединений 9. Очевидно, что при помощи этих же винтовых соединений 9 соответствующей длины катушка индуктивности может быть закреплена на печатной плате, например.

Заявленная катушка индуктивности имеет более простую конструкцию по сравнению с прототипом и не требует специальных приспособлений при сборке, а благодаря отсутствию операций склеивания составных деталей обеспечивает снижение трудоемкости изготовления. Кроме того, предлагаемая катушка индуктивности обеспечивает более высокие эксплуатационные возможности благодаря ее очень хорошей "продуваемости" в случае принудительного воздушного охлаждения. При этом повышается допустимый уровень тока, проходящего через катушку индуктивности. Существенным преимуществом заявленной катушки индуктивности перед прототипом является высокая точность получения заданной величины индуктивности, так как имеется возможность изменить межвитковые зазоры в тех частях намотки, которая не скреплена с каркасом, то есть осуществить подстройку индуктивности.

Источники информации

1. Финкельштейн Л.А., Гиршман Г.Х. Антенные контуры широкодиапазонных коротковолновых передатчиков. М.-Л.: Госэнергоиздат, 1960, с.117, с.118.

2. Финкельштейн Л.А., Гиршман Г.Х. Антенные контуры широкодиапазонных коротковолновых передатчиков. М.-Л.: Госэнергоиздат, 1960, с.140.

3. Патент RU 2308108, кл. H01F 17/02. Катушка индуктивности /А.Г. Зиновьев, А.В. Богданов. - Заявлено 17.10.2005; опубликовано 10.10.2007.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в частотных фильтрах для радиотехнических устройств различного назначения, например, в фильтрах гармоник мощных высокочастотных радиопередатчиков. Технический результат заключается в упрощении конструкции, в снижении трудоемкости изготовления и в обеспечении возможности подстройки величины индуктивности. Катушка индуктивности содержит рядовую цилиндрическую намотку из провода с шагом, расположенную на сборном каркасе. Каркас выполнен в виде двух планок, соединенных между собой и расположенных параллельно друг другу. Первая планка расположена внутри намотки и снабжена по краям двумя рядами пазов для размещения в них провода с шагом, равным шагу намотки. Вторая планка расположена вне намотки и снабжена по краям пазами для выводов намотки. Обе планки по длине выступают за торцевые поверхности намотки и снабжены в этой части отверстиями для скрепления планок друг с другом и одновременно с намоткой при помощи винтового соединения. При этом ширина первой планки в торцевых ее частях, а также расстояние между взаимно противоположными пазами в нижней их части равны внутреннему диаметру намотки. Ряд пазов по одному краю первой планки сдвинут относительно ряда пазов по другому ее краю на половину шага намотки. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Катушка индуктивности, содержащая рядовую цилиндрическую намотку из провода с шагом, расположенную на сборном каркасе, содержащем планки прямоугольного сечения с пазами для провода, отличающаяся тем, что каркас выполнен в виде двух планок, соединенных между собой и расположенных параллельно друг другу, при этом первая планка расположена внутри намотки и снабжена по краям двумя рядами пазов для размещения в них провода с шагом, равным шагу намотки, а вторая планка расположена вне намотки и снабжена по краям пазами для выводов намотки, причем обе планки по длине выступают за торцевые поверхности намотки и снабжены в этой части отверстиями для скрепления планок друг с другом и одновременно с намоткой при помощи винтового соединения, при этом ширина первой планки в торцевых ее частях, а также расстояние между взаимно противоположными пазами в нижней их части равны внутреннему диаметру намотки, причем ряд пазов по одному краю первой планки сдвинут относительно ряда пазов по другому ее краю на половину шага намотки.

2. Катушка индуктивности по п.1, отличающаяся тем, что пазы по краям первой планки выполнены полукруглой формы с радиусом, превышающим радиус сечения провода.

3. Катушка индуктивности по п.1, отличающаяся тем, что пазы по краям первой планки выполнены прямоугольной формы с шириной, превышающей диаметр сечения провода.