СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СИНФАЗНЫХ ПОМЕХОПОДАВЛЯЮЩИХ ДРОССЕЛЕЙ Российский патент 2021 года по МПК H01F41/02 H01F41/08 H01F41/12 H01F1/153 

Изобретение относится к способу изготовления синфазных помехоподавляющих дросселей, выполненных на тороидальных магнитопроводах, изготовленных из тонких нанокристаллических и аморфных лент из сплава АМАГ для установки в помехоподавляющие фильтры.

Электронные устройства все больше окружают нас в повседневной жизни, и все более остро встают вопросы электромагнитной совместимости (ЕМС). В связи с этим ужесточаются и требования, предъявляемые к синфазным фильтрам, применяемым для защиты устройств от проникновения высокочастотных помех из сети питания и для защиты от проникновения в сеть высокочастотных помех от импульсных источников питания и других устройств, использующих режим переключения.

Прикладная область использования синфазных фильтров охватывает широкий спектр устройств: системы телекоммуникаций, импульсные источники питания, преобразователи частоты, источники бесперебойного питания (UPS) и прочие изделия. Имея типовое значение магнитной проницаемости 120 ООО и более, дроссели синфазных фильтров на основе магнитопроводов, изготовленных из тонких нанокристаллических и аморфных лент, требуют меньшего числа витков обмоток, что обеспечивает малую паразитную емкость. Они имеют меньшие габариты и обеспечивают более высокое вносимое затухание в широком диапазоне частот относительно традиционных изделий на основе ферритов и пермаллоев.

Известен способ изготовления трансформаторного сердечника из ленты аморфных металлов и сплавов, Патент RU 2256974 С1, кл. H01F 41/00, H01F 41/02, опубл. 20.07.2005

Известны синфазные помехоподавляющие дроссели, выполненные на магнитопроводах из аморфных и нанокристаллических сплавов, Патент RU 2351031 C2, кл. H01F 3/08, опубл. 27.03.2009

Известны синфазные помехоподавляющие дроссели, выполненные на тороидальных магнитопроводах, в основном на ферритовых сердечниках фирм «EPCOS», «TE Connectivity», «WURTH ELEKTRONIK», и другие.

Известны магнитопроводы из аморфных и нанокристаллических сплавов Российского предприятия ООО НПП «ГАММАМЕТ» (Http://www.gammamet.ru).

Известны синфазные помехоподавляющие дроссели на магнитопроводах из аморфных и нанокристаллических сплавов Российского предприятия ПАО «МСТАТОР» (www.mstator.ru).

Все перечисленные устройства имеют сравнительно малое значение коэффициента индуктивности и сравнительно большие значения массы и габаритных размеров.

Задачей технического решения является увеличение коэффициента индуктивности и снижение массы и габаритных размеров синфазных помехоподавляющих дросселей.

Поставленная задача решается благодаря тому, что синфазные помехоподавляющие дроссели изготавливают на тороидальных магнитопроводах, выполненных из аморфных и нанокристаллических сплавов в виде тонких лент, витой ленточный магнитопровод помещают в жесткий контейнер, контейнер имеет скругленные кромки, поверх которого наматывают обмотки медным изолированным проводом, контейнер с обмотками помещают в пластмассовый цилиндрический контейнер и подготавливают к заливке затвердевающим компаундом, содержащий в своем составе нанокристаллические и аморфные измельченные фракции и ферромагнитные порошки в следующем соотношении: 10 весовых частей фракции АМАГ170; 10 весовых частей фракции АМАГ 200С; 15 весовых частей ферромагнитного порошка марки 150 ВН, полученную смесь перемешивают в смесительном аппарате и заливают 20-ю весовыми частями жидкого стекла (Na2O (SiO2), полученную массу вещества тщательно перемешивают и заливают в приготовленный пластмассовый цилиндрический контейнер с размещенным в нем контейнером с обмотками, выведенных изолированных медных проводов, залитые компаундом синфазные помехоподавляющие дроссели устанавливают в сушильную камеру с температурой сушки 50 (5 °С, после затвердения компаунда изделие готово для использования.

В зависимости от конструкций изделий с применением синфазных помехоподавляющих дросселей, заявленным способом предусмотрено изготовление синфазных помехоподавляющих дросселей с выводами обмоток на две стороны (Фиг.1), например, для установки в цилиндрические конструкции с вертикальным расположением синфазных

помехоподавляющих дросселей. Заявленным способом предусмотрено изготовление синфазных помехоподавляющих дросселей с выводами обмоток на одну сторону (Фиг.2), например, для установки на печатную плату.

Синфазные помехоподавляющие дроссели могут быть использованы в вариантах исполнения, с различным значением номинальных токов нагрузки (10, 16, 25, 40, 63, 100, 200 А) и соответственно необходимым значением сечения магнитопровода. Синфазные помехоподавляющие дроссели могут быть использованы в вариантах исполнения, с различным количеством обмоток: двухобмоточные, трехобмоточные, четырехобмоточные.

Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является увеличение коэффициента индуктивности, снижение массы и уменьшение габаритных размеров синфазных помехоподавляющих дросселей.

Практическое апробирование заявленного способа подтвердило увеличение коэффициента индуктивности в среднем в 1,5 раза обмоток синфазных помехоподавляющих дросселей на одинаковых магнитопроводах, в равных условиях измерения с разницей не залитого и залитого компаундом. По сравнению с другими аналогичными синфазными помехоподавляющими дросселями значение коэффициента индуктивности обмоток в среднем увеличено в 2(2,5 раза.

Снижение массы и уменьшение габаритных размеров синфазных помехоподавляющих дросселей является одной из главных задач, особенно в авиационной технике, при разработке летательных аппаратов, в ракетостроении и других областях науки и технике. Снижение массы и уменьшение габаритных размеров синфазных помехоподавляющих дросселей, заявленным способом наглядно представлено фотофиксацией (Фото1.) Внешний вид помехоподавляющих дросселей 3x25А фирмы «EPCOS» и дросселя 3x25А выполненного на магнитопроводе из нанокристаллической ленты. Сравнению подлежали одинаковые по параметрам трехобмоточные синфазные помехоподавляющие дроссели фирмы «EPCOS», и изготовленный заявленным способом, но для наглядности не залит компаундом, разница в массе отличается примерно в 5,6 раза, разница в габаритных размерах примерно в 2 раза.

Наличие причинно-следственной связи между совокупностью существенных признаков заявляемого объекта и достигаемым техническим результатом показано в таблице 1.

Таблица 1.

Виды технического результата и их размерность. Показатели фактические или расчетные. Объяснение, за счет чего (отличительный признак и/или их совокупность) стало возможным улучшение показателей предложенного объекта по сравнению с прототипом. прототипа заявляемого объекта. 1. Увеличение коэффициента индуктивности
(мкГн/вит.) 22 46 За счет применения разработанного компаунда и способа изготовления изделий. 2. Снижение массы
(г.) 378 67 За счет использования тонких нанокристаллических и аморфных лент из сплава АМАГ и способа изготовления изделий. 3. Уменьшение габаритных размеров
(мм), (диаметр х высоту). 70 х 36 35 х 18 За счет использования тонких нанокристаллических и аморфных лент из сплава АМАГ и способа изготовления изделий.

Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображено:

На (Фиг. 1) Синфазный двухобмоточный помехоподавляющий дроссель с выводами обмоток на две стороны, (на Фиг. 2) Синфазный двухобмоточный помехоподавляющий дроссель с выводами обмоток на одну сторону, где обозначено:

1. Пластмассовый цилиндрический контейнер

2. Обмотка 1 дросселя

3. Обмотка 2 дросселя

4. Тороидальный магнитопровод в жестком защищенном контейнере

Н 1- Начало обмотки 1

Н 2- Начало обмотки 2

К 1- Конец обмотки 1

К 2- Конец обмотки 2

«заливка» - Заливка конструкции дросселя компаундом

Способ изготовления синфазных помехоподавляющих дросселей состоит в том, что синфазные помехоподавляющие дроссели изготавливают на тороидальных магнитопроводах, выполненных из аморфных АМАГ170 и нанокристаллических АМАГ 200С сплавов в виде тонких лент, витой ленточный магнитопровод помещают в жесткий контейнер, контейнер имеет скругленные кромки, поверх которого наматывают обмотки медным изолированным проводом, контейнер с обмотками помещают в пластмассовый цилиндрический контейнер и подготавливают к заливке затвердевающим компаундом, содержащий в своем составе нанокристаллические и аморфные измельченные фракции и ферромагнитные порошки в следующем соотношении: 10 весовых частей фракции АМАГ170; 10 весовых частей фракции АМАГ 200С; 15 весовых частей ферромагнитного порошка марки 150 ВН, полученную смесь перемешивают в смесительном аппарате и заливают 20-ю весовыми частями жидкого стекла (Na2O (SiO2), полученную массу вещества тщательно перемешивают и заливают в приготовленный пластмассовый цилиндрический контейнер с размещенным в нем контейнером с обмотками, выведенных изолированных медных проводов, залитые компаундом синфазные помехоподавляющие дроссели

устанавливают в сушильную камеру с температурой сушки 50 (5 °С, после затвердения компаунда изделие готово для использования.

В процессе намотки, выводы обмоток следует маркировать: начало обмотки 1 (Н1), конец обмотки 1 (К1), начало обмотки 2 (Н2), конец обмотки 2 (К2) и так далее. Намотку обмоток следует производить равномерно распределенно по всему тороидальному магнитопроводу.

Техническая осуществимость изобретения вытекает из описания способа изготовления синфазных помехоподавляющих дросселей с практическим достижением указанного технического результата.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при изготовлении синфазных помехоподавляющих дросселей, выполненных на тороидальных магнитопроводах, изготовленных из тонких нанокристаллических и аморфных лент из сплава АМАГ для установки в помехоподавляющие фильтры. Технический результат состоит в повышении коэффициента индуктивности и уменьшении массы и габаритных размеров. Синфазные помехоподавляющие дроссели изготавливают на тороидальных магнитопроводах, выполненных из аморфных АМАГ170 и нанокристаллических АМАГ 200С сплавов в виде тонких 18…20 мкм лент, витой ленточный магнитопровод помещают в жесткий защищенный контейнер, имеющий скругленные кромки, поверх которого наматывают обмотки медным изолированным проводом, контейнер с обмотками помещают в пластмассовый цилиндрический контейнер и подготавливают к заливке затвердевающим компаундом, содержащим в своем составе нанокристаллические и аморфные измельченные фракции и ферромагнитные порошки. 3 ил., 1 табл.

Способ изготовления синфазных помехоподавляющих дросселей, состоящий в том, что синфазные помехоподавляющие дроссели изготавливают на тороидальных магнитопроводах, выполненных из аморфных и нанокристаллических сплавов в виде тонких лент, витой ленточный магнитопровод помещают в жесткий контейнер, контейнер имеет скругленные кромки, поверх которого наматывают обмотки медным изолированным проводом, характеризующийся тем, что контейнер с обмотками помещают в пластмассовый цилиндрический контейнер и подготавливают к заливке затвердевающим компаундом, содержащим в своем составе нанокристаллические и аморфные измельченные фракции и ферромагнитные порошки в следующем соотношении: 10 весовых частей фракции АМАГ170; 10 весовых частей фракции АМАГ 200С; 15 весовых частей ферромагнитного порошка марки 150 ВН, полученную смесь перемешивают в смесительном аппарате и заливают 20-ю весовыми частями жидкого стекла, полученную массу вещества тщательно перемешивают и заливают в приготовленный пластмассовый цилиндрический контейнер с размещенным в нем контейнером с обмотками, выведенных изолированных медных проводов, залитые компаундом синфазные помехоподавляющие дроссели устанавливают в сушильную камеру с температурой сушки 50±5°С, после затвердения компаунда изделие готово для использования.