Регулируемая индуктивность Советский патент 1984 года по МПК H01F21/06 

2. Индуктивность по п, 1, отличающаяся тем, что немагнитный зазор заполнен диэлектрической прокладкой в форме Ъолого цилиндра, внешняя поверхность которого соответствует внутренней поверхности внешнего овального сердечника, а внутренняя имеет сечение в форме окружности, диаметр которой соответствует длине внутреннего сердечника.

3.Индуктивность по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что обмотка внутреннего сердечника выпонена сферической.

4.Индуктивность по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что внешний сердечник неподвижно размещен в корпусе, а внутренний сердечник с обмоткой установлен в корпусе на опоре вращения.

Г. РЕГУЛИРУЕМАЯ ИНДУКТИВНОСТЬ, содержащая корпус, в котором установлены с возможностью вращения относительно друг друга внешний и внутренний сердечники, разделенные немагнитным зазором, причем внешний сердечник выполнен замкнутым и внутри него размещен внутренний сердечник с обмоткой, отл-и чающаяся тем, что, с целью повышения скорости регулирования и эксплуатационных возможностей, внешний сердечник выполнен овальным, а внутренний - в виде стержня, размещенного перпендикулярно оси вращения сердечников. со 0д о СП

Изобретение относится к электротехнике, к регулируемым индуктивностям и может быть использовано, например, в зарядных цепях генераторов импульсных токов. Известна регулируемая катушка индуктивности, содержащая обмотку, расположенную на центральном стержне броневого сердечника. Внешняя часть броневого сердечника имеет отверстие в котором с зазором размещен конец Центрального стержня. В зазоре с возможностью продольного перемещения расположен подстроечный элемент в виде полого цилиндра из диамагнйтного материала, например латуни Данная катущка позволяет регулиро вать величину индуктивности, однако она не может быть применена в качест ве токоограничивающего электрода при зарядке конденсаторных батарей в генераторах импульсов тока, поскольку находящийся в зазоре диамагнитный элемент нагревается свыше допустимых пределов уже при запасенной энергии батареи конденсаторов более 100 Дж и частоте следования свьше 1 Гц. Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемо му результату является регулируемая индуктивность, которая состоит из магнитопровода броневого типа с обмоткой, расположенной на центральном стержне. Последний отделен от внешне части магнитопровода немагнитным зазором - диэлектрической прокладкой, выполненной в. виде втулки, в которую вворачивается по резьбе стержень. Один из резьбовых элементов снабжен щестерней червячной передачи, соединенной с приводом. Вращение червяка позволяет изменять величину немагнитного зазора и, соответственно, индуктивность 2 . Недостатком известного устройства является сложность конструкции, не обеспечивающей удобства и скорости регулирования изменения индуктивности, что объясняется, например, необходимостью реверса привода при увеличении и уменьщении индуктивности малыми коэффициентами передачи (меньше 1) в примененной червячной Ларе и в паре щестеренка - резьбовое соединение (по отношению линейных скоростей перемещения стержня и вращения шестерен) . Целью изобретения является повышение скорости регулирования величины индуктивности и функциональных возможностей. Поставленная цель достигается тем, что в регулируемой индуктивности, содержащей корпус, в котором установлены с возможностью вращения относительно друг друга внешний и внутренний сердечники, разделенные немагнитным зазором, причем внешний сердечник выполнен замкнутым и внутри него размещен внутренний сердечник с обмоткой, согласно изобретению,B;iemний сердечник выполнен овальным, а внутренний - в виде стержня, размещенного перпендикулярно оси вращения сердечников. Кроме того немагнитный зазор может быть заполнен диэлектрической прокладкой в форме полого цилиндра, ; внешняя поверхность которого соответстёует внутренней поверхности внешнего овального сердечника, а внутренняя имеет сечение в форме окружности, диаметр которой соответствует длине внутреннего сердечника. Обмотка внутреннего сердечника может быть выполнена сферической. Внешний магнитопровод может быть неподвижно размещен в диэлектрическо корпусе, а внутренний сердечник с обмоткой установлены в корпусе на опоре вращения. Причем обе части рег лируемой индуктивности снабжены соответственно, связанными с токовыводами обмотки, токосъемными кольцами и щетками. , Внутренний сердечник с обмоткой и ее токовыводами может быть неподвижно закреплен в центральной части диэлектрического корпуса, а внешний сердечник с диэлектрической прокладкой может быть помещен в диэлектри,)ческий элемент, например, шестеренча .той или червячной передачи. Как в первом, так и во втором вариантах связь с приводом может быть осуществлена непосредственно и при помощи других видов передач,наприме цепной, ременной, роликовой и др. . На фиг. 1-3.показана регулируемая идуктивность; на фиг.4 и 5 - то же, варианты исполнения. На фиг.1 изображен осевой разрез регулируемой индуктивности, состоящий из внешнего овального сердечника 1 с обмоткой 2, расположенной на внутрен нем стержневом сердечнике 3, отделен ным от внешнего сердечника 1 диэлект рической прокладкой 4, выполненной в виде полого цилиндра с круглым отверстием, диаметр которого равен дли не внутреннего стержневого сердечника. Наружная поверхность стенок цилиндра 4 выполнена овальной по форме охватывающей ее внутренней поверхности внешнего сердечника 1, неподвижно размещенного в диэлектрическом корпусе 5 с кpьшJKoй 6. Обмотка 2 может иметь сферическую форму, полученную в результате.обычной цилиндрической намотки на стержне 3 с умен шением количества витков в последующих слоях. Благодаря такому выполнению обмотки 2 обеспечивается возможность ее вращения при максимальной объемной плотности витков вокруг 7054 стержня 3 и минимальной величине потока рассеяния. Внутри корпуса на опоре 7 вращения размещен диэлектрический элемент 8, выполненный в виде тела вращения и заключающий в себе стержень 3 с обмоткой 2, а также токовыводы 9, подключенные к токосъемным кольцам 10, находящимся в контакте со щетками 11. Сплошными стрелками на фиг. 1 - 3 показано гнаправление вращения электрического элемента 8 с обмоткой 2 и стержнем 3. На фиг.2 изображено положение стержня 3 с обмоткой 2 при максимальной величине немагнитных зазоров 12, соответствующее наииеньшему значению индуктивности. На фиг.З показано другое расположение стержня 3 с обмоткЬй, при котором величины зазоров 13 и сопротивление магнитному потоку минимальны, а индуктивность - максимальна. Путем замыкания магнитных потоков показаны на фиг. 2 и 3 пунктирными стрелками. На фиг.4 показан вариант выполнения регулируемой индуктивности, предусматривающий неподвижное закрепление в центральной части диэлектрического корпуса 5 (центральная часть имеет форму тела вращения - цилиндра) внутреннего сердечника 3 с обмоткой 2 и токовьшодами 9. Подвижным, в этом варианте, является внешний сердечник 1 с цилиндрической диэлектрической прокладкой .4, помещенньм в диэлектрический элемент 14, имеющий форму шестеренки, связанной с червяком 15. Опора 7 вращения реализована в виде элементов шарикоподшипника, роль которых играют детали 5, 6 и 14. Диэлектрический элемент 14 (фиг.З) имеет форму шестеренки, связанной со второй (ведущей) шестеренкой 16, закрепленной в отверстиях деталей 5 и 6 при помощи распорных шайб 17. Устройство работает следующим образом. Вращая внутренний сердечник 3 с обмоткой 2 внутри диэлектрической прокладкой 4 относительно внешнего сердечника 1 (или наоборот) изменяем величину зазора между ними по диэлектрической прокладке 4 от максиального 12 (фиг.2) до минимального 13 (фиг.З) меняя, тем самым, сопроивление магнитного потока и индукивность. Скорость изменения немагнитного зазора в предлагаемом устройстве ограничивается лишь прочностью вращающихся элементов - внутреннего сер дечника с обмоткой или внешнего сердечника с диэлектрической прокладкой. Так при вращении этих элементов со скоростью 1000 об/мин в устройстве, соответствующем фиг. 1 - 3, за один оборот пройдут 4 цикла изменени зазора от минимального до максимального и наоборот. Использование изобретения позволит расширить область применения регулируемых индуктивностей. Так на их основе возможно создание принципиально новых зарядных устройств генераторов периодических импульсных токов с изменением индуктивности зарядной цепи в течение каждого цикла заряда накопителя, реализующих режим с постоянным зарядным током и тем самьпч повьшающих КПД генератора и ресурс емкостных накопителей энергии. Для этого достаточно синхронизировать скорость вращения внутренне го сердечника с обмоткой или внешнего сердечника с частотой следования импульсов. Предлагаемая индуктивность может применяться в качестве элемента с параметром изменяемым по нужному закону, определяемому формой внешнего сердечника, в инверторах и генераторах электромагнитных колебаний. Например, для генерации синусоидальных колебаний внешний сердечник выполняют в виде эллипсоида, а толщина стенки диэлектрической прокладки зависит не только от диапазона величины индуктивности,. но и от мощности устройства. Такие индуктивности незаменимы в указанных устройствах с высокими значениями рабочих напряжений до сотен кВ.

7 J 2

7 29

ff

фиг. 4

17

Фг/г. 5