Индуктивный элемент Советский патент 1981 года по МПК H01F17/04 

1

Изобретение относится к индуктивным элементам электротехники и радиоэлектроники, например к трансформаторам и дросселям.

Известны катушки индуктивности на броневых магнитопроводах, состоящих из двух одинаковых деталей .(чашек) , сложенных шлифованными поверхностями, при этом цилиндрическая обмотка размещается внутри магнитопровода. В подобных конструкциях магнитопровод может быть выполнен из нескольких составных частей, в частнрсти центральный керн мо}кет быть отдельной деталью или содержать дополнительный сердечник с магнитными свойствами, отличными.от основного материала магнитопровода

Недостатком указанных устройств является сложность- конструкций их сердечников.

Известен также индуктивный элемен содержащий броневой магнитопровод, состоящий из центрального керна, внешнего кольца и двух торцовых накладок в виде дисков, и по крайней мере одну обмотку, размещенную между центральным керном и внешним коль- , -цом 2. .

В известной конструкции торцовые накладки имеют постоянную толщину по всей площс1ди диска. Это обуславливает неравномерность магнитной индукции в различных областях накладки, поскольку сечение магнитного потока, в накладке уменьшается в направлении от края к центру диска. Вследствие того, что из-за опасности насьлцения

магнитного материала толщина накладки выбирается исходя из допустимого магнитного режима наиболее напряженного участка магнитной цепи, в периферийных областях накладки магнитный материал в полной мере не используется, что приводит к увеличению массы и габаритов индуктивного элемента.

Цель изобретения - уменьшение

массы и габаритов устройства при сохранении, величины его индуктивности.

Поставленная цель достигается тем, что в индуктивном элементе,

содержащем броневой магнитопровод, состоящий из центрального керна, внешнего кольца и двух торцовых накладок в виде дисков, и по крайней мере одну обмотку, размещенную между центральным керном и внешним кольцом, торцовые диски выполнены плоско выпуклой формы, при этом толщина торцовых дисков в областях стыков :; центральным керном и внешним коль цом постоянна, а между указанными областями уменьшается в сторону внешнего кольца обратно пропорционально расстоянию от оси керна. Кроме того, с целью повышения ли нейности вольт-амперной характеристики индуктивного элемента , торцовы диски выполнены из прессованного ,магнитодиэлектрика, например альси,фера. На чертеже показан вариант конст рукции индуктивного элемента в разрезе. Индуктивный элемент содержит составной броневой магнитопровод, состоящий из центрального керна 1, внешнего кольца 2 и двух торцовых накладок, выполненных в виде плоско выпуклых- дисков 3. Между центральным керНом и внешним кольцом размещены одна или несколько обмоток 4. Использование в конструкции магнитопровода торцовых накладок в виде плоско-выпуклых дисков из магнит ного материала позволяет обеспечить постоянство сечения магнитного потока в накладке на всем протяжении соответствующего участка магнитносиловой линии 5. Действительно, сечение 5ф магнитногопотока Ф в накладке на расстоянии R от оси керна выражается формулой 4--2irR.h, где h, - толщина накладки на расстоянии R от оси керна. Отсюда следует, что для обеспече ния постоянного сечения магнитного потока- 5ф необходимо выполнение условия -S, г. 4ft R ате т.е, толщина накладки должна уменьшаться обратно- пропорционально рас стоянию от центра керна. В области стыка, с центральным ке ном и в области стыка с внещним кольцом.магнитопровода выпуклая сторона торцовой накладки имеет пло кие участки 6 и 7. Это обеспечивает возможность беззазорной сборки составного магнитопровода при различных вариантах ориентации торцовых накладок, которые могут быть обращены выпуклыми сторонами как наружу так и внутрь конструкции. В последт нем случае центральный керн в соста ном магнитопроводе может отсутствовать. Центральный керн 1 может быть выполнен шихтованным или витым, на пример, из электротехнической стал или пермаллоя. Из такого же мате риала может быть изготовлено внешн кольцо 2 магнитопровода. Для удобс ва сборки и крепления индуктивного элемента в центральном керне и торцовых накладках могут быть выполнены сквозные осевые отверстия 8. Торцовые накладки могут быть изготовлены из прессованного магнито йиэлектрика, например, типа альсифера.. Пocкoлькv магнитная проницаемость аодобного материала мало зависит от напряженности магнитного поля. торцовые накладки в данной конструкции выполняют роль распределенного немагнитного зазора; что обеспечивает повышенную линейность вольтамперной характеристики индуктивного элемен- та. Использование в данном устройстве торцовых накладок специальной формы позволяет обеспечить равномерность магнитного режима-всех coq.TaBных частей магнитопровода и добиться наилучшего использования магнитного материала, улучшая тем самым массогабаритные показатели устройства. Проведенные расчеты показали, что при одинаковой индуктивности предлагаемый индуктивный элемент может иметь по крайней мере на 10-15% меньше массу и габаритный объем в сравнении с известными конструкциями. Повышенная линейность вольт-амперной характеристики росширяет возможную область применения индуктивного элемента. В частности, подобная конструкция может быть использована в качестве сглаживающего дросселя или трансформатора, работающего с токами постоянного подмагничивания. Отсутствие сосредоточенного немагнитного зазора приводит к уменьшению внешнего поля индуктивного элемента, что улучшает его электромагнитную совместимость с различными элементами электронной аппаратуры. Формула изобретения 1.Индуктивный элемент, содержащий броневой магнитопровод, состоящий из ц,ентрального керна, внешнего кольца и двух торцовых накладок в виде дисков и по крайней мере одну обмотку, размещенную между центральным керном и внешним кольцом, отличающийся тем, что, с целью уменьше-ния массы и габаритов, торцовые диски выполнены плоско-выпуклой формы, при этом толщина перцовых дисков в области стыков с центральным керном и внешним кольцом постоянна, а между указанными областями уменьшается в сторону внешнего кольца обратно пропорционально расстоянию от оси керна. 2. Элемент поп.1, отличаюI и и с я тем, что торцовые диски

выполнены из прессованного магнитодиэлектрика, например альсифера.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

.1.Патент США № 3663913, ел. . Н01 F 15/16, 1972,

2. Авторское свидетельство СССР 454593, кл. Н 01 F 17/04, .1974.