способ изготовления электромагнитного элемента

Формула изобретения

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ЭЛЕМЕНТА, согласно которому на стержнях многооконного магнитопровода с параллельными стержнями размещают обмотку в виде меандра, отличающийся тем, что многооконный магнитопровод формируют из стержней и шунтов в два этапа, на первом из которых на базовой плоскости в чередующемся порядке устанавливают стержни и половину требуемого количества шунтов, обмотку выполняют предварительно в виде гибкой цилиндрической катушки, толщина которой в радиальном сечении не превышает ширины шунта, а высота разности высоты стержня и удвоенной высоты шунта, затем цилиндрическую катушку изгибают для получения обмотки в виде меандра и укладывают ее сверху на стержни магнитопровода и первую половину требуемого количества шунтов, а после этого в пространствах между стержнями над обмоткой размещают вторую половину требуемого количества шунтов, устанавливают замыкающие стержни магнитопровода и осуществляют его скрепление.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к электротехнике, в частности к изготовлению трансформаторов, дросселей, электромагнитов, и может быть использовано как в бытовых электрорадиоаппаратах, так и в системах передачи электроэнергии, в машиностроении.

Известны индуктивный элемент и способ его изготовления. Индуктивный элемент содержит магнитную систему в виде прямолинейной трубки из магнитомягкого материала, внутри которой вдоль оси расположены проводники, изолированные друг от друга и от магнитной системы изоляционным материалом, запрессованным внутри трубки. Преимущественное применение известного индуктивного элемента в высокочастотных трансформаторах, в трансформаторах импульсных источников питания.

К недостаткам известного решения можно отнести сложность технологии изготовления, а именно укладки проводников в магнитную систему, так как необходимо продевать провод сквозь трубку, т. е. в изготовлении оно сложно, нерационально используется объем индуктивного элемента, большую его часть занимает изоляционный материал.

Наиболее близким к предлагаемому способу является способ, реализованный при изготовлении известного низкопрофильного дросселя. По этому способу сначала изготавливают обмотку, имеющую вид меандра, путем штамповки ленточного проводника с последующим покрытием покровочным лаком и сложением в гармошку. Затем обмотку укладывают в параллельные пазы одной ферритовой пластины параллельно плоскости магнитопровода и закрывают второй ферритовой пластиной.

Недостатками прототипа являются излишний расход материала обмотки, выступающей за пределы магнитопровода, и ухудшенное сцепление магнитных силовых линий с магнитопроводом этих частей обмоток, что приводит к увеличению индуктивности рассеяния, сложность формы магнитопровода, обусловленная наличием пазов для укладки в них витков обмотки, и сложность формы витков обмотки, требующая применения штамповки для вырубки из ленточного проводника и последующее покрытие лаком для изоляции витков друг от друга, ограниченность числа витков обмотки в окне магнитопровода, обусловленная изготовлением обмотки из листового материала.

Цель изобретения улучшение технологичности при увеличении числа слоев витков обмотки в окне магнитопровода более одного.

Для этого по способу изготовления электромагнитного элемента, по которому укладывают проводники обмотки в виде меандра в многооконный магнитопровод с параллельными плоскими прямоугольными стержнями и поочередно охватывают витками стержни магнитопровода, одну часть магнитопровода выполняют путем поочередного чередования стержней и половины количества шунтов, устанавливаемых на базовой плоскости, обмотку предварительно выполняют в виде гибкой цилиндрической катушки, радиальная толщина которой не превышает ширины шунта, а высота разности высоты стержня и удвоенной высоты шунта, обмотку изгибают и укладывают сверху в окна части магнитопровода, после чего в окна части магнитопровода вставляют другую половину количества шунтов магнитопровода, замыкающих стержни магнитопровода между собой, затем магнитопровод стягивают и фиксируют.

Число слоев обмотки в окне магнитопровода может быть выполнено более одного, что позволяет изготавливать многовитковые многослойные обмотки электромагнитных элементов в виде меандра, в частности для маломощных трансформаторов и дросселей с многооконными многостержневыми магнитопроводами.

Улучшение технологичности обусловлено предварительным изготовлением гибкой цилиндрической многовитковой многослойной обмотки с поперечным сечением, не превышающим поперечное сечение окна магнитопровода, и длиной витка, не меньшей суммарной длины пазов магнитопровода с учетом длины изгибаемых участков обмотки, и укладкой ее в открытый сверху магнитопровод. Другим способом изготовить электромагнитный элемент с многовитковой многослойной обмоткой в виде меандра и многооконным многостержневым магнитопроводом нельзя.

На фиг. 1 изображен дроссель,фронтальное сечение; на фиг. 2 он же, вид сверху; на фиг. 3 изображен двухобмоточный трансформатор, фронтальное сечение; на фиг. 4 он же, вид сверху; на фиг. 5 изображена предварительно изготовленная гибкая многовитковая многослойная цилиндрическая обмотка, фронтальное сечение; на фиг. 6 та же, обмотка, вид сверху, где 1 плоский вертикальный стержень магнитопровода, 2 обмотка, 3 шунт, 4 стягивающая лента, 5 вторичная обмотка, 6 изолирующая прокладка, 7 изолирующая лента, 8 обмоточный провод, 9 начало обмотки, 10 конец обмотки.

Дроссель содержит N плоских вертикальных стержней 1 магнитопровода. Каждый внутренний стержень 1 с обеих сторон окружен участком многослойной многовитковой обмотки 2. Обмотка 2 со скрепленными изолирующей лентой 7 витками обмоточного провода 8 в виде меандра поочередно охватывает все стержни 1. Крайние участки соседних стержней 1 вне обмотки 2 замкнуты между собой шунтами 3, образуя многооконный магнитопровод. Стягивающая лента 4 плотно сжимает и фиксирует стержни 1 и прямолинейные участки витков обмотки 2 между собой.

Распределительный трансформатор отличается от дросселя только наличием вторичной обмотки 5, которая расположена под первичной обмоткой 2 на всем протяжении. Между обмотками установлена изолирующая прокладка 6.

Гибкая обмотка 2 (фиг. 3) содержит много уложенных в несколько слоев витков обмоточного провода 8, скрепленных изолирующей лентой 7. Обмотка 2 имеет начало 9 и конец 10. Радиальная толщина обмотки 2 не превышает ширины шунта 3, а высота разности высоты стержня 1 и удвоенной высоты шунта 3. Длина витка обмотки 2 должна быть не менее суммы длин пазов магнитопровода и изгибаемых участков обмотки 2.

Реализация способа намотки электромагнитного элемента иллюстрируется на примерах изготовления устройств, приведенных на фиг. 1, 2 и 3, 4.

Для намотки дросселя, приведенного на фиг. 1 и 2, на базовую плоскость устанавливают поочередно стержни 1 и шунты 3, изготавливая тем самым часть открытого сверху многооконного многостержневого магнитопровода. Каждый шунт 3 с расположенными по бокам стержнями 1 образует открытое сверху окно магнитопровода. Предварительно изготовленную гибкую обмотку 2 изгибают и укладывают в виде меандра сверху в окна части магнитопровода. После этого в окна магнитопровода устанавливают шунты 3, замыкающие соседние стержни 1 между собой. Далее магнитопровод стягивают и фиксируют лентой 4.

На фиг. 3 и 4 показана возможность изготовления предложенным способом намотки трансформатора. Отличие его от дросселя состоит в том, что в окна магнитопровода уложены две гибкие обмотки 2 и 5, изолированные дополнительно изолирующей прокладкой 6, получаемый при этом коэффициент трансформации K= W1/W2, где W1 и W2 соответственно число витков обмоток 2 и 5.

Таким образом, способ позволяет изготавливать различные электромагнитные устройства с многовитковыми многослойными обмотками в виде меандра и многооконными многостержневыми магнитопроводами.