CS232407B1 - Kombinovaná jádra z magneticky měkkých materiálů pro odruěovaci tlumivky - Google Patents

Abstract

Vynález spočívá v tom, že jádro odrušovací tlumivky je nevinuto ze dvou pásků, e to z pásku ze slitiny, obsahující 60 ež 80 * hmotnostních niklu, 1 až 6 % hmotnostních molybdenu, mědi nebo chrómu, a to bud jednotlivě nebo ve vzájemná kombinaci, β ,4 ež 39 % hmotnostních železe, na který je nevinut pásek z oceli, obsahující 0,05 ež 2 % hmotnostních uhlíku e 0,2 až 0,6 % hmotnostních manganu nebo hliníku, ve vzájemném hmotnostním poměru obou pásků 1:4 až 4:1, kompaktně tepelně zpracovaných. Pásek ze slitiny obsahující nikl se vyznačuje velkou permeebilitou v počáteční oblasti magnetování a tím dává odruěovaci tlumivce vhodná vlastnosti v oblasti malých pracovních proudů. Pásek z oceli dává odruěovaci tlumivce vhodná vlastnosti při velkých pracovních proudech, kdy část jádra, vytvořená z pásku ze slitiny niklu, je již přesycena. Takto vytvořená jádra vykazují rovnoměrnou indukčnost v celám rozsahu ničivých kmitočtů.

Description

TISCHER ZDENĚK Ing. CSc., PRAHA, SEIDL MILAN, VITOUL ZDENĚK, LETOVICE (54) Kombinovaná jádra z magneticky měkkých materiálů pro odruěovaci tlumivky

Vynález spočívá v tom, že jádro odrušovací tlumivky je nevinuto ze dvou pásků, e to z pásku ze slitiny, obsahující 60 ež 80 * hmotnostních niklu, 1 až 6 % hmotnostních molybdenu, mědi nebo chrómu, a to bud jednotlivě nebo ve vzájemná kombinaci, β ,4 ež 39 % hmotnostních železe, na který je nevinut pásek z oceli, obsahující 0,05 ež 2 % hmotnostních uhlíku e 0,2 až 0,6 % hmotnostních manganu nebo hliníku, ve vzájemném hmotnostním poměru obou pásků 1:4 až 4:1, kompaktně tepelně zpracovaných. Pásek ze slitiny obsahující nikl se vyznačuje velkou permeebilitou v počáteční oblasti magnetování a tím dává odruěovaci tlumivce vhodná vlastnosti v oblasti malých pracovních proudů. Pásek z oceli dává odruěovaci tlumivce vhodná vlastnosti při velkých pracovních proudech, kdy část jádra, vytvořená z pásku ze slitiny niklu, je již přesycena. Takto vytvořená jádra vykazují rovnoměrnou indukčnost v celám rozsahu ničivých kmitočtů.

Vynález se týká kombinovaných jader z magneticky měkkých materiálů, pro odruěovací tlumivky, používaných v odruěovecích filtrech, která zachycuji v éirokém kmitočtovém rozsahu ruživá signály, vycházející z polovodičových regulátorů a jiných zařízením používaných pro regulaci příkonu elektrického proudu pro elektrické spotřebiče apod.

Polovodičové regulátory a jiná zařízení, která ee .používají pro regulaci příkonu elektrického proudu, jsou při své činnosti zdrojem růžení, které ae spStné Síří do napájecí sítě. Přitom kmitočtový rozsah růžení je velmi žiroký, od kmitočtů řádu kilohertzů až do ngkolike desítek megahertzů.

K odruěenl ee vkládají do sítového přívodu téchto zařízení odruěovaól filtry, kterými protéká plný pracovní proud zařízení a které mají účinné zachytit ruživé signály v celém éirokém kmitočtovém rozsahu. Tyto filtry sestávají z vhodné zapojených kondensátorů a tlumivek. Hlavní a vysoce náročnou částí ja právé tlumivka, která mý vyhovovat řadé požadavků, z nichž nékteré jsou protichůdné.

Má mít dostatečnou indukčnost, aby spolehlivé zachytila i nízká ruéivé kmitočty, její impedance při sílovém kmitočtu musí být co nejmenéí, aby úbytek napájecího napétí byl maximálně 3 %, při plném pracovním proudu její indukčnost nesmí klesnout pod stanovenou mez, přičemž naopak musí být tak velká, aby zachytila i nejvyéií ruéivé kmitočty a musí vyhovovat 1 rozměrově, protože zvléětě pro regulátory intenzity osvětlení, musí mít dosažitelně minimální rozměry. Tyto vlastnosti odruěovscí tlumivky jsou dány jádrem tlumivky a jeho úpravou.

Používají se jádra z křemíkové oceli, která je nevinuta obvykle z pásku 0,35 mm.

Vzhledem k malé permeabilitě materiálu mají tato jádra velký průřez a tím i velkou hmotnost. Se vzrůstajícím kmitočtem a čtvercem tlouélky pásku véek efektivní permeabilita jádra prudce klesá, takže při vysokých kmitočtech je jádro neúčinné.

Dále se používej! jádra z feritové hmoty, která mají sice dobrou účinnost při vysokých kmitočtech, evěak v kmitočtové charakteristice se objevují netlumené nežádoucí rezonanční épičky. Mimoto Jsou značně závislá svými vlastnostmi na teplotě. Dojde-li k ohřevu jádra proudem, který prochází vinutím, dochází k poklesu permeability jádra a filtr ztrácí účinnost Rovněž pro velkých pracovních proudech je feritové jádro neúčinné vzhledem k malé indukci nasycení.

Též se používají jádra ze slitiny železa a niklu s obsahem 60 až 80 % hmotnostních niklu, případně s daléími příměsemi. Lze z ní snadno vyrábět pásky tlouélky až 0,03 mm, při které je horní mezní kmitočet posunut až do oblasti megahertzů. Ztráty v jádře vyrobeném z této slitiny jsou přiměřené, takže jsou účinně tlumeny nežádoucí rezonance. Jejich nevýhodou je, že magnetická indukce v nasycení je u této slitiny ccs 0,7 T, což je sice dvojnásobnou hodnotou proti feritovému jádru, přesto véek může při plném pracovním proudu dojít k přesycení jádra a ke ztrátě účinnosti, nepí-li dostatečně dimenzováno.

Uvedené nedostatky jsou odstraněny použitím kombinovaných jader z magneticky měkkých materiálů pro odruéovací tlumivky podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že jádro odruěovací tlumivky je navinuto ze dvou pásků, a to z pásku ze slitiny, která obsahuje 60 až 80 % hmotnostních niklu, 1 až 6 % hmotnostních molybdenu, mědi nebo chrómu, a to bud jednotlivě nebo ve vzájemné kombinaci, a 14 až 39 % hmotnostních železa a dále z pásku z oceli, která obsahuje 0,05 až 2 % hmotnostních uhlíku a v níž obsah manganu nebo hliníku činí 0,2 ež 0,6 % hmotnostních. Pásek ze slitiny niklu a železa a uvedenými příměsemi vykazuje totiž velkou permeabilitu v počáteční oblasti magnetování a určuje příznivě vlastnosti odruěovací tlumivky v oblasti malých pracovních proudů.

Pásek z oceli o uvedeném složení určuje vlastnosti tlumivky při velkých pracovních proudech, kdy část jádra ze slitiny železa a niklu o zmíněném složení je již ořesvcena. Hmotnostní poměr obou složek v jádru se určí empiricky tak, aby indukčnost tlumivky hýla v celém rozsahu pracovních proudů rovnoměrné a bude zpravidla 1:1, pro zvláštní požadavky se bude pohybovat v rozmezí 1:4 ež 4:1.

Výzkumem materiálu pro jádra tlumivek s optimálními vlastnostmi vyšlo najevo, že jádra takto složená kombinací dvou pásků z uvedených materiálů a jejichž použití pro jiná účely je jinak známo, vykazují zcela novou a dosud neznámou vlastnost a to rovnoměrnou indukčnost v celám rozsahu pracovních proudů polovodičových regulátorů a pdobných zařízení a v celám rozsahu rušivých kmitočtů a kterou nelze jinak dosáhnout a která je přitom rozhodující pro kvalitu a účinnost odrušovecí tlumivky.

Toto kombinovaná jádro se vyrobí tak, že nejdříve se nevine na trn pásek ze slitiny, obsahující nikl a železo, β příměsemi ve shora uvedeném složení a přímo na nšj potom pásek z oceli, obsahující 0,05 až 2 % hmotnostních uhlíku a 0,2 až 0,6 % hmotnostních

I manganu nebo hliníku. Takto navinutá jádro se tepelně zpracuje podle technologického předpisu normy pro slitinu železa a nikl s příměsemi podle shore uvedeného.

J j OdruSovací tlumivka s kombinovaným jádrem z uvedených magneticky měkkých materiálů proti materiálům dosud používaným vykazuje rovnoměrnosti indukčnosti v celám rozsahu pracovních proudů polovodičových regulátorů a podobných zařízení, e to v celém rozsahu rušivých kmitočtů.

Použití těchto materiálů umožňuje snadnou výrobu pásků tlouělky 0,03 mm a tím dosažení horního mezního kmitočtu v oblasti desítek megaherzů. Mimoto dochází k úspoře niklová slitiny částečnou náhradou páskem z oceli a konečné tepelné zpracování obou složek jádra je shodné,.takže je možno jádra vyrábět v kompaktním stavu. Finální výrobek umožňuje výraznou úsporu elektrické energie.

Příklad

Z pásku o rozměru 0,1.10 mm ze slitiny dle ČSN 42 3483 o obsahu 76 % Ni, 5 % Cu a 2 % Cr, zbytek Fe e z oceli dle ČSN 41 2014 o obsahu příměsí 0,05 % C, 0,4 % Mn a 0,4 % AI bylo vyrobeno kombinovaná jádro tak, že na trn á 32 mm byl spirálově navinut pásek ze slitiny dle ČSN 42 3483, povrchově izolovaný tenkou vrstvou kysličníku hořečnatého, které žabraňuje svaření materiálu při konečném tepelném zpracování. Bylo nevinuto 18 závitů do vrstvy o tlouětce 2 mm. Ne konec tohoto pásku byl bodově přivařen pásek z oceli dle ČSN 41 2014 a navinut rovněž v 18 závitech, takže vnější průměr toroidu byl 40 mm.

Pásek z oceli byl koncem bodová přivařen k poslednímu závitu. Nevinutý kompaktní toroid byl tepelná zpracován ve vodíkové atmosféře při teplotě 1 050 °C dle technologického předpisu ČSN 42 3483. Takto vyrobený toroid byl použit jako jádro odruěovací tlumivky pro tyrletorový regulátor osvětlení (stmívač) s plynulou regulací příkonu v rozmezí 20 až 200 W.

t Filtr vybavený touto tlumivkou potlačil rušení v celém rozsahu regulovaných výkonů na mez podle ČSN 34 2850. Měření bylo provedeno v kmitočtovém rozsahu 10 kilohertzů až 30 megahertzů e v Žádné oblasti nepřekročil výstupní rušivý signál hodnoty předepsaná normou ČSN 34 2850 pro druhý stupán odrušení (pro obydlená oblasti).

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   Kombinovaná jádra z magneticky měkkých materiálů pro odruěovací tlumivky· vyznačená tím, že jsou vytvořena z pásku slitiny, obsahující 60 až 80 % hmotnostních niklu, 1 až 6 % hmotnostních molybdenu, mědi nebo ohromu, s to buň jednotlivě nebo ve vzájemná kombinaci, a 14 až 39 % hmotnostních železa, na který je navinut pásek z oceli, obsahující 0,05 až 2 % hmotnostních uhlíku a 0,2 až 0,6 hmtnostních manganu nebo hliníku, ve vzájemném hmotnostním poměru obou pásků 1:4 až 4:1, kompaktně tepelně zpracovaných.

   r.

   Severografia, n. p., MOST