KR100490326B1 - High current pulse inductor assembly having low external field - Google Patents
High current pulse inductor assembly having low external field Download PDFInfo
- Publication number
- KR100490326B1 KR100490326B1 KR10-2003-0069050A KR20030069050A KR100490326B1 KR 100490326 B1 KR100490326 B1 KR 100490326B1 KR 20030069050 A KR20030069050 A KR 20030069050A KR 100490326 B1 KR100490326 B1 KR 100490326B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- inductors
- inductor
- jelly roll
- terminal
- current pulse
- Prior art date
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F19/00—Fixed transformers or mutual inductances of the signal type
- H01F19/04—Transformers or mutual inductances suitable for handling frequencies considerably beyond the audio range
- H01F19/08—Transformers having magnetic bias, e.g. for handling pulses
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
- H01F27/28—Coils; Windings; Conductive connections
- H01F27/29—Terminals; Tapping arrangements for signal inductances
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Coils Or Transformers For Communication (AREA)
Abstract
본 발명의 대전류 펄스 인덕터는, 제1 단자 및 제2 단자를 각각 가지며, 각각에 의하여 발생되는 자기력선이 서로 중첩되어 전체적으로 토로이드(toroid) 형의 폐루프 자기력선 구조를 형성하도록, 중심으로부터 방사상의 위치에 각각 배치되는 복수 개의 젤리롤형 인덕터; 각각의 젤리롤형 인덕터들의 제1 단자들을 서로 연결하며, 외부 회로와의 한 접속 단자를 제공하는 제1 연결부; 및 각각의 젤리롤형 인덕터들의 제2 단자들을 서로 연결하며, 외부 회로와의 다른 한 접속 단자를 제공하는 제2 연결부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 여기서, 각 젤리롤형 인덕터는 띠 형상의 도체를 나선형으로 감아 원통 형상을 이루도록 형성되는 것이며, 각 젤리롤형 인덕터를 전체적으로 토로이드(toroid)형의 자기장을 생성하도록 배치함으로써, 외부자장의 누설을 최소화 할 수 있게 된다. 또한, 본 발명에 의해, 전자기력에 대한 기계적 강도가 우수할 뿐만 아니라 대전류에 의한 열적 스트레스에 강한 대전류 펄스 인덕터를 얻을 수 있을 뿐만 아니라, 각 젤리롤형 인덕터를 소형으로 제작함으로써 제작이 용이하고 제작원가를 절감할 수 있다. The high current pulse inductor of this invention has a 1st terminal and a 2nd terminal, respectively, and the radial position from a center so that the magnetic force lines | wires generate | occur | produce by each overlap each other and form the toroid-type closed-loop magnetic field structure of the whole. A plurality of jelly roll-type inductors respectively disposed in the; A first connection portion connecting the first terminals of each jellyroll type inductor to each other and providing a connection terminal with an external circuit; And a second connection portion connecting the second terminals of each jellyroll type inductor to each other and providing another connection terminal with an external circuit. Here, each jelly roll-type inductor is formed to form a cylindrical shape by winding a band-shaped conductor in a spiral shape, and each jelly roll-type inductor is disposed to generate a toroidal magnetic field as a whole, thereby minimizing leakage of external magnetic fields. It becomes possible. In addition, according to the present invention, not only the mechanical strength against the electromagnetic force is excellent, but also a large current pulse inductor resistant to thermal stress caused by a large current can be obtained. Can be saved.
Description
본 발명은 대전류 펄스 인덕터 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 복수 개의 젤리롤(jelly roll)형 인덕터를 토로이드(toroid) 상으로 배치하고 각각 병렬 연결함으로써, 전자기력에 대한 강한 기계적 강도를 갖고, 외부자장의 누설을 최소화할 수 있는 장점을 가지며, 제작이 용이하고 제조 단가를 낮추는 것이 가능한 새로운 조합형의 대전류 펄스 인덕터 및 그 제조방법을 제공하기 위한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a large current pulse inductor and a method of manufacturing the same, and more particularly, by arranging a plurality of jelly roll type inductors on a toroid and connecting them in parallel, respectively, a strong mechanical strength against electromagnetic force. In order to provide a new combination type high current pulse inductor and a method of manufacturing the same, which has an advantage of minimizing leakage of an external magnetic field, and which is easy to manufacture and lowers manufacturing cost.
인덕터는 일반적으로 자성재료 또는 절연체로 제작된 코어에 권선을 권취시키거나 아니면 공심형으로 권선만을 권취시켜 형성한 구조를 갖는 전자기 소자로서, 고에너지 전자기 펄스 발생 장치의 주요 부품으로 사용된다. 이외에도 인덕터는 전자석에 사용되거나, 교류전류를 저지하거나, 캐패시터와 함께 공진회로를 형성하거나, 2권선간의 인덕턴스를 이용하여 트랜스로 사용할 수도 있다. 인덕터를 전자석으로 사용하는 경우는 솔레노이드나 릴레이를 예로 들 수 있고, 인덕터를 교류 전류를 저지하는 쵸크코일로 사용하는 경우는 RFC나 라인필터 등이 있으며, 인덕터를 공진회로로 사용하는 경우는 동조회로와 밴드 패스필터에서 찾아볼 수 있다. Inductors are generally electromagnetic elements having a structure formed by winding a winding on a core made of a magnetic material or an insulator, or by winding only a winding in an air core type, and are used as a main component of a high energy electromagnetic pulse generator. In addition, the inductor may be used for an electromagnet, to block an alternating current, to form a resonant circuit with a capacitor, or to use a transformer using inductance between two windings. For example, a solenoid or a relay may be used for an inductor as an electromagnet, and an RFC or line filter may be used for a choke coil that blocks an alternating current, and a tuning circuit may be used if a inductor is used as a resonant circuit. And in the band pass filter.
한편, 인덕터가 펄스전원에 사용되는 경우, 펄스전원의 형태에 따라서 그 기능이 다소 상이하여, 유도형 펄스전원에서는 주 에너지 축적소자로 사용되며, 용량형 펄스전원에서는 적절한 파형을 얻기 위하여 사용된다.On the other hand, when an inductor is used for a pulse power supply, its function is somewhat different depending on the type of the pulse power supply. The inductor is used as a main energy accumulating element in the inductive pulse power supply, and used to obtain an appropriate waveform in the capacitive pulse power supply.
이러한 인덕터를 수십에서 수백 kA에 이르는 대전류 펄스회로에 사용할 경우, 엄청난 전자기력에 대해 견딜 수 있도록 기계적 강도가 우수해야 하고, 대전류에 의한 열적 스트레스를 견딜 수 있어야 하며, 외부로의 자장의 누설에 의하여 다른 기기 또는 부품과 상호 간섭하여 오동작 등 문제점이 발생하는 일을 방지할 수 있도록 설계 및 제작되어야 한다.When these inductors are used in high current pulse circuits ranging from tens to hundreds of kA, they must have good mechanical strength to withstand tremendous electromagnetic forces, be able to withstand thermal stresses caused by large currents, and It shall be designed and manufactured to prevent problems such as malfunction due to mutual interference with equipment or components.
그런데, 종래의 대전류 펄스회로에 사용되는 인덕터로는, 주로 솔레노이드형이 대부분이었으며, 각각으로부터의 외부 자장에 의한 상호 간섭을 감소시키기 위해 인덕터간의 간격을 충분히 이격시켜 배치하여야 했으며, 그에 따라 장치가 대형화되어야 하는 문제점이 발생하였다. 이러한 솔레노이드형 인덕터는 인덕턴스 값의 설계치와 제작 후의 실측치가 잘 일치하여 설계와 제작이 쉽고 제작비도 적게 든다는 점에서 널리 사용되고 있다. 그러나, 전자기력에 약하여 손상을 입기 쉽고, 외부 자장이 크다는 단점이 있어 대전류 펄스회로에 사용하기에는 많은 문제점을 갖고 있다. By the way, the inductors used in the conventional large current pulse circuit, mostly solenoid type, had to be spaced apart enough between the inductors in order to reduce the mutual interference by the external magnetic field from each, and thus the device is large There was a problem that should be. Such solenoid type inductors are widely used because they are easy to design and manufacture and have low manufacturing costs because the inductance values match well with the measured values after fabrication. However, there is a disadvantage in that it is easy to be damaged by the weak electromagnetic force and has a large external magnetic field, so that it has many problems for use in a large current pulse circuit.
한편, 솔레노이드형의 단점인 외부 자장 문제를 해결하기 위해, 여러 가지 설계의 인덕터가 제안되었다. 그 중 토로이드(toroid)형(도우넛 형)이 검토되었으나, 제작 단가가 너무 높아 적용이 어렵다는 단점이 있다. 또한, 솔레노이드 형 인덕터의 외부를 금속으로 차폐하는 방법이 시도되었고, 이 방법에 의해 인덕터의 중심축 바로 표면에서 외부자장을 100배 이상 줄일 수 있음이 보고된 바 있다. 이 방법을 사용하여 제조된 인덕터는 그 에너지 밀도도 9.5J/cc 정도로 얻어져, 매우 컴팩트한 설계로써 기계적 강도와 외부자장의 문제를 동시에 해결한 우수한 방법으로 평가되기는 하나, 제작비가 많이 소모될 뿐만 아니라 설계가 어려워 실제 적용이 곤란하다는 문제가 있다. On the other hand, in order to solve the external magnetic field problem, which is a disadvantage of the solenoid type, inductors of various designs have been proposed. Among them, a toroid type (doughnut type) has been examined, but the manufacturing cost is too high, it is difficult to apply. In addition, a method of shielding the outside of the solenoid type inductor with a metal has been attempted, and it has been reported that the external magnetic field can be reduced by more than 100 times at the surface of the center axis of the inductor. The inductor manufactured using this method has an energy density of about 9.5 J / cc, which is a very compact design, which is evaluated as an excellent method that simultaneously solves the problems of mechanical strength and external magnetic field, but it is expensive to manufacture. However, there is a problem in that the design is difficult and practical application is difficult.
한편, 독일의 TZN사에서는 팬케이크형(pancake) 코일 형태를 채용하고 이를 폴리아미드 절연 상자에 담아 기계적 강도를 높이고, 이러한 인덕터 각각을 상호 수직으로 배치하여 외부 자장에 의한 상호 간섭을 줄이도록 설계하였다. 그러나 이 방법 역시 기계적 강도는 해결하였으나 인덕터의 외부 자장 문제를 근본적으로 해결하지는 못하였다.Meanwhile, TZN Co., Ltd. adopted a pancake coil shape and put it in a polyamide insulation box to increase mechanical strength and place each of these inductors vertically to reduce mutual interference by external magnetic fields. However, this method also solved the mechanical strength but did not fundamentally solve the external magnetic field problem of the inductor.
일반적으로 대전류 펄스회로에 사용되는 인덕터는 엄청난 전자기력을 받기 때문에 전자기력에 잘 견디도록 하고, 펄스 전류의 표피 효과를 고려하여 넓고 얇은 도체를 사용하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 종래에는 주로 젤리롤(jelly roll)형 인덕터를 주로 사용하여 왔으나, 젤리롤형 인덕터는 권선과 쇄교하는 자기장이 인덕터 외부에까지 영향을 미친다. 즉, 젤리롤형 인덕터는 솔레노이드 타입에 비하여 우수한 기계적 강도를 갖지만, 솔레노이드 타입과 마찬가지로 외부자장의 누설이 커서 근처에 있는 회로소자나 측정 시스템 및 제어 시스템 등에 큰 전자기 노이즈로 작용하여 장치를 오동작시킬 우려가 크다는 단점이 있다.In general, the inductor used in the high current pulse circuit receives tremendous electromagnetic force, so it is preferable to use the thin and thin conductor in consideration of the skin effect of the pulse current. Accordingly, in the related art, a jelly roll type inductor has been mainly used. However, in a jelly roll type inductor, a magnetic field that links with a winding affects the outside of the inductor. In other words, the jelly roll type inductor has superior mechanical strength compared to the solenoid type, but like the solenoid type, the leakage of external magnetic field is large, and it acts as a large electromagnetic noise such as a circuit element, a measuring system, and a control system nearby, which may cause the device to malfunction. It has a big disadvantage.
이러한 외부자장의 누설을 최소화시키는 구조로는 토로이드(toroid)형 인덕터를 들 수 있으나, 토로이드형 인덕터는 토로이드형의 절연구조체에 권선을 솔레노이드 형태로 감아 제작하므로, 절연구조체를 제작하기 위한 제작비용이 많이 들며, 솔레노이드 형태로 권선을 권취시킴에 따라 솔레노이드와 마찬가지로 전자기력에 대한 기계적 강도가 취약하다는 단점이 있다. A structure that minimizes leakage of external magnetic fields may be a toroidal inductor, but a toroidal inductor may be manufactured by winding a winding in a toroidal insulated structure in the form of a solenoid, thereby manufacturing an insulated structure. The manufacturing cost is high, and as the winding is wound in the form of a solenoid, like the solenoid, the mechanical strength against electromagnetic force is weak.
이에 따라, 대전류 펄스 회로에 적용하기 위하여, 전자기력에 대한 기계적 강도가 우수하고, 외부자장의 누설이 작으며, 제작 원가도 저렴한 인덕터의 개발이 필요하다.Accordingly, in order to apply to a large current pulse circuit, it is necessary to develop an inductor having excellent mechanical strength against electromagnetic force, small leakage of external magnetic field, and low manufacturing cost.
이러한 문제를 해결하기 위한 본 발명은, 복수의 젤리롤형 인덕터를 방사상으로 배치하고, 각 인덕터를 병렬연결함으로써, 전자기력에 대한 높은 강도를 가지면서도, 각 젤리롤형 인덕터를 토로이드형으로 배치하여 폐루프 형의 자장을 발생시켜, 외부로의 자장 누설을 최소화할 수 있고, 제작 단가도 저렴한 새로운 조합형 대전류 펄스 인덕터 및 그 제조 방법을 제공하기 위한 것이다. In order to solve this problem, the present invention provides a closed loop in which a plurality of jelly roll inductors are disposed radially and each inductor is connected in parallel to each jelly roll inductor in a toroidal shape while having high strength against electromagnetic force. It is to provide a new combination type large current pulse inductor and a method of manufacturing the same, which can generate a magnetic field of the type, minimize the leakage of the magnetic field to the outside, and are inexpensive to manufacture.
위와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 한 측면에 의한 대전류 펄스 인덕터는: 제1 단자 및 제2 단자를 각각 가지며, 각각에 의하여 발생되는 자기력선이 서로 중첩되어 전체적으로 토로이드(toroid) 형의 폐루프 자기력선 구조를 형성하도록, 중심으로부터 방사상의 위치에 각각 배치되는 복수 개의 젤리롤형 인덕터; 상기 각각의 젤리롤형 인덕터들의 제1 단자들을 서로 연결하며, 외부 회로와의 한 접속 단자를 제공하는 제1 연결부; 및 상기 각각의 젤리롤형 인덕터들의 제2 단자들을 서로 연결하며, 외부 회로와의 다른 한 접속 단자를 제공하는 제2 연결부를 포함한다.A high current pulse inductor according to an aspect of the present invention for achieving the above object: has a first terminal and a second terminal, each of the magnetic force lines generated by each overlapping each other toroidal (toroid) closed loop A plurality of jellyroll-type inductors each disposed at a radial position from the center to form a magnetic force line structure; A first connection part connecting the first terminals of each of the jelly roll inductors to each other and providing a connection terminal with an external circuit; And a second connection portion connecting the second terminals of the respective jellyroll inductors to each other and providing another connection terminal with an external circuit.
바람직하게는, 상기 복수 개의 젤리롤형 인덕터는 상기 제1 연결부 및 제2 연결부에 의해, 서로 병렬 접속되며, 상기 복수 개의 젤리롤형 인덕터 중 어느 한 인덕터에서의 자기력선이 발산되는 면이 인접한 다른 인덕터에서의 자기력선이 수렴하는 면을 향하도록 배치되어, 상기 복수 개의 인덕터 전체에 의하여 형성된 자기력선이 토로이드 형의 폐루프를 이루도록 한 것을 특징으로 한다.Preferably, the plurality of jelly roll inductors are connected in parallel to each other by the first and second connecting portions, and the other inductor adjacent to a surface from which magnetic force lines are diverged from one of the plurality of jelly roll inductors is disposed. The magnetic force lines are arranged to face the converging surface, so that the magnetic force lines formed by the plurality of inductors form a toroidal closed loop.
바람직하게는, 상기 각 젤리롤형 인덕터는 절연된 띠 형상의 도체를 나선형으로 감아 원통형(cylinder)을 이루도록 형성되며, 상기 각 젤리롤형 인덕터는 상기 원통형에 있어서의 원통면(cylindrical surface)의 한 측이 하부를 향하도록 세워져 배치되며, 그 원통 상면(top surface)이 이웃하는 인덕터의 원통 하면(bottom surface)을 바라 보도록 배치되는 것을 특징으로 한다.Preferably, each of the jelly roll inductors is formed to spirally wound an insulated strip-shaped conductor to form a cylinder, and each of the jelly roll inductors has one side of a cylindrical surface in the cylinder. It is arranged to face down, and the cylindrical top surface is arranged so as to face the bottom surface of the neighboring inductor.
바람직하게는, 상기 제1 연결부는 상기 복수 개의 젤리롤형 인덕터의 상기 제1 단자들을 서로 전기적 접속하기 위한 복수 개의 도체 바아 및 연결 수단을 포함하며, 상기 제2 연결부는 상기 복수 개의 젤리롤형 인덕터의 상기 제2 단자들을 서로 전기적 접속하기 위한 복수 개의 도체 바아 및 연결 수단을 포함하는 것일 수 있다.Preferably, the first connection portion includes a plurality of conductor bars and connecting means for electrically connecting the first terminals of the plurality of jelly roll inductors to each other, and the second connection portion includes the plurality of jelly roll inductors. It may comprise a plurality of conductor bars and connecting means for electrically connecting the second terminals to each other.
본 발명의 다른 한 측면에 의한 대전류 펄스 인덕터의 제조 방법은: 제1 단자 및 제2 단자를 각각 가지는 복수 개의 젤리롤형 인덕터를, 그 각각에 의하여 발생되는 자기력선이 서로 중첩되어 전체적으로 토로이드(toroid) 형의 자기력선 구조를 형성하도록, 각각 중심으로부터 방사상의 위치에 배치하는 단계; 상기 각각의 젤리롤형 인덕터들의 제1 단자들을 서로 연결하며, 외부 회로와의 한 접속 단자의 역할을 하는 제1 연결부를 접속하는 단계; 및 상기 각각의 젤리롤형 인덕터들의 제2 단자들을 서로 연결하며, 외부 회로와의 다른 한 접속 단자의 역할을 하는 제2 연결부를 접속하는 단계를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a high current pulse inductor comprising: a plurality of jellyroll inductors each having a first terminal and a second terminal, and magnetic force lines generated by the respective overlapping toroids Placing each in radial positions from the center to form a magnetic field structure of the type; Connecting first terminals of each of the jellyroll inductors to each other, and connecting a first connection part serving as a connection terminal with an external circuit; And connecting the second terminals of the respective jellyroll type inductors to each other, and connecting a second connection part serving as another connection terminal with an external circuit.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail with respect to the present invention.
도 1은 본 발명의 한 바람직한 실시예에 따른 조합형 대전류 펄스 인덕터의 사시도이고, 도 2는 도 1의 조합형 대전류 펄스 인덕터의 평면도이며, 도 3은 본 조합형 대전류 펄스 인덕터를 구성하는 젤리롤형 인덕터의 사시도이다. 이러한 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 조합형 대전류 펄스 인덕터(1)는, 방사상으로 배치된 복수 개의 젤리롤형 인덕터(10)에 의해 구성된다. 각 젤리롤형 인덕터(10)는, 도 3과 같이 일측으로 긴 띠(band)형상으로 형성된 절연된 얇은 판상의 도체를 나선형으로 복수 회 감아서 형성되며, 이에 따라, 젤리롤형 인덕터(10)의 권취된 도체판부(11)는 원통면(cylindrical surface)과 상, 하면을 갖는 원통(cylinder) 형상이 된다. 젤리롤형 인덕터(10)는 권취된 도체판부(11)를 구성하는 띠 형상의 판상 도체의 폭만큼의 두께를 갖게 된다. 이러한 젤리롤형 인덕터(10)에는 고정 및 권취된 도체판부(11)의 보호를 위하여 원형 고리상으로 형성된 인덕터커버(15)가 장착될 수 있다. 인덕터커버(15)의 양단은 각각 상호 대향되는 방향으로 절곡되어 결합플랜지(16)를 형성하며, 각 결합플랜지(16)에는 안착면과의 나사 결합을 위한 나사체결공(17)이 각각 관통 형성될 수 있다. 1 is a perspective view of a combined large current pulse inductor according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a plan view of the combined large current pulse inductor of Figure 1, Figure 3 is a perspective view of a jelly roll inductor constituting the combined large current pulse inductor to be. As shown in FIGS. 1 to 3, the present combination type high current pulse inductor 1 is constituted by a plurality of radially arranged jelly roll inductors 10. Each jelly roll inductor 10 is formed by winding a plurality of insulated thin plate-like conductors formed in a long band shape to one side in a spiral manner as shown in FIG. 3, and thus winding the jelly roll inductor 10. The conductive plate portion 11 is formed into a cylindrical shape having a cylindrical surface and an upper and lower surface. The jelly roll type inductor 10 has a thickness equal to the width of a strip-shaped plate-shaped conductor constituting the wound conductor plate portion 11. The jelly roll type inductor 10 may be equipped with an inductor cover 15 formed in a circular ring shape to protect the fixed and wound conductor plate part 11. Both ends of the inductor cover 15 are bent in opposite directions to each other to form a coupling flange 16, and each coupling flange 16 is formed with a screw fastening hole 17 for screwing into a seating surface, respectively. Can be.
이러한 젤리롤형 인덕터(10)에는 외부 회로와의 접속을 위한 제1단자(12) 및 제2단자(27)가 형성되어 있으며, 제1단자(12)는 젤리롤형 인덕터(10)를 형성하는 권취된 도체판부(11)의 일측 단부인 나선의 중심으로부터 외측으로 연장되어 형성되고, 제2단자(27)는 권취된 도체판부(11)의 타측 단부로부터 연장되어 상기 제1 단자와 반대쪽으로 돌출되어 있다. 여기서, 제1단자(12)는 나선의 중심으로부터 연장됨에 따라 안착면으로부터 소정의 거리만큼 이격된 위치에 형성되며, 제1단자(12)에는 접속을 보조하기 위한 단자핀(14) 등 기타 부품이 제1단자(12)를 관통하여 설치될 수도 있다. The jelly roll inductor 10 is formed with a first terminal 12 and a second terminal 27 for connection with an external circuit, and the first terminal 12 is wound to form a jelly roll inductor 10. Is formed to extend outward from the center of the spiral, which is one end of the conductive plate portion 11, and the second terminal 27 extends from the other end of the wound conductor plate portion 11 to protrude to the opposite side of the first terminal. have. Here, the first terminal 12 is formed at a position spaced apart from the seating surface by a predetermined distance as it extends from the center of the spiral, the other terminal, such as a terminal pin 14 to assist the connection to the first terminal 12 It may be provided through the first terminal 12.
도 1 및 도 2를 참조하면, 이러한 구성의 각 젤리롤형 인덕터(10)는, 조립되었을 때, 제1단자(12)는 원주방향을 따라 동일 선상에 위치하고, 제2단자(27)는 각 젤리롤형 인덕터(10)에 의해 형성되는 토로이드의 중심에 위치하도록 방사상으로 배치된다. 이 때, 각 젤리롤형 인덕터(10)의 결합플랜지(16)는 바닥의 안착면에 나사 또는 용접 등 기타 고정 방법에 의해 고정된다. 각 젤리롤형 인덕터(10)의 상단부에는 이웃하는 젤리롤형 인덕터(10)의 제2 단자를 상호 연결하는 전극바아(20)가 결합되어 있으며, 전극바아(20)는 외부 회로와 조합형 대전류 펄스 인덕터(1)의 연결을 위한 전극으로 사용 가능하고, 도체로 형성된다. 각 전극바아(20)는 젤리롤형 인덕터(10)의 수와 동일하게 마련되어 있으며, 각 전극바아(20)의 양단에는 각 젤리롤형 인덕터(10)의 제2 단자(27)와의 연결과 이웃하는 전극바아(20)와의 결합을 위한 나사가 체결되는 나사공(21)이 형성되어 있다. 이러한 구성은 다른 변형이 얼마든지 가능한데, 복수개의 전극바아(20)를 서로 결합하지 않고 일체형으로 제작하거나 기타 다른 변형이 가능하다. 실시예의 전극바아(20)는 이웃하는 전극바아(20)와 상호 고정되어, 도 2와 같이 상면에서 볼 때 링(ring) 구조를 형성하며, 각 전극바아(20)는 제2단자(27)와 전기적으로 연결되어 있다. 이에 따라, 전극바아(20)에 접속하면, 각 젤리롤형 인덕터(10)의 제2단자(27)에 접속되고, 각각의 젤리롤형 인덕터(10)는 병렬 연결된 구조가 된다. 1 and 2, when assembled, each jelly roll-type inductor 10 has the first terminal 12 located on the same line along the circumferential direction when assembled, and the second terminal 27 each jelly. It is disposed radially so as to be located at the center of the toroid formed by the rolled inductor 10. At this time, the coupling flange 16 of each jelly roll-type inductor 10 is fixed to the seating surface of the bottom by other fixing methods such as screws or welding. The upper end of each jelly roll inductor 10 is coupled to the electrode bar 20 for interconnecting the second terminal of the neighboring jelly roll inductor 10, the electrode bar 20 is combined with an external circuit and a large current pulse inductor ( It can be used as an electrode for the connection of 1) and is formed of a conductor. Each electrode bar 20 is provided with the same number of jelly roll inductors 10, and electrodes adjacent to the second terminal 27 of each jelly roll inductor 10 are adjacent to both ends of each electrode bar 20. A screw hole 21 to which a screw for coupling with the bar 20 is fastened is formed. This configuration can be any number of other modifications, a plurality of electrode bars 20 can be made integrally without coupling to each other or other modifications are possible. The electrode bar 20 of the embodiment is mutually fixed with the neighboring electrode bar 20 to form a ring structure when viewed from the top, as shown in Figure 2, each electrode bar 20 is a second terminal 27 Is electrically connected to the Accordingly, when connected to the electrode bar 20, it is connected to the second terminal 27 of each jelly roll inductor 10, each jelly roll inductor 10 has a structure connected in parallel.
한편, 각 젤리롤형 인덕터(10)의 제1단자(12)는 원판상의 전극판(25)에 의해 상호 연결된다. 전극판(25)에는 제1단자(12)의 수만큼 체결공(26)이 형성되어 있고, 각 제1단자(12)에는 도시되지 않은 관통공이 형성되어 있으므로, 전극판(25)의 각 체결공(26)과 각 제1단자(12)를 나사결합시켜 각 젤리롤형 인덕터(10)의 제1단자(12)가 모두 전극판(25)에 전기적으로 연결되도록 한다. 또한, 전극판(25)은 외부 회로와의 접속을 위한 단자로 활용될 수 있다. 이와 같이, 각 젤리롤형 인덕터(10)의 제2단자(27)들은 전극바아(20)에 연결되고, 제1단자(12)들은 전극판(25)에 연결됨에 따라, 외부 접속 라인을 일일이 각 단자에 연결하지 아니하고, 전극바아(20)와 전극판(25)에만 연결하면 되므로, 설치작업이 간편하여지고, 젤리롤형 인덕터(10)의 결합을 보조하여 조합형 대전류 펄스 인덕터(1) 전체의 기계적 강도도 보강할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.On the other hand, the first terminal 12 of each jelly roll type inductor 10 is connected to each other by the electrode plate 25 of the disc. As many fastening holes 26 are formed in the electrode plate 25 as the number of the first terminals 12, and through holes not shown are formed in each of the first terminals 12, so that each fastening of the electrode plates 25 is performed. The holes 26 and the first terminals 12 are screwed so that all of the first terminals 12 of each jelly roll inductor 10 are electrically connected to the electrode plate 25. In addition, the electrode plate 25 may be utilized as a terminal for connection with an external circuit. As such, the second terminals 27 of the jelly roll-type inductors 10 are connected to the electrode bars 20, and the first terminals 12 are connected to the electrode plates 25. Since only the electrode bar 20 and the electrode plate 25 need not be connected to the terminal, the installation work is simplified, and the mechanical of the entire combination type high current pulse inductor 1 is assisted by assisting the coupling of the jelly roll inductor 10. The strength can also be reinforced.
이와 같이, 용량이 작은 복수의 젤리롤형 인덕터(10)를 병렬로 연결하여 조합형 대전류 펄스 인덕터(1)를 제작함에 따라, 각 인덕터(10)에 흐르는 전류가 1/n로 분산되며, 그에 따라 코일이 받는 전자기력은 1/n2 로 감소된다. 또한, 인덕터 조립체(1)를 제작하여 실제로 측정해보면, 각 젤리롤형 인덕터(10)를 방사상으로 배치하여 자기장이 폐회로를 구성하도록 함에 따라, 단순히 병렬로 연결한 경우의 인덕턴스 값인 (각 젤리롤형 인덕터의 인덕턴스)/n 이 아니라, 이 값보다는 더 큰 인덕턴스 값을 가지게 된다. 이러한 조합형 대전류 펄스 인덕터(1) 전체의 실제적인 인덕턴스 값은 계산으로는 구하기 어려우므로 계측기로 실측하는 것이 가장 정확하다.As described above, as the plurality of jelly roll-type inductors 10 having a small capacity are connected in parallel to manufacture the combination type large current pulse inductor 1, the current flowing in each inductor 10 is distributed to 1 / n, and thus the coil This received electromagnetic force is reduced to 1 / n 2 . In addition, when the inductor assembly 1 is fabricated and actually measured, each jelly roll inductor 10 is radially disposed so that the magnetic field forms a closed circuit. Not inductance) / n, but a larger inductance value than this value. Since the actual inductance value of the combined high current pulse inductor 1 as a whole is difficult to calculate, it is most accurate to measure it with a measuring instrument.
이하에서는 상기 실시예에 따라 구체적으로 조합형 대전류 펄스 인덕터(1)를 제작하여 실험한 과정과 실제 측정에 의해 나타난 사양을 예시한다. 도 4에서는 실제 제작된 구현예의 사진을 도시한다. 본 구현예에서는 22kV, 45kA의 젤리롤형 인덕터(10) 6개를 상술한 바와 같이, 방사상으로 배치한다. 본 구현예에서 사용한 젤리롤형 인덕터(10)는 폭이 50mm이고 두께가 0.2t인 띠형의 동판을 나선형으로 62회(turn) 권취시켜 제작하였으며, 각 젤리롤형 인덕터(10)의 인덕턴스는 207.4 내지 210.3μH의 측정치(2kHz 기준)를 갖는다. 이렇게 제작된 각 젤리롤형 인덕터(10)의 제2단자(27)는 전극바아(20)에 연결하고, 제1단자(12)는 전극판(25)에 연결하여 각 젤리롤형 인덕터(10)를 병렬연결한다. 각 젤리롤형 인덕터(10)가 병렬 연결됨에 따라 각 젤리롤형 인덕터(10)에서 발생하는 자기장은 각 젤리롤형 인덕터(10)의 배치방향인 원주방향을 따라 상호 중첩되어 거의 폐루프형의 자기장을 형성한다. Hereinafter, the specifications shown by the process and the actual measurement of the combined high current pulse inductor 1 and the experiment in detail according to the above embodiment are exemplified. 4 shows a photograph of the actual fabricated embodiment. In this embodiment, six jellyroll inductors 10 of 22 kV and 45 kA are disposed radially as described above. The jelly roll inductor 10 used in the present embodiment was fabricated by spirally winding a strip-shaped copper plate having a width of 50 mm and a thickness of 0.2 ton 62 turns, and the inductance of each jelly roll inductor 10 was 207.4 to 210.3. have a measurement of μH (at 2 kHz). The second terminal 27 of each jelly roll inductor 10 manufactured as described above is connected to the electrode bar 20, and the first terminal 12 is connected to the electrode plate 25 to connect each jelly roll inductor 10. Connect in parallel. As the jelly roll inductors 10 are connected in parallel, the magnetic fields generated in each jelly roll inductor 10 overlap each other along the circumferential direction, which is the arrangement direction of each jelly roll inductor 10, to form a nearly closed loop magnetic field. do.
이러한 조합형 대전류 펄스 인덕터(1)에서 각 젤리롤형 인덕터(10)의 인덕턴스는 평균 209μH이며, 만약, 각 젤리롤형 인덕터(10)를 단순히 병렬로 연결하였다면, 병렬 연결시의 인덕턴스는 1/L=1/L1 + 1/L2 + 1/L3 + 1/L4 …이므로, 인덕턴스는 35μH가 된다. 그러나, 본 조합형 대전류 펄스 인덕터(1)에서는 실제로 측정하였을 때, 전체 인덕턴스의 값은 40μH가 얻어졌으며, 이는 단순 병렬시에 얻어지는 인덕턴스 계산값인 35μH 보다 크다. 이렇게 단순 병렬시와 토로이드 형으로 배치시에 인덕턴스 값이 상이한 이유는, 단순 병렬연결시에는 각 젤리롤형 인덕터(10)의 자기장이 상호 간섭이 거의 없지만, 실시예와 같이 자장이 토로이드형을 이루도록 배치할 경우에는 각 젤리롤형 인덕터(10)의 자기장이 이웃하는 젤리롤형 인덕터(10)의 자기장과 중첩되어 서로 간섭하기 때문이다.In this combination type high current pulse inductor 1, the inductance of each jelly roll inductor 10 is 209 µH on average, and if each jelly roll inductor 10 is simply connected in parallel, the inductance in parallel connection is 1 / L = 1. / L 1 + 1 / L 2 + 1 / L 3 + 1 / L 4 ... Therefore, the inductance is 35 μH. However, in the present combination type large current pulse inductor 1, when actually measured, the value of total inductance was obtained to 40 muH, which is larger than 35 muH, which is an inductance calculation value obtained in simple parallelism. The reason why the inductance values are different in the simple parallel and toroidal arrangements is that in the simple parallel connection, the magnetic fields of the jellyroll-type inductors 10 have little interference with each other. This is because the magnetic fields of each jellyroll type inductor 10 overlap each other and interfere with each other.
일반적으로 대전류 펄스회로에 사용되는 인덕터는, 전자기력에 강하고 외부자장의 누설을 최소화할 수 있을 뿐만 아니라 제작이 용이하도록 하여야 한다. 이에, 전자기력에 강한 기계적 강도를 갖는 소형의 젤리롤형 인덕터(10)를 병렬로 배치하여 사용함으로써, 제작이 용이할 뿐만 아니라 제조원가가 절감할 수 있다. 그러나 이러한 젤리롤형 인덕터(10)를 단독으로 사용할 경우에는 외부자장의 누설이 크다는 단점이 있으며, 이를 해소하기 위해, 본 발명에서는 각 젤리롤형 인덕터(10)를 방사상으로 장착시킴으로써, 각 젤리롤형 인덕터(10)에 권취된 코일에 의해 발생되는 자장이 거의 폐루프를 이루도록 구성한다. 이에 따라, 각 젤리롤형 인덕터(10)의 자기장이 이웃하는 젤리롤형 인덕터(10)의 자기장과 연속적으로 연결되어, 외부자장이 누설되는 것을 최소화할 수 있다. In general, the inductor used in the high current pulse circuit should be easy to manufacture as well as being strong in electromagnetic force and minimizing leakage of external magnetic field. Therefore, by using a small jelly roll inductor 10 having a high mechanical strength against electromagnetic force in parallel, it is easy to manufacture and the manufacturing cost can be reduced. However, when the jelly roll inductor 10 is used alone, there is a disadvantage in that leakage of an external magnetic field is large. In order to solve this problem, in the present invention, each jelly roll inductor 10 is radially mounted so that each jelly roll inductor ( The magnetic field generated by the coil wound in 10 is almost closed loop. Accordingly, the magnetic field of each jellyroll inductor 10 is continuously connected to the magnetic field of the neighboring jellyroll inductor 10, thereby minimizing leakage of the external magnetic field.
한편, 대전류 펄스발생 시스템에서, 여러 개의 펄스 모듈을 시간차를 두고 트리거(trigger)하여 총체적인 하나의 펄스를 합성하는 경우, 외부 누설 펄스 자기장이 인근 모듈에 영향을 주지 않아야 트리거 대기 중인 모듈에서의 오동작의 위험이 없어지게 된다. 이러한 경우, 각 펄스 모듈에서 사용되는 펄스 성형용 인덕터로써 본 발명의 조합형 대전류 펄스 인덕터(1)를 적용하면 특히 유용하다. 뿐만 아니라, 아직 스위치 기술의 미성숙으로 인하여 널리 보급되어 있지는 않으나 인덕터를 에너지 축적수단으로 하고 개방 스위치(Opening Switch)를 사용하여 펄스를 발생시키는 유도성(inductive) 펄스 발생 시스템에서도 본 발명의 인덕터는 매우 유용하게 적용될 수 있다. 또한 전력용 차단기의 성능 시험을 위한 대전류 합성 시험 설비에 사용되는 인덕터의 경우에도 본 발명의 인덕터가 적용될 수 있으며, 이 경우, 기존의 솔레노이드 형 인덕터에 비하여 컴팩트하고 외부 누설 자장이 거의 없는 향상된 시험 환경을 제공할 수 있다.On the other hand, in a high current pulse generation system, when a plurality of pulse modules are triggered with a time difference to synthesize a single pulse, an external leakage pulse magnetic field should not affect a neighboring module. There is no risk. In this case, it is particularly useful to apply the combination type large current pulse inductor 1 of the present invention as a pulse shaping inductor used in each pulse module. In addition, the inductor of the present invention is not yet widely used due to the immaturity of the switch technology. It can be usefully applied. In addition, the inductor of the present invention can be applied to an inductor used in a large current synthesis test facility for performance test of a power circuit breaker, and in this case, an improved test environment having a compact and almost no external leakage magnetic field compared to a conventional solenoid type inductor Can be provided.
이와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예들에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구범위 뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다. As described above, specific embodiments have been described in the detailed description of the present invention, but various modifications may be made without departing from the scope of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be defined by the claims below and equivalents thereof.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하여, 전자기력에 대한 기계적 강도가 우수하고 대전류에 의한 열적 스트레스에 강하며, 제작이 용이하고 제작원가를 절감할 수 있는 대전류 펄스 인덕터가 얻어진다. 또한, 젤리롤형 인덕터를 방사상으로 배치한 본 발명의 구성에 의하여, 각 젤리롤형 인덕터의 자기장이 상호 중첩되어 폐루프 형의 연속적인 자기장을 형성함으로써, 외부 자장의 누설을 최소화할 수 있게 된다.As described above, according to the present invention, a high current pulse inductor which is excellent in mechanical strength against electromagnetic force, resistant to thermal stress due to large current, and which is easy to manufacture and which can reduce manufacturing cost is obtained. In addition, according to the configuration of the present invention in which the jelly roll inductor is disposed radially, the magnetic fields of the jelly roll inductors are overlapped with each other to form a closed loop continuous magnetic field, thereby minimizing leakage of the external magnetic field.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 조합형 대전류 펄스 인덕터의 사시도, 1 is a perspective view of a combination type high current pulse inductor according to an embodiment of the present invention;
도 2는 도 1의 조합형 대전류 펄스 인덕터의 평면도, 2 is a plan view of the combined large current pulse inductor of FIG.
도 3은 도 1의 조합형 대전류 펄스 인덕터를 구성하는 각각의 젤리롤형 인덕터의 사시도이다. FIG. 3 is a perspective view of each jellyroll type inductor constituting the combined large current pulse inductor of FIG. 1.
도 4는 바람직한 실시예에 따라 실제 제작된 조합형 대전류 펄스 인덕터의 구현예를 도시한다.4 illustrates an implementation of a combined large current pulse inductor actually fabricated in accordance with a preferred embodiment.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
1 : 조합형 대전류 펄스 인덕터 10 : 젤리롤형 인덕터 1: Combination type large current pulse inductor 10: Jelly roll type inductor
11 : 도체판 12 : 제1 단자 11: conductor plate 12: first terminal
13 : 제2 단자 14 : 단자핀 13: second terminal 14: terminal pin
15 : 인덕터커버 16 : 결합플랜지 15: inductor cover 16: coupling flange
20 : 전극바아 25 : 전극판 20: electrode bar 25: electrode plate
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR10-2003-0069050A KR100490326B1 (en) | 2003-10-04 | 2003-10-04 | High current pulse inductor assembly having low external field |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR10-2003-0069050A KR100490326B1 (en) | 2003-10-04 | 2003-10-04 | High current pulse inductor assembly having low external field |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20050032980A KR20050032980A (en) | 2005-04-08 |
| KR100490326B1 true KR100490326B1 (en) | 2005-05-18 |
Family
ID=37237325
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR10-2003-0069050A KR100490326B1 (en) | 2003-10-04 | 2003-10-04 | High current pulse inductor assembly having low external field |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR100490326B1 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111430134A (en) * | 2020-05-08 | 2020-07-17 | 辽宁芯峻电气有限公司 | Annular hollow reactor |
-
2003
- 2003-10-04 KR KR10-2003-0069050A patent/KR100490326B1/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20050032980A (en) | 2005-04-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4975671A (en) | Transformer for use with surface mounting technology | |
| US10886054B2 (en) | High-voltage transformer and electronic power apparatus | |
| US7439839B2 (en) | High-current electrical coil, and transformer construction including same | |
| AU2008234707B2 (en) | High frequency transformer for high voltage applications | |
| EP0900444B1 (en) | A controllable inductor | |
| CN113890361A (en) | Power supply module | |
| US2535554A (en) | Close-coupled electrical transformer | |
| KR100490326B1 (en) | High current pulse inductor assembly having low external field | |
| WO2023169224A1 (en) | High-voltage assembly of transformer, and transformer and power device | |
| JPH11243019A (en) | Transformer | |
| US7471180B2 (en) | Transformer having multi-layered winding structure | |
| KR20200094423A (en) | Transformer | |
| KR101427633B1 (en) | Power trasformer | |
| CN221446957U (en) | Dry-type transformer adapted with multi-pulse rectifier | |
| EP3920199A1 (en) | Transformer | |
| US12131858B2 (en) | Transformer | |
| KR102526062B1 (en) | Transformer | |
| KR102702931B1 (en) | Transformer and dc-dc converter including the same | |
| US20230033439A1 (en) | Electrotechnical device for an aircraft | |
| US11031819B2 (en) | System for wireless power transfer between low and high electrical potential, and a high voltage circuit breaker | |
| SU1073808A1 (en) | High-frequency transformer | |
| SU1660061A1 (en) | Power transformer with volume turn | |
| CN117330813A (en) | Hollow current measurement method, hybrid current transformer and circuit breaker | |
| CN113841209A (en) | High voltage transformer, method of manufacturing a high voltage transformer, and test system and test signal device comprising a high voltage transformer | |
| SU1343453A1 (en) | Electric induction device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20120511 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20130513 Year of fee payment: 9 |
|
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |