RU2058606C1

RU2058606C1 - Electromagnetic member manufacturing process

Info

Publication number: RU2058606C1
Application number: RU93004398A
Authority: RU
Inventors: Александр Сергеевич Макунин
Original assignee: Александр Сергеевич Макунин
Priority date: 1993-01-28
Filing date: 1993-01-28
Publication date: 1996-04-20

Abstract

FIELD: electrical engineering. SUBSTANCE: electromagnetic member with multiport core-type magnetic circuit and meander-shaped winding is manufactured in two stages. During first stage, core legs and half of desired quantity of shunts are installed on base surface in alternating manner. Prior to do so, flexible cylindrical coil is manufactured and then it is bent so that meander-shaped winding is formed. Coil thickness in radial sectional area does not exceed shunt width and its height is not over difference between leg height and double height of shunt. Winding is placed on legs and on first half of shunts; second half of desired quantity of shunts is arranged in space above winding between core legs, closing rods of magnetic circuit are fitted and core is secured. EFFECT: enlarged functional capabilities. 6 dwg

Description

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. The invention relates to electrical engineering, in particular to the manufacture of transformers, chokes, electromagnets, and can be used both in household electrical radios, and in power transmission systems, in mechanical engineering.

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. Known inductive element and method of its manufacture. The inductive element contains a magnetic system in the form of a rectilinear tube of soft magnetic material, inside of which along the axis there are conductors isolated from each other and from the magnetic system by insulating material pressed inside the tube. The predominant use of the known inductive element in high-frequency transformers, in transformers of switching power supplies.

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. The disadvantages of the known solution include the complexity of the manufacturing technology, namely, the laying of conductors in the magnetic system, since it is necessary to thread the wire through the tube, that is, it is difficult to manufacture, the volume of the inductive element is irrationally used, most of it is insulating material.

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. Closest to the proposed method is the method implemented in the manufacture of the known low-profile inductor. According to this method, a winding having the form of a meander is first made by stamping a ribbon conductor followed by coating with a coating varnish and folding it into an accordion. Then the winding is laid in parallel grooves of one ferrite plate parallel to the plane of the magnetic circuit and closed with a second ferrite plate.

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. The disadvantages of the prototype are the excessive consumption of the material of the winding that extends beyond the magnetic circuit, and the poor adhesion of the magnetic field lines to the magnetic circuit of these parts of the windings, which leads to an increase in the leakage inductance, the complexity of the shape of the magnetic circuit due to the grooves for laying winding turns in them, and the complexity of the shape of the turns windings requiring stamping for cutting from the ribbon conductor and subsequent coating with varnish to isolate the turns from each other, the limited number of turns ki in the window of the magnetic circuit, due to the manufacture of the winding from sheet material.

Цель изобретения улучшение технологичности при увеличении числа слоев витков обмотки в окне магнитопровода более одного. The purpose of the invention is the improvement of manufacturability with an increase in the number of layers of winding turns in the magnetic core window of more than one.

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. To do this, according to the method of manufacturing an electromagnetic element, in which the winding conductors are placed in the form of a meander in a multi-window magnetic circuit with parallel flat rectangular rods and alternately cover the magnetic core rods, one part of the magnetic circuit is made by alternating the rods and half the number of shunts installed on the base plane, the winding pre-performed in the form of a flexible cylindrical coil, the radial thickness of which does not exceed the width of the shunt, and the height of Given the height of the rod and the doubled height of the shunt, the winding is bent and laid on top of the windows of the magnetic circuit part, then the other half of the number of magnetic circuit shunts is inserted into the windows of the magnetic circuit part, closing the cores of the magnetic circuit with each other, then the magnetic circuit is pulled together and fixed.

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. The number of layers of the winding in the window of the magnetic circuit can be made more than one, which makes it possible to produce multi-turn multi-layer windings of electromagnetic elements in the form of a meander, in particular for low-power transformers and chokes with multi-window multi-core magnetic circuits.

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. The improvement of manufacturability is due to the preliminary manufacture of a flexible cylindrical multi-turn multilayer winding with a cross section not exceeding the cross section of the magnetic circuit window and a coil length not less than the total length of the grooves of the magnetic circuit, taking into account the length of the curved sections of the winding, and laying it in the magnetic circuit open from above. In another way, it is impossible to manufacture an electromagnetic element with a multi-turn multi-layer winding in the form of a meander and a multi-window multi-core magnetic core.

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. In FIG. 1 shows a throttle, frontal section; in FIG. 2 he is a top view; in FIG. 3 shows a double-winding transformer, front section; in FIG. 4 he is a top view; in FIG. 5 shows a prefabricated flexible multi-turn multi-layer cylindrical winding, frontal section; in FIG. 6 is the same, winding, top view, where 1 flat vertical core of the magnetic circuit, 2 winding, 3 shunt, 4 tightening tape, 5 secondary winding, 6 insulating gasket, 7 insulating tape, 8 winding wire, 9 beginning of the winding, 10 end of the winding.

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. The throttle contains N flat vertical rods 1 of the magnetic circuit. Each inner rod 1 is surrounded on both sides by a section of a multi-layer multi-turn winding 2. Winding 2 with fastened insulating tape 7 turns of a winding wire 8 in the form of a meander alternately covers all the rods 1. The extreme sections of adjacent rods 1 outside the winding 2 are closed by shunts 3, forming a multi-window magnetic circuit. The pulling tape 4 tightly compresses and fixes the rods 1 and the straight sections of the turns of the winding 2 between themselves.

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. The distribution transformer differs from the inductor only in the presence of a secondary winding 5, which is located under the primary winding 2 throughout. An insulating strip 6 is installed between the windings.

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. Flexible winding 2 (Fig. 3) contains many coils of winding wire 8 stacked in several layers, fastened with insulating tape 7. Winding 2 has a beginning 9 and end 10. The radial thickness of the winding 2 does not exceed the width of the shunt 3, and the height of the height difference of the rod 1 and double the height of the shunt 3. The length of the coil of the winding 2 should be at least the sum of the lengths of the grooves of the magnetic circuit and the bent sections of the winding 2.

Реализация способа намотки электромагнитного элемента иллюстрируется на примерах изготовления устройств, приведенных на фиг. 1, 2 и 3, 4. The implementation of the method of winding the electromagnetic element is illustrated by examples of manufacturing devices shown in FIG. 1, 2 and 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. To wind the inductor shown in FIG. 1 and 2, rods 1 and shunts 3 are alternately mounted on the base plane, thereby making part of the multi-core multi-core magnetic circuit open from above. Each shunt 3 with the rods 1 located on the sides forms an open magnetic circuit window from above. The prefabricated flexible winding 2 is bent and laid in the form of a meander from above in the windows of a portion of the magnetic circuit. After that, shunts 3 are installed in the windows of the magnetic circuit, closing adjacent rods 1 to each other. Next, the magnetic circuit is pulled together and fixed with tape 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. In FIG. 3 and 4 show the possibility of manufacturing the proposed method of winding a transformer. Its difference from the inductor is that two flexible windings 2 and 5 are insulated in the windows of the magnetic circuit, isolated by an additional insulating gasket 6, the resulting transformation coefficient K = W1 / W2, where W1 and W2, respectively, the number of turns of windings 2 and 5.

Таким образом, способ позволяет изготавливать различные электромагнитные устройства с многовитковыми многослойными обмотками в виде меандра и многооконными многостержневыми магнитопроводами. Thus, the method allows the manufacture of various electromagnetic devices with multi-turn multi-layer windings in the form of a meander and multi-window multi-core magnetic cores.

Claims

METHOD FOR MANUFACTURING AN ELECTROMAGNETIC ELEMENT, according to which a winding in the form of a meander is placed on the rods of a multi-window magnetic circuit with parallel rods, characterized in that the multi-window magnetic circuit is formed of rods and shunts in two stages, on the first of which rods and half of the required are mounted on the base plane in alternating order the number of shunts, the winding is preliminarily made in the form of a flexible cylindrical coil, the thickness of which in the radial section does not exceed the width of the shunt, and the height is different the height of the rod and double the height of the shunt, then the cylindrical coil is bent to obtain a winding in the form of a meander and laid on top of the rods of the magnetic circuit and the first half of the required number of shunts, and after that, in the spaces between the rods above the winding, place the second half of the required number of shunts, the rods of the magnetic circuit and carry out its fastening.