RU2417861C2 - Flat inductor for magnetic pulse compaction of artciles from nanosized powders - Google Patents

Flat inductor for magnetic pulse compaction of artciles from nanosized powders Download PDF

Info

Publication number
RU2417861C2
RU2417861C2 RU2009129314/02A RU2009129314A RU2417861C2 RU 2417861 C2 RU2417861 C2 RU 2417861C2 RU 2009129314/02 A RU2009129314/02 A RU 2009129314/02A RU 2009129314 A RU2009129314 A RU 2009129314A RU 2417861 C2 RU2417861 C2 RU 2417861C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
inductor
bus
spiral
current lead
current
Prior art date
Application number
RU2009129314/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2009129314A (en
Inventor
Виктор Владимирович Иванов (RU)
Виктор Владимирович Иванов
Андрей Александрович Ноздрин (RU)
Андрей Александрович Ноздрин
Сергей Николаевич Паранин (RU)
Сергей Николаевич Паранин
Original Assignee
Институт электрофизики Уральского отделения Российской академии наук
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Институт электрофизики Уральского отделения Российской академии наук filed Critical Институт электрофизики Уральского отделения Российской академии наук
Priority to RU2009129314/02A priority Critical patent/RU2417861C2/en
Publication of RU2009129314A publication Critical patent/RU2009129314A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2417861C2 publication Critical patent/RU2417861C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Transformers For Measuring Instruments (AREA)
  • Coils Or Transformers For Communication (AREA)

Abstract

FIELD: process engineering.
SUBSTANCE: invention relates to powder metallurgy. Proposed flat inductor consists of inductor spiral representing Archimedes spiral, casing, interturn insulation and current leads to connect inductor to power supply. Zero and potential current leads are made up of rods with cylindrical bulge provided with groove receiving inductor bus that features double thickness and depth equal to bus height. Grooves in cylindrical bulge form transition from current lead to spiral turn made along tangential line in current lead/bus contact zone. Inductor bus permanently connected with current leads features double thickness, smoothly reducing to single thickness at the distance of, at least, current lead cylindrical section diametre.
EFFECT: longer life at discharge high powers.
2 dwg, 1 ex

Description

Изобретение относится к устройствам для компактирования порошков в области порошковой металлургии, в частности к устройствам для магнитно-импульсного прессования изделий из наноразмерных порошковых материалов.The invention relates to devices for compacting powders in the field of powder metallurgy, in particular to devices for magnetic pulse pressing of products from nanosized powder materials.

Известны способы индукционного магнитно-импульсного прессования порошковых материалов, в основе которых лежит возбуждение электромеханических усилий в проводящем теле, передающем эти усилия на прессуемый материал. Аналогом можно считать индуктор для магнитно-импульсного прессования изделий из порошка, состоящий из спирали индуктора, выполненной по спирали Архимеда, кожуха, токовводов, обеспечивающих подключение индуктора к источнику питания (Миронов В.А. Мангитно-импульсное прессование порошков. // Рига: Зинатне, 1980, 196 с.).Known methods of induction magnetic pulse pressing of powder materials, which are based on the excitation of electromechanical forces in a conductive body that transfers these forces to the pressed material. An inductor for magnetic pulse pressing of powder products, consisting of an inductor spiral made in an Archimedes spiral, a casing, current leads, which connect the inductor to a power source (V. Mironov, Pulse compaction of powders. // Riga: Zinatne, can be considered as an analogue. , 1980, 196 p.).

Недостатком представленного аналога является отсутствие изоляции спирали индуктора, что приводит к межвитковому пробою спирали и малому сроку службы индуктора.The disadvantage of this analogue is the lack of insulation of the inductor coil, which leads to inter-turn breakdown of the coil and a short life of the inductor.

Наиболее близким аналогом устройства, прототипом, авторы считают типовую конструкцию индуктора для плоской штамповки (В.А.Голенков, A.M.Дмитриев и др. «Специальные технологические процессы и оборудование обработки давлением», ISBN 5-217-03247-2. - М.: Машиностроение, 2004, 464 с.), состоящий из спирали индуктора, кожуха, токовводов, изоляции. Отличительной особенностью прототипа, по сравнению с представленным выше аналогом, является наличие изоляции витков спирали индуктора в виде обмотки спирали индуктора ленточной изоляцией и заливки межвиткового пространства спирали индуктора эпоксидным компаундом.The closest analogue of the device, the prototype, the authors consider the typical design of the inductor for flat stamping (V. A. Golenkov, AM Dmitriev and others. "Special technological processes and equipment for pressure treatment", ISBN 5-217-03247-2. - M .: Engineering, 2004, 464 pp.), Consisting of a spiral inductor, a casing, current leads, insulation. A distinctive feature of the prototype, in comparison with the analogue presented above, is the presence of coil insulation of the inductor coil in the form of coil winding of the inductor coil with tape insulation and filling of the inter-turn space of the coil of the inductor with an epoxy compound.

Недостатком конструкции прототипа является зона контакта токовводов, со спиралью индуктора. Неравномерное распределение тока в зоне контакта токоввод/спираль индуктора приводит к разрушению зоны контакта при высоких энергиях разряда в течение нескольких десятков импульсов.The disadvantage of the design of the prototype is the contact zone of the current leads, with the coil of the inductor. The uneven distribution of current in the contact area of the current lead / inductor coil leads to the destruction of the contact zone at high discharge energies for several tens of pulses.

Технической задачей изобретения является конструкция токовводов, обеспечивающая увеличение срока службы индуктора при высоких энергиях разряда.An object of the invention is the design of current leads, providing an increase in the life of the inductor at high discharge energies.

Поставленная задача решается благодаря тому, что функционально разделены токовводы на потенциальный (размещается в центре спирали) и нулевой (размещается на конце периферийного витка спирали).The problem is solved due to the fact that the current leads are functionally divided into potential (located in the center of the spiral) and zero (located at the end of the peripheral coil of the spiral).

Потенциальный и нулевой токовводы представляют собой стержни из материалов с высокой электропроводностью. На одном из концов токовводов расположены конструкционные элементы для соединения индуктора с источником питания, на другом расположены конструкционные элементы, в которых крепятся концы спирали индуктора при помощи неразъемного соединения.Potential and zero current leads are rods of materials with high electrical conductivity. At one end of the current leads there are structural elements for connecting the inductor to the power source, at the other there are structural elements in which the ends of the coil of the inductor are attached using an integral connection.

На фиг.1а изображен вид снизу, на фиг.1б - вид сбоку конструкционного элемента нулевого токоввода представляющего собой цилиндрическое утолщение 1, вдоль диаметра которого сделан паз 2 для шины индуктора удвоенной толщины и глубиной равный высоте шины, с выборкой симметричной оси паза, формирующей переход на внешний виток спирали по касательной в зоне контакта токоввод/шина.On figa shows a bottom view, on figb - side view of the structural element of the zero current lead is a cylindrical thickening 1, along the diameter of which a groove 2 is made for the inductor bus double thickness and a depth equal to the height of the bus, with a sample of the symmetrical axis of the groove forming the transition to the outer coil of the spiral tangentially in the contact area of the current lead / bus.

На фиг.2а изображен вид снизу, на фиг.2б - вид сбоку конструкционного элемента потенциального токоввода, представляющего собой цилиндрическое утолщение 1, продолжением которого является полуцилиндр 3, по высоте превышающий высоту шины индуктора, в котором сделан паз 2 в форме полувитка для шины удвоенной толщины и глубиной равный ее высоте так, что вдоль паза выборкой сформирован равномерно расширяющийся полувиток 4, формирующий переход по касательной на внутренний виток спирали в зоне токоввод/шина.On figa shows a bottom view, on figb is a side view of the structural element of the potential current lead, which is a cylindrical thickening 1, the continuation of which is a half-cylinder 3, the height exceeding the height of the inductor bus, in which the groove 2 is made in the form of a half-turn for double bus thickness and depth equal to its height so that a uniformly expanding half-turn 4 is formed along the groove along the groove, forming a tangential transition to the internal coil of the spiral in the current lead / bus zone.

Шина индуктора имеет двойную толщину в зоне контакта и плавно уменьшается до одинарной толщины на расстоянии не менее диаметра цилиндрической части токовводов.The inductor bus has a double thickness in the contact zone and gradually decreases to a single thickness at a distance of not less than the diameter of the cylindrical part of the current leads.

Крепление спирали индуктора в пазах токовводов осуществляется неразъемным соединением.The inductor spiral is fastened in the grooves of the current leads by an integral connection.

Данные конструкции токовводов и шины индуктора обеспечивают плавное протекание тока на стыке токоввод/шина и обеспечивают увеличение срока службы индуктора при высоких энергиях разряда.These design of current leads and busbars of the inductor ensure a smooth flow of current at the junction of the current lead / bus and provide an increase in the life of the inductor at high discharge energies.

Предлагается следующий вариант конструкции индуктора.The following inductor design is proposed.

Плоский индуктор наматывается по спирали Архимеда шиной, в качестве которой могут быть использованы стандартные полосы из материалов с высокой электропроводностью. Шина индуктора имеет двойную толщину в зоне контакта и плавно уменьшается до одинарной толщины на расстоянии не менее диаметра цилиндрической части соответствующих токовводов, что достигается путем пайки к ней высокотемпературным хорошо проводящим припоем отрезков стандартных полос, выбранных в качестве шины, обеспечивающих предложенную геометрию.A flat inductor is wound in a spiral by Archimedes with a bus, which can be used as standard strips of materials with high electrical conductivity. The inductor bus has a double thickness in the contact zone and gradually decreases to a single thickness at a distance of not less than the diameter of the cylindrical part of the corresponding current leads, which is achieved by soldering to it high-temperature, well-conducting solder pieces of standard strips selected as the bus, providing the proposed geometry.

Один конец шины неразъемным соединением (пайкой высокотемпературным хорошо проводящим припоем) закрепляется в потенциальном токовводе. Второй конец шины крепится аналогичным способом в нулевом токовводе. Участок шины между токовводами обматывается ленточной изоляцией. Шина индуктора формируется в спираль Архимеда вокруг потенциального токоввода и помещается в кожух, в котором осуществляется ее заливка эпоксидным компаундом.One end of the busbar with an integral connection (soldering with a high-temperature well-conducting solder) is fixed in a potential current lead. The second end of the bus is mounted in a similar way in the zero current lead. The bus section between the current leads is wrapped with tape insulation. An inductor bus is formed into an Archimedes spiral around a potential current lead and placed in a casing in which it is filled with an epoxy compound.

Пример изготовленияManufacturing example

Был изготовлен плоский индуктор для магнитно-импульсного прессования изделий из наноразмерных порошков: спираль индуктора изготовлена из медной шины сечением 2,5×11 мм2, токовводы изготовлены из латуни, концы спирали посредством пайки серебряным припоем закреплены в токовводах, 16 витков спирали индуктора изолированы друг от друга слоем стеклоткани толщиной 0,5 мм и жестко фиксированы в бандаже путем пропитки полиэфирным компаундом. Индукторы данной конструкции при прессовании с предельной проектной силой 850 кН (энергия источника тока 30 кДж) имеют ресурс не менее 5000 импульсов.A flat inductor was manufactured for magnetic-pulse pressing of products from nanosized powders: the inductor spiral was made of a 2.5 × 11 mm 2 copper busbar, the current leads were made of brass, the ends of the spiral were fixed by silver soldering in the current leads, 16 turns of the inductor spiral were insulated from each other with a layer of fiberglass 0.5 mm thick and rigidly fixed in the bandage by impregnation with a polyester compound. Inductors of this design, when pressed with an ultimate design force of 850 kN (energy of a current source of 30 kJ), have a resource of at least 5000 pulses.

Claims (1)

Плоский индуктор для магнитно-импульсного прессования изделий из наноразмерных порошков, содержащий спираль индуктора, выполненную в виде архимедовой спирали, кожух, межвитковую изоляцию, токовводы, на одном конце которых расположены конструкционные элементы для соединения индуктора с источником питания, отличающийся тем, что нулевой токоввод выполнен в виде стержня с цилиндрическим утолщением, вдоль диаметра которого сделан паз для шины индуктора удвоенной толщины и глубиной, равной высоте шины, с выборкой симметричной оси паза, формирующей переход на внешний виток спирали по касательной в зоне контакта токоввод/шина, а потенциальный токоввод - с цилиндрическим утолщением, продолжением которого является полуцилиндр, по высоте превышающий высоту шины индуктора, в котором сделан паз в форме полувитка для шины удвоенной толщины и глубиной, равной ее высоте так, что вдоль паза выборкой сформирован равномерно расширяющийся полувиток, формирующий переход по касательной на внутренний виток спирали в зоне токоввод/шина, а шина индуктора, неразъемно соединенная с токовводами, имеет двойную толщину в зоне контакта и плавно уменьшается до одинарной толщины на расстоянии не менее диаметра цилиндрической части токовводов. Flat inductor for magnetic pulse pressing of products from nanoscale powders, containing an inductor spiral made in the form of an Archimedean spiral, a casing, inter-turn insulation, current leads, at one end of which are structural elements for connecting the inductor to a power source, characterized in that the zero current lead is made in the form of a rod with a cylindrical thickening, along the diameter of which a groove is made for the inductor tire of double thickness and a depth equal to the height of the tire, with a sample of the symmetrical axis of the groove, which initiates the transition to the external spiral coil tangentially in the contact area of the current lead / bus, and the potential current lead with a cylindrical thickening, the continuation of which is a half cylinder, the height of which exceeds the height of the inductor bus, in which a groove is made in the form of a half-turn for the bus double the thickness and depth equal to its height so that along the groove a uniformly expanding half-turn is formed by sampling, forming a tangential transition to the internal coil of the spiral in the current lead / bus zone, and the inductor bus, inseparably connected to the current lead mi, has a double thickness in the contact zone and gradually decreases to a single thickness at a distance of not less than the diameter of the cylindrical part of the current leads.
RU2009129314/02A 2009-07-29 2009-07-29 Flat inductor for magnetic pulse compaction of artciles from nanosized powders RU2417861C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009129314/02A RU2417861C2 (en) 2009-07-29 2009-07-29 Flat inductor for magnetic pulse compaction of artciles from nanosized powders

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009129314/02A RU2417861C2 (en) 2009-07-29 2009-07-29 Flat inductor for magnetic pulse compaction of artciles from nanosized powders

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2009129314A RU2009129314A (en) 2011-02-10
RU2417861C2 true RU2417861C2 (en) 2011-05-10

Family

ID=44732828

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009129314/02A RU2417861C2 (en) 2009-07-29 2009-07-29 Flat inductor for magnetic pulse compaction of artciles from nanosized powders

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2417861C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2564097C2 (en) * 2012-03-20 2015-09-27 Виктор Васильевич Ивашин Inductive-dynamic motor
RU2661496C2 (en) * 2016-12-06 2018-07-17 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт электрофизики Уральского отделения Российской академии наук (ИЭФ УрО РАН) Flat spiral inductor of strong magnetic field (options)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2564097C2 (en) * 2012-03-20 2015-09-27 Виктор Васильевич Ивашин Inductive-dynamic motor
RU2661496C2 (en) * 2016-12-06 2018-07-17 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт электрофизики Уральского отделения Российской академии наук (ИЭФ УрО РАН) Flat spiral inductor of strong magnetic field (options)

Also Published As

Publication number Publication date
RU2009129314A (en) 2011-02-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102611210A (en) Design method of disc resonator in wireless power transmission system
JP7373709B2 (en) High frequency coil parts, coil parts for wireless power supply, wireless power supply device, and manufacturing method of frequency coil parts
CN106158245B (en) A kind of power inductance using injection molding packaging
JP2013034371A (en) Dielectric materials for power transfer system
RU2417861C2 (en) Flat inductor for magnetic pulse compaction of artciles from nanosized powders
CN103493157A (en) Cable and electromagnetic device comprising the same
CN202534496U (en) Electronic current-voltage transformer
CN109148121A (en) Solve the problems, such as the fastening structure of amorphous alloy transformer resistance to shorting
CN106601475A (en) Parallel combined thin-wall annular pulse capacitor
CN102789867A (en) Method for manufacturing superconductive connector by utilizing electromagnetic pressure
CN104064320A (en) Filter inductor of induction cooker and preparation method
CN201910323U (en) Three-phase capacitor voltage-dividing electronic voltage transformer
RU2661496C2 (en) Flat spiral inductor of strong magnetic field (options)
CN201435480Y (en) Composite elastic lattice heavy-current electric connector contact piece
CN206618792U (en) A kind of multi-function electronic current-voltage transformer
CN206583956U (en) A kind of electronic current voltage transformer
CN205987442U (en) Coil of strand coiling reaches electromagnetism boiler including this coil
CN2465290Y (en) High-efficient high and intermediate frequency transformer
CN202307440U (en) EMC (Electro Magnetic Compatibility) filter inductance iron core
RU116384U1 (en) DEVICE FOR RADIAL MAGNETIC-PULSE PRESSING OF PRODUCTS FROM POWDER MATERIALS
CN103440973A (en) High-energy storage density inductor
EP2779181A3 (en) Multi-layer-multi-turn structure for high efficiency inductors
CN204087972U (en) A kind of square ring structure-improved oil-filled transformer
CN202998514U (en) Automatically eliminated electric blanket spiral electric heating wire electromagnetic field
CN202535314U (en) A filter

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180730