RU2605769C1 - Frameless inductance coil manufacturing method and mandrel for production thereof - Google Patents
Frameless inductance coil manufacturing method and mandrel for production thereof Download PDFInfo
- Publication number
- RU2605769C1 RU2605769C1 RU2015136033/07A RU2015136033A RU2605769C1 RU 2605769 C1 RU2605769 C1 RU 2605769C1 RU 2015136033/07 A RU2015136033/07 A RU 2015136033/07A RU 2015136033 A RU2015136033 A RU 2015136033A RU 2605769 C1 RU2605769 C1 RU 2605769C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- winding
- mandrel
- coil
- section
- flanges
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F41/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
- H01F41/02—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
- H01F41/04—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets for manufacturing coils
- H01F41/06—Coil winding
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F41/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
- H01F41/02—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
- H01F41/04—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets for manufacturing coils
- H01F41/06—Coil winding
- H01F41/098—Mandrels; Formers
Landscapes
- Coils Or Transformers For Communication (AREA)
Abstract
Description
Группа технических решений относится к электротехнике и может найти применение при изготовлении бескаркасной катушки индуктивности для высоковольтного высокочастотного трансформатора напряжения. Предлагаемые технические решения могут быть реализованы, например, в конструкциях моноблочных устройств рентгенодиагностических аппаратов с выходной мощностью до 30 кВт.The group of technical solutions relates to electrical engineering and can be used in the manufacture of a frameless inductor for a high-voltage high-frequency voltage transformer. The proposed technical solutions can be implemented, for example, in the designs of monoblock devices of X-ray diagnostic devices with an output power of up to 30 kW.
Как известно, конструкция катушки зависит от особенностей устройства, в котором она работает. Для моноблочных устройств рентгенодиагностических аппаратов важны требования обеспечения минимальных габаритно-массовых характеристик входящих узлов, в том числе трансформатора. Минимизация указанных характеристик позволяет снизить материалоемкость и стоимость устройства; одновременно должна быть обеспечена высокая электрическая прочность промежутков и, соответственно, надежность.As you know, the design of the coil depends on the features of the device in which it operates. For monoblock devices of X-ray diagnostic devices, it is important to ensure the minimum overall dimensions of incoming nodes, including a transformer. Minimization of these characteristics allows to reduce the material consumption and cost of the device; at the same time, high electrical strength of the gaps and, consequently, reliability should be ensured.
Трансформатор повышает высокочастотное низковольтное напряжение питающей сети в высоковольтное, которое поступает далее на высоковольтный выпрямитель, питающий рентгеновскую трубку. Для получения высокого напряжения высоковольтные трансформаторы имеют низковольтную (первичную) и высоковольтные (вторичные) обмотки.The transformer increases the high-frequency low-voltage voltage of the supply network to high-voltage, which then goes to the high-voltage rectifier supplying the x-ray tube. To obtain high voltage, high-voltage transformers have low-voltage (primary) and high-voltage (secondary) windings.
Характерной особенностью высоковольтных трансформаторов является высокий коэффициент трансформации. Наличие высоковольтных обмоток и одновременно необходимость обеспечения требуемой электрической прочности создает ряд трудностей при использовании трансформаторов, работающих на высокой частоте преобразования. Усиленная высоковольтная изоляция и конструктивное исполнение высоковольтных обмоток этих трансформаторов снижает магнитную связь и существенно увеличивает паразитные параметры самого трансформатора (индуктивность рассеяния, межслоевую и межобмоточную емкость трансформаторов). Наличие этих параметров вызывает потери в трансформаторах, искажает форму напряжения на вторичной обмотке трансформатора, а соответственно и на нагрузке, ухудшает возможность использования на высокой частоте.A characteristic feature of high voltage transformers is a high transformation ratio. The presence of high voltage windings and at the same time the need to provide the required electric strength creates a number of difficulties when using transformers operating at a high conversion frequency. Reinforced high-voltage insulation and the design of the high-voltage windings of these transformers reduces magnetic coupling and significantly increases the parasitic parameters of the transformer itself (dissipation inductance, interlayer and inter-winding capacity of transformers). The presence of these parameters causes losses in the transformers, distorts the shape of the voltage on the secondary winding of the transformer, and accordingly on the load, and worsens the possibility of using it at high frequency.
На емкостную составляющую паразитных параметров оказывает определенное влияние наличие большого количества витков вторичной обмотки и способ намотки. При рядовой многослойной намотке паразитная емкость будет определяться числом слоев, толщиной межслоевой изоляции, плотностью намотки. Одновременно, в этом случае возникает проблема обеспечения прочности при переходе со слоя на слой. Обмотки в таких случаях, как правило, крупногабаритные. Трансформаторы с такими обмотками трудоемки в изготовлении, технологически сложны, используют труднодоступные дорогие материалы.The capacitive component of spurious parameters is influenced by the presence of a large number of turns of the secondary winding and the method of winding. With an ordinary multilayer winding, the parasitic capacitance will be determined by the number of layers, the thickness of the interlayer insulation, and the density of the winding. At the same time, in this case, the problem arises of ensuring strength during the transition from layer to layer. Windings in such cases are usually large. Transformers with such windings are laborious to manufacture, technologically sophisticated, and use expensive, inaccessible materials.
Предлагаемое техническое решение относится к способу изготовления бескаркасной катушки индуктивности, а также к оправке для ее изготовления и позволяет создать конструкцию бескаркасной малогабаритной катушки, обладающей минимальными паразитными параметрами и высокой электрической прочностью. Катушки, созданные в соответствии с предлагаемым техническим решением, позволяют сконструировать малогабаритный высокочастотный высоковольтный трансформатор на нужное напряжение, работающий на высоких частотах до 200 кГц.The proposed solution relates to a method of manufacturing a frameless inductor, as well as to a mandrel for its manufacture and allows you to create the design of a frameless small coil with minimal spurious parameters and high dielectric strength. The coils, created in accordance with the proposed technical solution, allow you to design a small-sized high-frequency high-voltage transformer for the desired voltage, operating at high frequencies up to 200 kHz.
Из уровня техники известен способ изготовления бескаркасной катушки (патент РФ №2137279, опубл. 10.09.1999), который заключается в укладке витков намотки основным проводом и крайних витков в рядах резервным проводом. Для намотки катушки используют шаблон, на «нерабочей» грани которого путем вращения шаблона производится намотка основным проводом первого ряда, а затем второго ряда без последнего витка основной намотки с соблюдением шахматной укладки на гранях и закрепление его конца. Далее реверсивным движением шаблона производят укладку резервного провода на место крайнего (последнего) витка второго ряда намотки и формирование крайнего (первого) витка третьего ряда с сохранением шахматной укладки провода между вторым и третьим рядом на рабочих гранях шаблона. Затем резервный провод фиксируют на "нерабочей" грани шаблона, завершая таким образом цикл формирования нечетного ряда и четного рядов намотки. Далее, аналогично, основным проводом формируют третий и четвертый (без крайнего витка) ряды основной намотки, затем резервным проводом - крайние витки четвертого (первый виток) и пятого (последний виток) ряда намотки. После окончания намотки необходимого числа рядов форму обмотки фиксируют с помощью компаунда и готовую катушку снимают с оправки. Этот способ достаточно трудоемок, а катушка, изготовленная в соответствии с данным способом, имеет недостаточную прочность и жесткость, что сказывается и на ее электрических характеристиках.The prior art method for the manufacture of a frameless coil (RF patent No. 2137279, publ. 09/10/1999), which consists in laying winding coils with the main wire and extreme turns in the rows with a backup wire. For winding coils, a template is used, on the “non-working” side of which, by rotating the template, the main wire of the first row is wound, and then the second row without the last turn of the main winding, observing the checkerboard pattern on the edges and securing its end. Next, by reversing the movement of the template, the backup wire is laid in place of the extreme (last) turn of the second winding row and the formation of the extreme (first) turn of the third row with the chessboard laying of the wire between the second and third row on the working faces of the template. Then the backup wire is fixed on the “non-working” face of the template, thus completing the cycle of forming an odd row and even rows of winding. Then, similarly, the third and fourth (without the end turn) rows of the main winding are formed by the main wire, then by the backup wire the end turns of the fourth (first turn) and fifth (last turn) of the winding row. After winding the required number of rows, the shape of the winding is fixed using a compound and the finished coil is removed from the mandrel. This method is rather laborious, and the coil made in accordance with this method has insufficient strength and stiffness, which affects its electrical characteristics.
Известен также способ по патенту РФ №2535838 (опубл. 20.12.2014). Способ включает намотку на оправку проводника, последовательно наматывая витки в заданном количестве и получая из них заданное количество рядов. Для намотки в способе используют проводник, который приплюснут со стороны поверхности оправки, на которую наматывают, а также с противоположной стороны. Перед намоткой формируют изоляционное покрытие на проводнике, после чего осуществляют намотку первого ряда под заданным углом намотки, а при переходе к намотке каждого последующего ряда витков производят деформацию проводника в двух плоскостях, причем в плоскости, перпендикулярной оси намотки, проводник подгибают в направлении от намотанного ряда, а в плоскости, параллельной оси намотки, проводник подгибают на величину, обеспечивающую намотку под углом, большим угла намотки непосредственно предыдущего ряда. Данный способ, несмотря на обеспечение более высокого качества намотки, технологически сложен из-за множества вспомогательных операций, связанных с предварительным изменением формы проводника.There is also known a method according to the patent of the Russian Federation No. 2535838 (publ. 20.12.2014). The method includes winding on the mandrel of the conductor, sequentially winding turns in a predetermined quantity and obtaining from them a predetermined number of rows. For winding the method uses a conductor, which is flattened on the side of the surface of the mandrel, which is wound, as well as on the opposite side. Before winding, an insulating coating is formed on the conductor, after which the first row is wound at a predetermined winding angle, and when passing to each subsequent row of windings, the conductor is deformed in two planes, and in the plane perpendicular to the winding axis, the conductor is bent in the direction from the wound row and in a plane parallel to the axis of the winding, the conductor is bent by an amount providing winding at an angle greater than the angle of winding of the immediately preceding row. This method, despite providing higher quality windings, is technologically complicated due to the many auxiliary operations associated with a preliminary change in the shape of the conductor.
Известен способ изготовления бескаркасной катушки по патенту РФ №2340026 (опубл. 27.11.2008), который заключается в наматывании проводящей проволоки в катушку вокруг внешней границы оправки, которая проходит через центр пары направляющих элементов, при этом пара направляющих элементов, выполненных в форме дисков, используется в качестве направляющих. Пару направляющих элементов подпружинивают по направлению друг к другу благодаря зацеплению, по меньшей мере, одного конца проводящего провода за внешние периферийные части пары направляющих элементов и натягивания указанного одного конца проводящей проволоки в направлении оси. После этого отделяют оправку от проводящей проволоки, смотанной в катушку, и от пары направляющих элементов. Этот способ изготовления проще вышеописанных аналогов; катушка, изготовленная в соответствии с ним, имеет более высокую точность намотки, однако данный способ не гарантирует получения катушки, имеющей высокую степень жесткости конструкции.A known method of manufacturing a frameless coil according to the patent of the Russian Federation No. 2340026 (publ. 11/27/2008), which consists in winding a conductive wire into a coil around the outer border of the mandrel, which passes through the center of a pair of guide elements, while a pair of guide elements made in the form of disks, used as guides. A pair of guide elements are spring-loaded towards each other due to the engagement of at least one end of the conductive wire to the outer peripheral parts of the pair of guide elements and the tension of said one end of the conductive wire in the axis direction. After that, the mandrel is separated from the conductive wire wound into a coil, and from a pair of guide elements. This manufacturing method is simpler than the above analogs; a coil made in accordance with it has a higher accuracy of winding, however, this method does not guarantee a coil having a high degree of structural rigidity.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому техническому решению является способ изготовления бескаркасной катушки индуктивности по заявке РФ №2003138031 (опубл. 10.06.2005), который заключается в том, что размещают обмотку катушки на цилиндрической оправке, которую выполняют разъемной с двумя фланцами, после получения обмотки ее пропитывают диэлектрическим лаком, высушивают, оправку разбирают и снимают готовую катушку. Так же как и вышеописанные способы изготовления катушки, данный способ не обеспечивает достаточно жесткий конструктив получаемой катушки и точность намотки и, кроме того, посредством ранее приведенных способов возможно изготовление катушки одной определенной формы.The closest in technical essence to the claimed technical solution is a method of manufacturing a frameless inductor according to the application of the Russian Federation No. 2003138031 (publ. 06/10/2005), which consists in placing the coil winding on a cylindrical mandrel, which is made detachable with two flanges, after receiving its windings are impregnated with dielectric varnish, dried, the mandrel is disassembled and the finished coil is removed. As well as the above-described methods for manufacturing a coil, this method does not provide a sufficiently rigid structure of the resulting coil and the accuracy of winding, and, in addition, using the above methods, it is possible to manufacture a coil of one specific shape.
Для изготовления катушек без каркаса применяют различные шаблоны или оправки, форма которых определяет форму катушки.For the manufacture of coils without a frame, various templates or mandrels are used, the shape of which determines the shape of the coil.
Из уровня техники известно, например, отделяемое сборочное приспособление (патент РФ №2340026), по сути оправка, выполненная в форме основы, содержащей выступающую часть в форме диска и колоннообразную часть для намотки и имеющую, дополнительно, направляющие элементы в форме дисков, которые подпружинены по направлению друг к другу посредством зацепления части проводящей проволоки за элементы зацепления, которые выполнены вдоль окружности пары направляющих элементов.It is known from the prior art, for example, a detachable assembly device (RF patent No. 2340026), essentially a mandrel made in the form of a base containing a protruding part in the form of a disk and a columnar part for winding and having, in addition, guide elements in the form of disks that are spring loaded towards each other by engaging a portion of the conductive wire behind the engaging elements, which are made along the circumference of a pair of guide elements.
Для изготовления катушки по заявке РФ №2003138031 оправка выполнена разъемной и имеет цилиндрический стержень, размещенный между двумя фланцами, один из которых образован выступом на стержне, а второй, перемещающийся по стержню, с возможностью фиксации на нем втулкой.For the manufacture of a coil according to the application of the Russian Federation No. 2003138031, the mandrel is made detachable and has a cylindrical rod located between two flanges, one of which is formed by a protrusion on the rod, and the second moving along the rod, with the possibility of fixing the sleeve on it.
В основу изобретения поставлена задача - разработать способ изготовления бескаркасной катушки индуктивности, где посредством определенного подбора операций и использования предлагаемых средств обеспечить технический результат: изготовление бескаркасной малогабаритной катушки, обладающей минимальными паразитными параметрами, минимально возможными габаритами и при этом имеющую высокую электрическую прочность.The basis of the invention is the task to develop a method of manufacturing a frameless inductor, where through a certain selection of operations and the use of the proposed tools to ensure the technical result: the manufacture of a frameless small coil with the minimum spurious parameters, the smallest possible dimensions and at the same time having high dielectric strength.
Поставленная задача решается тем, что в способе изготовления бескаркасной катушки индуктивности, согласно которому выполняют намотку катушки на оправке, выполненной разъемной с двумя фланцами и содержащей стержень, расположенный между указанными фланцами, после получения обмотки ее пропитывают диэлектрическим лаком, высушивают, оправку разбирают и снимают готовую катушку, согласно изобретению перед намоткой катушки стержень оправки выполняют из, по меньшей мере, двух отдельных сегментов, каждый из которых выполняют с возможностью крепления к указанным фланцам. На поверхности каждого сегмента выполняют поперечные канавки для укладки витков провода, причем количество и размер канавок определяют исходя из заданного количества витков и сечения провода обмотки. Далее производят намотку провода путем укладки в каждую канавку расчетного количества витков, формируют секцию обмотки с помощью средства формирования секции, гарантирующего зазор между указанными секциями. После формирования последней секции выводы обмотки распаивают на концах печатной платы, закрепленной на поверхности обмотки, и получают обмотку.The problem is solved in that in the method of manufacturing a frameless inductor, according to which the coil is wound on a mandrel made detachable with two flanges and containing a rod located between these flanges, after receiving the winding it is impregnated with dielectric varnish, dried, the mandrel is disassembled and removed ready the coil according to the invention, before winding the coil, the mandrel bar is made of at least two separate segments, each of which can be cr Insulation to the indicated flanges. On the surface of each segment, transverse grooves are made for laying turns of wire, the number and size of grooves being determined based on a given number of turns and the cross section of the winding wire. Next, the wire is wound by laying in each groove the estimated number of turns, the winding section is formed using the section forming means, which guarantees a gap between the indicated sections. After the formation of the last section, the conclusions of the winding are unsoldered at the ends of the printed circuit board mounted on the surface of the winding, and a winding is obtained.
Для способа изготовления бескаркасной катушки индуктивности возможны дополнительные варианты, в которых:For the method of manufacturing a frameless inductor, additional options are possible in which:
- сегмент выполняют цилиндрическим либо в виде усеченного конуса, который имеет металлический сердечник с насаженной на него втулкой из фторопласта. Сегмент закрепляют между указанными фланцами посредством выступов, расположенных на противолежащих торцевых поверхностях сердечника и контактирующих с ответными отверстиями фланцев;- the segment is made cylindrical or in the form of a truncated cone, which has a metal core with a fluoroplastic sleeve mounted on it. The segment is fixed between the indicated flanges by means of protrusions located on the opposite end surfaces of the core and in contact with the counter holes of the flanges;
- средство для формирования каждой секции обмотки выполняют в виде разделительной, например лавсановой, нити. При укладке обмотки указанной нитью охватывают все провода секции, нить протягивают, перехлестывая последовательно каждую секцию.- means for forming each section of the winding is performed in the form of a dividing, for example, mylar, yarn. When laying the windings with the specified thread, all the wires of the section are covered, the thread is pulled, overlapping each section sequentially.
В основу изобретения поставлена также задача - разработать отделяемое сборочное приспособление - оправку, с помощью которой можно изготовить бескаркасную катушку по заявляемому способу, и посредством определенных конструктивных решений обеспечить технический результат: возможность получить бескаркасную малогабаритную катушку индуктивности, обладающую минимальными паразитными параметрами и высокой электрической прочностью.The invention is also based on the task of developing a detachable assembly device — a mandrel, with which it is possible to produce a frameless coil according to the claimed method, and by means of certain design solutions to provide a technical result: the ability to obtain a frameless small-sized inductor having minimal spurious parameters and high electrical strength.
Поставленная задача решается тем, что в оправке для изготовления бескаркасной катушки индуктивности, выполненной разъемной с двумя фланцами и содержащей стержень, расположенный между ними, согласно изобретению стержень содержит, по меньшей мере, два отдельных сегмента, каждый из которых выполнен с возможностью крепления к указанным фланцам. Сегмент имеет на своей поверхности поперечные канавки для укладки витков провода и формирования секций обмотки катушки с помощью средства для формирования секций. Каждый сегмент оправки имеет элемент фиксации, представляющий собой стопорящий штифт, обеспеченный на одной из противолежащих торцевых поверхностей, а фланец имеет соответствующее штифту установочное отверстие. Каждый фланец выполнен в виде пластины, снабженной расположенными по ее периметру прорезями для размещения в них средства для формирования упомянутых секций, причем прорези размещены регулярно с чередованием с установочными отверстиями. Данные прорези выполнены открытыми с периферийной части пластины и ограничены крепежными винтами в ее центральной части, при этом винты размещены перпендикулярно внешней поверхности пластины и предназначены для крепления средств для формирования секций.The problem is solved in that in the mandrel for the manufacture of a frameless inductor made detachable with two flanges and containing a rod located between them, according to the invention, the rod contains at least two separate segments, each of which is made with the possibility of fastening to these flanges . The segment has transverse grooves on its surface for laying turns of wire and forming sections of the coil winding using means for forming sections. Each mandrel segment has a locking element, which is a locking pin provided on one of the opposite end surfaces, and the flange has a mounting hole corresponding to the pin. Each flange is made in the form of a plate equipped with slots located along its perimeter to accommodate means for forming the said sections, and the slots are placed regularly with alternation with mounting holes. These slots are made open from the peripheral part of the plate and are limited by fixing screws in its central part, while the screws are placed perpendicular to the outer surface of the plate and are intended for fastening means for forming sections.
Возможны дополнительные варианты выполнения оправки, в которых целесообразно, чтобы:Additional mandrel embodiments are possible, in which it is advisable that:
- сегмент был выполнен цилиндрическим либо в виде усеченного конуса и представлял собой металлический сердечник с насаженной на него втулкой из фторопласта. При этом сегмент закреплен между указанными фланцами посредством выступов, расположенных на противолежащих торцевых поверхностях сердечника и контактирующих с ответными отверстиями фланцев;- the segment was made cylindrical or in the form of a truncated cone and was a metal core with a fluoroplastic sleeve mounted on it. In this case, the segment is fixed between the indicated flanges by means of protrusions located on the opposite end surfaces of the core and in contact with the counter holes of the flanges;
- средство для формирования секций обмотки катушки было выполнено в виде разделительной, например лавсановой, нити, соединенной с пружинами для удержания соответствующих концов нити.- the means for forming sections of the coil winding was made in the form of a dividing, for example, lavsan, thread connected to the springs to hold the corresponding ends of the thread.
При использовании предлагаемой группы технических решений обеспечена возможность создания малогабаритных катушек, не использующих каркасы и имеющих при этом жесткую конструкцию из последовательно соединенных между собой секций с равным числом витков в каждой. Секции разделены воздушными диэлектрическими промежутками, позволяющими проникать трансформаторному маслу, обеспечивающему повышенную электрическую прочность и нормальный тепловой режим. Конструкция оправки дает возможность выбора оптимального варианта геометрической формы катушки, имеющей меньшие, чем при рядовой намотке высоковольтных обмоток, размеры, значительно меньшие паразитные параметры, усиленную высоковольтную изоляцию при отсутствии дополнительной межслоевой ленточной изоляции, жесткую облегченную конструкцию.Using the proposed group of technical solutions, it is possible to create small-sized coils that do not use frames and which have a rigid structure from sections connected in series with each other with an equal number of turns. The sections are separated by air dielectric gaps, which allow transformer oil to penetrate, providing increased electric strength and normal thermal conditions. The design of the mandrel makes it possible to choose the best option for the geometrical shape of the coil, which has smaller dimensions than the ordinary winding of high-voltage windings, significantly lower spurious parameters, reinforced high-voltage insulation in the absence of additional interlayer tape insulation, and a rigid, lightweight design.
Указанные преимущества, а также особенности настоящего изобретения иллюстрируются чертежами, которые представляют один из примеров реализации изобретения. Сущность технического решения показана на примере изготовления бескаркасной катушки индуктивности, полученной намоткой на стержень, состоящий из четырех сегментов, и имеющей в поперечном сечении прямоугольную форму со скругленными углами.These advantages, as well as features of the present invention are illustrated by drawings, which represent one example of the invention. The essence of the technical solution is shown by the example of manufacturing a frameless inductor obtained by winding on a rod consisting of four segments and having a rectangular cross-section with rounded corners.
На фиг. 1а и 1б показан общий вид оправки.In FIG. 1a and 1b show a general view of the mandrel.
На фиг. 2 приведен сегмент оправки.In FIG. 2 shows the mandrel segment.
На фиг. 3 приведен вид оправки сбоку, с внешней стороны одного из фланцев.In FIG. 3 shows a side view of the mandrel, from the outside of one of the flanges.
На фиг. 4 изображен вид оправки по разрезу А-А фиг. 3.In FIG. 4 shows a view of the mandrel along section AA of FIG. 3.
На фиг. 5 показано устройство для вращения оправки.In FIG. 5 shows a device for rotating the mandrel.
На фиг. 6 показана катушка индуктивности, изготовленная в соответствии с заявленным техническим решением.In FIG. 6 shows an inductor manufactured in accordance with the claimed technical solution.
На фиг. 7 показан вид катушки индуктивности со стороны монтажной платы.In FIG. 7 shows a view of the inductor from the side of the circuit board.
На фиг. 8 изображен вертикальный разрез Б-Б фиг. 7.In FIG. 8 is a vertical section BB of FIG. 7.
На фиг. 9 приведен укрупненный вид В фиг. 8.In FIG. 9 is an enlarged view of FIG. 8.
На фиг. позициями обозначены:In FIG. positions marked:
1 - сегмент оправки,1 - mandrel segment,
2 - монтажная плата,2 - circuit board,
3 - металлический сердечник,3 - metal core,
4 - фторопластовая втулка,4 - fluoroplastic sleeve,
5 - канавка,5 - groove,
6 - фланец,6 - flange
7 - осевой выступ для крепления сегмента 1,7 - axial protrusion for mounting
8 - ответное отверстие для выступа 7,8 - a counter hole for the
9 - стопорящий штифт,9 - locking pin,
10 - установочное отверстие для штифта 9,10 - mounting hole for the
11 - винт,11 - screw
12 - прорезь,12 - slot
13 - лавсановая нить,13 - dacron thread,
14 - пружина,14 - spring,
15 - вывод обмотки,15 - output winding
16 - секция катушки.16 - section of the coil.
Для изготовления бескаркасной катушки намотка в соответствии с предлагаемым техническим решением выполнялась на устройстве, изображенном на фиг. 5. На валу устройства размещают и закрепляют оправку, общий вид которой показан на фиг. 1а и 1б. Оправку выполняют разъемной и для описанного здесь примера реализации она содержит четыре цилиндрических сегмента 1, общий вид которого показан на фиг. 2. Каждый сегмент 1 может быть выполнен в виде металлического сердечника 3 с насаженной на него фторопластовой втулкой 4. На поверхности фторопластовой втулки 4 выполнены параллельные поперечные канавки 5 для укладки витков провода и формирования в каждой канавке секции 16. Сегменты 1 размещены между двух фланцев 6, и каждый закреплен между указанными фланцами посредством осевых выступов 7, расположенных на противолежащих торцевых поверхностях сердечника 3 и контактирующих с ответными отверстиями 8 фланцев 6. Каждый сегмент 1 на одной из торцевых поверхностей имеет элемент фиксации, представляющий собой стопорящий штифт 9, который размещают в соответствующем штифту установочном отверстии 10, предотвращая, тем самым, вращение сегмента при намотке провода. Каждый фланец 6 выполнен в виде пластины, снабженной расположенными по ее периметру прорезями 12, которые выполнены открытыми с периферийной части пластины и ограничены крепежными винтами 11 в ее центральной части, причем прорези 12 размещены регулярно с чередованием с установочными отверстиями 10. Прорези 12 предназначены для размещения в них лавсановой нити 13 с закреплением концов последней пружинами 14.For the manufacture of a frameless coil, winding in accordance with the proposed technical solution was performed on the device shown in FIG. 5. A mandrel, a general view of which is shown in FIG. 1a and 1b. The mandrel is detachable and for the embodiment described here it contains four
На фиг. 6-7 показана катушка, полученная с помощью предлагаемого способа на оправке предлагаемой конструкции, а на фиг. 8-9 представлен вид поперечного сечения катушки, дающий представление о внутреннем устройстве катушки. Катушку (фиг. 6) получают из гибкого электрического провода круглого сечения, поступающего с бобины (на чертежах не показана) через эластичный фитиль (на чертежах не показан), постоянно смачиваемый электроизоляционым лаком, что позволяет обеспечить, после полимеризации лака, дополнительную изоляцию витков каждой секции 16 и жесткость конструкции катушки в целом. Количество и размер канавок 5 для формирования секций 16 определяют исходя из заданного количества витков и сечения провода. Количество витков в каждой канавке определяют исходя из расчетного значения напряжения. Намотку катушки выполняют следующим образом. Перед укладкой провода в канавку 5 нить 13 закрепляют в пружинах 14. Выполняют намотку и после «заполнения» первой канавки 5 заданным числом витков провода намотку фиксируют нитью 13, формируя секцию 16, для чего используют, например, лавсановую нить, которую переплетают вокруг уложенной в канавке намотки провода. Фиксацию секции выполняют с каждой стороны обмотки. Провод переводят в следующую канавку и подобным образом формируют все последующие секции. На фиг. 8 видно, что процесс плетения происходит по двум «зеркальным» синусоидам. После формирования последней секции выводы 15 распаивают на концах монтажной платы 2, закрепленной на поверхности обмотки, пропитывают обмотку электроизоляционным лаком, высушивают, оправку разбирают и снимают готовую катушку.In FIG. 6-7 show the coil obtained using the proposed method on the mandrel of the proposed design, and in FIG. 8-9 are cross-sectional views of a coil giving an idea of the internal structure of the coil. The coil (Fig. 6) is obtained from a flexible electric wire of circular cross section, coming from a bobbin (not shown in the drawings) through an elastic wick (not shown in the drawings), constantly wetted by an electrical insulating varnish, which allows, after polymerization of the varnish, additional insulation of the turns of each
Катушка, изготовленная по данному способу с применением заявляемой конструкции оправки, по описанному примеру имела прямоугольную форму со скругленными углами, имеющими радиус изгиба, определяемый радиусом сегмента. Такая конструкция исключает перегибание провода при его укладке, что является важным фактором при изготовлении катушки.The coil made according to this method using the inventive mandrel design, according to the described example, had a rectangular shape with rounded corners having a bending radius determined by the radius of the segment. This design eliminates the bending of the wire when laying, which is an important factor in the manufacture of the coil.
Таким образом, предлагаемая группа технических решений обеспечит, во-первых, повышение электрической прочности при одновременной минимизации размеров катушки, во-вторых, повышение технологичности изготовления катушек за счет выполнения конструкции оправки, в частности выполнения оправки в виде сегментов, имеющих канавки для размещения провода, позволяющих выполнить упорядоченную и равномерную укладку провода в каждую канавку, и в-третьих, упрощение способа изготовления катушки с использованием предлагаемой оправки. Кроме того, при использовании оправки предлагаемой конструкции получена возможность изготовления катушек, имеющих разную форму поперечного сечения (например, прямоугольную, треугольную, квадратную и др.).Thus, the proposed group of technical solutions will provide, firstly, an increase in electric strength while minimizing coil sizes, and secondly, an increase in the manufacturability of coils due to the construction of the mandrel, in particular, the mandrel in the form of segments having grooves for accommodating the wire, allowing to perform an ordered and uniform laying of wires in each groove, and thirdly, simplifying the method of manufacturing a coil using the proposed mandrel. In addition, when using the mandrel of the proposed design, it was possible to manufacture coils having different cross-sectional shapes (for example, rectangular, triangular, square, etc.).
Предлагаемое техническое решение позволяет посредством конструкции оправки с помощью предлагаемого способа получить бескаркасную малогабаритную катушку, обладающую минимальными паразитными параметрами, минимально возможными габаритами и имеющую высокую электрическую прочностью. Катушка, полученная таким способом, позволяет сконструировать малогабаритный высокочастотный высоковольтный трансформатор на нужное напряжение, работающий на высоких частотах до 200 кГц.The proposed solution allows using the design of the mandrel using the proposed method to obtain a frameless small coil with minimal spurious parameters, the smallest possible dimensions and having high electric strength. The coil obtained in this way allows you to design a small-sized high-frequency high-voltage transformer for the desired voltage, operating at high frequencies up to 200 kHz.
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015136033/07A RU2605769C1 (en) | 2015-08-26 | 2015-08-26 | Frameless inductance coil manufacturing method and mandrel for production thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015136033/07A RU2605769C1 (en) | 2015-08-26 | 2015-08-26 | Frameless inductance coil manufacturing method and mandrel for production thereof |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2605769C1 true RU2605769C1 (en) | 2016-12-27 |
Family
ID=57793706
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015136033/07A RU2605769C1 (en) | 2015-08-26 | 2015-08-26 | Frameless inductance coil manufacturing method and mandrel for production thereof |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2605769C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109148145A (en) * | 2018-09-07 | 2019-01-04 | 长兴盛强电子器材股份有限公司 | A kind of bobbin winder device of inductance |
RU2706419C1 (en) * | 2019-03-12 | 2019-11-19 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Силовая высоковольтная электроника" | Method of manufacturing high-voltage frameless coil |
CN114571799A (en) * | 2022-03-04 | 2022-06-03 | 潍坊汇胜绝缘技术有限公司 | Preparation method of high-thickness large-size coiled electrostatic ring framework |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB320075A (en) * | 1928-07-03 | 1929-10-03 | Igranic Electric Co Ltd | Improvements in or relating to formers for electric coils |
SU781992A1 (en) * | 1978-12-26 | 1980-11-23 | Чебоксарский Завод Кабельных Изделий "Чувашкабель" | Holder for winding frameless reels |
JPS56155524A (en) * | 1980-05-02 | 1981-12-01 | Toshiba Corp | Coil former |
RU2003138031A (en) * | 2003-12-29 | 2005-06-10 | Открытое акционерное общество Арзамасское научно-производственное предпри тие "ТЕМП-АВИА" (ОАО АНПП "ТЕМП-АВИА") (RU) | METHOD FOR PRODUCING A FRAMELESS INDUCTIVE COIL AND AIMING FOR ITS MANUFACTURE |
RU2340026C1 (en) * | 2005-01-17 | 2008-11-27 | Хонда Мотор Ко., Лтд | Coil without frame and method of its manufacture |
-
2015
- 2015-08-26 RU RU2015136033/07A patent/RU2605769C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB320075A (en) * | 1928-07-03 | 1929-10-03 | Igranic Electric Co Ltd | Improvements in or relating to formers for electric coils |
SU781992A1 (en) * | 1978-12-26 | 1980-11-23 | Чебоксарский Завод Кабельных Изделий "Чувашкабель" | Holder for winding frameless reels |
JPS56155524A (en) * | 1980-05-02 | 1981-12-01 | Toshiba Corp | Coil former |
RU2003138031A (en) * | 2003-12-29 | 2005-06-10 | Открытое акционерное общество Арзамасское научно-производственное предпри тие "ТЕМП-АВИА" (ОАО АНПП "ТЕМП-АВИА") (RU) | METHOD FOR PRODUCING A FRAMELESS INDUCTIVE COIL AND AIMING FOR ITS MANUFACTURE |
RU2340026C1 (en) * | 2005-01-17 | 2008-11-27 | Хонда Мотор Ко., Лтд | Coil without frame and method of its manufacture |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109148145A (en) * | 2018-09-07 | 2019-01-04 | 长兴盛强电子器材股份有限公司 | A kind of bobbin winder device of inductance |
CN109148145B (en) * | 2018-09-07 | 2020-09-25 | 旌德君创科技发展有限公司 | Winding device of inductor |
RU2706419C1 (en) * | 2019-03-12 | 2019-11-19 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Силовая высоковольтная электроника" | Method of manufacturing high-voltage frameless coil |
CN114571799A (en) * | 2022-03-04 | 2022-06-03 | 潍坊汇胜绝缘技术有限公司 | Preparation method of high-thickness large-size coiled electrostatic ring framework |
CN114571799B (en) * | 2022-03-04 | 2023-11-24 | 潍坊汇胜绝缘技术有限公司 | Preparation method of high-thickness large-size rolled electrostatic ring framework |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9202621B2 (en) | Slotted bobbin magnetic component devices and methods | |
DE112012007164B4 (en) | Anchor for an electric lathe | |
US6771157B2 (en) | Wire-wound coil | |
KR101361282B1 (en) | Stator structure for rotary electric machine and method for mounting stator | |
RU2679009C1 (en) | Transformer | |
KR101376930B1 (en) | Transformer | |
RU2605769C1 (en) | Frameless inductance coil manufacturing method and mandrel for production thereof | |
CN108141082B (en) | Rotating electrical machine | |
EP3382724B1 (en) | Transformer device | |
JP2009141112A (en) | Isolation transformer | |
CN101241796B (en) | Transformer | |
CN105826056A (en) | Transformer | |
WO2003005384A1 (en) | Method for manufacturing coil device | |
US3464043A (en) | Conductor strip transformer winding having improved short circuit strength | |
US20030016112A1 (en) | Inductive component made with circular development planar windings | |
US20170178792A1 (en) | Voltage transformer | |
KR101167176B1 (en) | Bobbin and method for winding coil using same | |
JP2016115864A (en) | Coil component | |
JP2013021307A (en) | High frequency transformer | |
GB2033669A (en) | Flyback transformer | |
WO2018062117A1 (en) | Contactless power feeding coil unit | |
EP3893256B1 (en) | Semi-planar transformer | |
JP2010251364A (en) | Bobbin for coil, winding component, coil component, switching power supply unit, and method of manufacturing coil component | |
JP2010109131A (en) | High voltage transformer | |
US3195085A (en) | Cooling ducts for wound coils |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD4A | Correction of name of patent owner |