RU2746269C1 - Single-turn inductor of strong axial magnetic field (options) - Google Patents
Single-turn inductor of strong axial magnetic field (options) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2746269C1 RU2746269C1 RU2020129695A RU2020129695A RU2746269C1 RU 2746269 C1 RU2746269 C1 RU 2746269C1 RU 2020129695 A RU2020129695 A RU 2020129695A RU 2020129695 A RU2020129695 A RU 2020129695A RU 2746269 C1 RU2746269 C1 RU 2746269C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- conductors
- inductor
- current
- cylindrical
- thickness
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- 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
Abstract
Description
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИFIELD OF TECHNOLOGY
Изобретение относится к электротехнике, к устройствам для магнитно-импульсной обработки материалов (обжим, формовка, калибрование, сварка трубчатых заготовок и т.д.), использующим ток высокой частоты и большой амплитуды для генерации сильного импульсного магнитного поля (СМП) с индукцией выше 10 Тл, точнее к конструкции индуктора этих устройств.The invention relates to electrical engineering, to devices for magnetic-pulse processing of materials (crimping, molding, calibration, welding of tubular workpieces, etc.), using high-frequency and high-amplitude current to generate a strong pulsed magnetic field (PMF) with induction above 10 T, more precisely to the design of the inductor of these devices.
ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИPRIOR ART
Известны способы магнитно-импульсной обработки материалов, в основе которых лежит бесконтактное возбуждение внешним сильным импульсным магнитным полем индуктора (соленоида) электромеханических усилий в проводящем теле, непосредственно подвергающемся их действию или передающем эти усилия на другой материал, например, порошок, в случае магнитно-импульсного прессования [1]. Для большинства задач магнитно-импульсной обработки, в частности, магнитно-импульсной сварки металлов, требуется применение коротких импульсов СМП большой амплитуды, длительность полупериода колебаний 5–30 мкс, амплитуда магнитного поля 20–50 Тл. Большая величина индукции магнитного поля в канале индуктора, до 50 Тл, и импульсного тока для ее создания определяют основные проблемы при конструировании устройств многократной генерации: (1) создание токовых контактов, работающих в «безыскровом» режиме и (2) высокая механическая прочность индуктора. Known methods of magnetic-pulse processing of materials, which are based on the non-contact excitation of an external strong pulsed magnetic field of an inductor (solenoid) of electromechanical forces in a conductive body, directly exposed to their action or transmitting these forces to another material, for example, a powder, in the case of a magnetic-pulse pressing [1]. For most of the tasks of magnetic-pulse processing, in particular, magnetic-pulse welding of metals, it is required to use short PFM pulses of large amplitude, the duration of the half-period of oscillations is 5–30 μs, and the amplitude of the magnetic field is 20–50 T. The large value of the magnetic field induction in the inductor channel, up to 50 T, and the pulsed current for its creation determine the main problems in the design of multiple generation devices: (1) the creation of current contacts operating in the "non-spark" mode and (2) high mechanical strength of the inductor.
Самую простую, механически прочную конструкцию с низкой индуктивностью для получения коротких импульсов СМП аксиальной симметрии имеют одновитковые соленоиды, представляющие собой массивный виток – втулку с радиальным разрезом, часто называемым щелью или прорезью, с двумя токопроводами (токовыми коллекторами), как правило, выполненными в виде бифилярной передающей линии из параллельных пластин постоянной или переменной ширины. Описание подобной конструкции, являющейся одним из аналогов по настоящему изобретению, можно найти в работе [2].The simplest, mechanically strong design with a low inductance for obtaining short pulses of the LMP of axial symmetry has single-turn solenoids, which are a massive turn - a sleeve with a radial cut, often called a slot or a slot, with two current conductors (current collectors), usually made in the form bifilar transmission line made of parallel plates of constant or variable width. A description of such a design, which is one of the analogues of the present invention, can be found in [2].
При создании в одновитковых соленоидах коротких импульсов СМП амплитудой до 50 Тл величина импульсного тока достигает значений около 1 МА и более. Известно [3], что для предотвращения существенной эрозии контактных поверхностей, линейная плотность тока в таком контакте не должна превышать величину около 40–50 кА/см для стали и меди. Использование в качестве основной характеристики именно линейной плотности тока обусловлено протеканием (перетеканием в зоне контакта) высокочастотного тока в тонком слое толщиной порядка толщины классического скин-слоя Δ = (ρ/(µ0·π·f))1/2, где ρ – удельное сопротивление, µ0 – магнитная постоянная, f – частота тока. Зачастую, длину контакта оценивают по периметру крепежных элементов, обеспечивающих контакт двух проводников, и их количеству. Так, при токе 1 МА длина безыскрового контакта должна быть не менее 200 мм; при этом типичная длина рабочей области индукторов СМП, в частности, индукторов для магнитно-импульсной сварки, составляет 10–20 мм, то есть в 10-20 раз меньше длины контактов. Если уменьшать длину контактов, происходит их сильная эрозия и быстрый износ. Искрение помимо этого приводит к ускорению деградации и пробою диэлектрика, разделяющего элементы индуктора и токовых коллекторов разной полярности.When creating short PFM pulses with an amplitude of up to 50 T in single-turn solenoids, the value of the pulse current reaches values of about 1 MA and more. It is known [3] that to prevent significant erosion of contact surfaces, the linear current density in such a contact should not exceed about 40–50 kA / cm for steel and copper. The use of the linear current density as the main characteristic is due to the flow (flow in the contact zone) of a high-frequency current in a thin layer with a thickness of the order of the thickness of the classical skin layer Δ = (ρ / (μ 0 π f)) 1/2 , where ρ is resistivity, µ 0 - magnetic constant, f - current frequency. Often, the length of the contact is estimated along the perimeter of the fasteners that provide contact between the two conductors, and their number. So, at a current of 1 MA, the length of the sparkless contact must be at least 200 mm; at the same time, the typical length of the working area of SMP inductors, in particular, inductors for magnetic pulse welding, is 10–20 mm, that is, 10–20 times less than the length of the contacts. If the length of the contacts is reduced, their strong erosion and rapid wear occurs. In addition, sparking leads to accelerated degradation and breakdown of the dielectric separating the elements of the inductor and current collectors of different polarity.
Другой упомянутой проблемой является механическая прочность кольцевого витка. Генерируемое индуктором импульсное магнитное поле в рабочей области и области щели оказывает на него силовое воздействие, стремясь разорвать виток в радиальном направлении давлением PM, пропорциональным квадрату индукции магнитного поля B, PM = B2/2µ0, где µ0 – магнитная постоянная [4]. Для удержания магнитного поля внешний диаметр витка должен быть хотя бы в 3 раза больше внутреннего. При этом, даже в таком массивном кольцевом витке область, противоположная прорези, характеризуется наибольшей величиной механических напряжений растяжения, обусловленных возникновением в процессе генерации поля изгибающих усилий, и является наиболее слабым местом витка. Здесь и далее влияние на прочность индуктора термических эффектов не обсуждается и не затрагивает сути изобретения. Также отметим, что малые времена нарастания индукции магнитного поля обусловливают малые диффузионные потери [4], что позволяет использовать в качестве материала индуктора во многих случаях малоуглеродистые качественные или среднеуглеродистые конструкционные стали, предпочтительнее последние, имеющие высокое значение временного сопротивления разрыву после улучшения термообработкой, 1–1,5 ГПа, несмотря на их относительно низкую электропроводность.Another problem mentioned is the mechanical strength of the annular turn. The pulsed magnetic field generated by the inductor in the working area and the area of the slot exerts a force on it, tending to break the loop in the radial direction by the pressure P M proportional to the square of the magnetic field induction B, P M = B 2 / 2µ 0 , where µ 0 is the magnetic constant [ four]. To contain the magnetic field, the outer diameter of the loop must be at least 3 times larger than the inner one. At the same time, even in such a massive annular turn, the area opposite to the slot is characterized by the greatest magnitude of mechanical tensile stresses due to the occurrence of bending forces during the generation of the field, and is the weakest point of the turn. Hereinafter, the influence on the strength of the inductor of thermal effects is not discussed and does not affect the essence of the invention. We also note that the short rise times of the magnetic field induction cause low diffusion losses [4], which makes it possible to use low-carbon high-quality or medium-carbon structural steels as the inductor material in many cases, the latter are preferable, having a high tensile strength after improvement by heat treatment, 1– 1.5 GPa, despite their relatively low electrical conductivity.
Аналогами одновиткового индуктора по настоящему изобретению авторы считают индукторы типовой конструкции, описанные, например, в [5]. В работе [5] одновитковый индуктор был выполнен цельной деталью из малоуглеродистой стали (Ст. 3) в виде кольцевого витка со щелью и токопроводами в виде передающей линии, имеющими уширение в плоскости щели витка. Размеры витка: наружный диаметр 40 мм, внутренний диаметр 30 мм, длина 30 мм. Переход от витка соленоида к уширенным токопроводам, согласно изображениям, был выполнен под прямым углом без скосов и скруглений, что приводит к нежелательной концентрации тока в этих местах; это следует отнести к одному из недостатков данного аналога. К торцам токопроводов под прямым углом были присоединены сваркой клеммы в виде плоских площадок с крепежными отверстиями для подключения к коллектору генератора тока; при этом ширина площадок была почти вдвое больше ширины токопроводов. Условия тестирования: частота – 65 кГц (длительность периода 15,4 мкс), ток в первом максимуме – 1060 кА, амплитуда поля – 21 Тл. The authors consider the inductors of a typical design described, for example, in [5], to be analogs of a single-turn inductor according to the present invention. In work [5], a single-turn inductor was made as an integral part of low-carbon steel (St. 3) in the form of an annular turn with a slot and conductors in the form of a transmission line, having a broadening in the plane of the loop slot. Coil dimensions: outer diameter 40 mm,
Там же авторы приводят конструкцию толстостенного одновиткового соленоида, представляющего собой массивный виток со щелью и двумя клеммами в виде плоских площадок с крепежными отверстиями для подключения к коллектору генератора тока, присоединенными сваркой по касательной к витку в области щели. Внешний и внутренний диаметры витка составляли соответственно 190 и 44 мм, длина индуктора 90 мм, длина рабочего канала 30 мм за счет фаски под 45° на торцевых кромках внутреннего канала. Ширина контактных площадок по длине индуктора составляла 180 мм. Условия тестирования: частота – 10 кГц (длительность периода 100 мкс), ток в первом максимуме – 1600 кА, амплитуда поля – 25 Тл. Типичная картина разрушения индукторов – аналогов, приведенная авторами в [5], – полный разрыв витка толщиной 5 мм (после пятого разряда) или образование трещины в толстостенном витке (после 25 разряда) в области напротив щели. Отметим, что приведенная схема присоединения клеммных площадок с использованием сварки не обеспечивает равномерного протекания тока в месте соединения контактных площадок к токопроводам в пространстве между токопроводами, т.к. осуществление сварки в этом месте затруднительно. Этот недостаток присущ обеим конструкциям, приведенным в [5]. Также авторами не дается описание поведения и состояния контактов после испытания индукторов (токи – до 1,6 МА), что является существенным моментом для устройств многократной генерации. По всей видимости, такой задачи не ставилось.In the same place, the authors give the design of a thick-walled single-turn solenoid, which is a massive turn with a slot and two terminals in the form of flat areas with mounting holes for connecting a current generator to the collector, connected by welding tangentially to the loop in the area of the slot. The outer and inner diameters of the loop were, respectively, 190 and 44 mm, the length of the inductor was 90 mm, and the length of the working channel was 30 mm due to the 45 ° chamfer at the end edges of the inner channel. The width of the contact pads along the length of the inductor was 180 mm. Test conditions: frequency - 10 kHz (period duration 100 μs), current at the first maximum - 1600 kA, field amplitude - 25 T. A typical picture of the destruction of analog inductors, given by the authors in [5], is a complete rupture of a
К общим недостаткам аналогов, имеющих типовую для одновитковых индукторов конструкцию, в частности, приведенных в [5], следует отнести следующее.The general disadvantages of analogs with a typical design for single-turn inductors, in particular, those given in [5], include the following.
1. Малая длина рабочего канала (витка) индуктора в сравнении с длиной контактов и одновременно близкое расположение витка к поверхности подключения приводит к выраженному коллекторному эффекту [4]. Вследствие этого, область затекания тока в контактах значительно меньше их ширины, что приводит к сильной и неравномерной их эрозии.1. The small length of the working channel (coil) of the inductor in comparison with the length of the contacts and at the same time the close location of the coil to the connection surface leads to a pronounced collector effect [4]. As a result, the area of current flow in the contacts is much smaller than their width, which leads to their strong and uneven erosion.
2. На внутренней поверхности канала индуктора в области напротив щели находится область интенсивных механических напряжений растяжения, которые инициируют быстрое разрушение индуктора.2. On the inner surface of the inductor channel, in the area opposite the slot, there is a region of intense mechanical tensile stresses, which initiate a rapid destruction of the inductor.
3. Массивный виток соленоида с токопроводами приходится изготавливать цельной деталью. Во-первых, это требует больших затрат материала, поскольку диаметр витка соленоида, как правило, больше суммарной толщины токопроводов в 3 и более раз. Во-вторых, это приводит к увеличению массогабаритных характеристик индукторной системы. Применение для этих целей пайки или сварки снижает долговечность индуктора. Использование токопроводов на поджиме к витку индуктора, как, например, предложено в [6], имеет существенное ограничение на размеры индукторной системы, также приводит к увеличению массогабаритных характеристик и не решает в должной мере вопроса эрозии контактов. 3. A massive coil of a solenoid with conductors has to be made in one piece. First, it requires a lot of material, since the diameter of the coil of the solenoid, as a rule, is 3 or more times greater than the total thickness of the conductors. Secondly, this leads to an increase in the mass and size characteristics of the inductor system. The use of soldering or welding for these purposes reduces the durability of the inductor. The use of conductors pressed against the coil of the inductor, as, for example, proposed in [6], has a significant limitation on the size of the inductor system, also leads to an increase in weight and size characteristics and does not adequately solve the issue of contact erosion.
Наиболее близким аналогом – прототипом, авторы считают индуктор, описанный в [7]. Схематичное изображение принципиальных элементов конструкции прототипа приведено на Фиг. 1. Виток такого индуктора или, точнее сказать, тело 1 и токопроводы 3 и 4 выполнены из цельной пластины. Отверстие в пластине образует рабочий канал индуктора 2, а выполненный разрез от отверстия до края пластины есть щель индуктора 5, разделяющая часть пластины на два токопровода разной полярности, 3 и 4. Отверстия 6 по краям пластин токопроводов служат для присоединения индуктора к коллекторному устройству (клеммам) генератора тока. Приблизительная область контакта 7 показана штриховкой, контакт есть и с противоположной стороны пластины. Для ясности, с типом коллекторного устройства можно ознакомиться там же в [7]. The closest analogue - the prototype, the authors consider the inductor described in [7]. A schematic representation of the principal structural elements of the prototype is shown in FIG. 1. The coil of such an inductor or, more precisely, the
В отличие от типовой конструкции аналогов, плоскость затекания тока в прототипе перпендикулярна оси индуктора. Далее ток протекает по внутренним поверхностям передающей линии (в области щели). При этом длина передающей линии порядка двух толщин пластины является достаточной для исключения влияния на распределение тока в канале индуктора коллекторного эффекта, обусловленного перетеканием тока от контактов в передающую линию показанным стрелками на Фиг. 1.In contrast to the typical design of analogs, the plane of current flow in the prototype is perpendicular to the axis of the inductor. Further, the current flows along the inner surfaces of the transmission line (in the area of the slot). In this case, the length of the transmission line of the order of two plate thicknesses is sufficient to exclude the influence of the collector effect on the current distribution in the inductor channel, caused by the current flow from the contacts into the transmission line shown by the arrows in FIG. one.
Описанная конструкция прототипа по сравнению с аналогами проще в изготовлении и характеризуется снижением затрат материала и массогабаритных характеристик. Все это следует отнести к достоинствам прототипа. К недостаткам прототипа следует отнести не решенную в должной мере проблему снижения плотности тока в контактах, которая может быть решена, в частности, путем подбора ширины пластины и/или количества крепежных элементов и/или типа коллекторного устройства. Другим его недостатком является достаточно высокая индуктивность передающей линии за счет ее малой ширины, равной толщине пластины, сравнимая с индуктивностью витка индуктора, что снижает эффективность передачи магнитной энергии в рабочую область индуктора. Также нерешенной проблемой остается наличие области интенсивных механических напряжений растяжения на внутренней поверхности канала индуктора в области напротив щели, инициирующих быстрое его разрушение.The described design of the prototype in comparison with analogues is easier to manufacture and is characterized by a decrease in material costs and weight and size characteristics. All this should be attributed to the advantages of the prototype. The disadvantages of the prototype should be attributed to the not properly solved problem of reducing the current density in the contacts, which can be solved, in particular, by selecting the width of the plate and / or the number of fasteners and / or the type of collector device. Its other disadvantage is a sufficiently high inductance of the transmission line due to its small width, equal to the thickness of the plate, comparable to the inductance of the coil of the inductor, which reduces the efficiency of the transfer of magnetic energy to the working area of the inductor. Also, an unsolved problem is the presence of a region of intense mechanical tensile stresses on the inner surface of the inductor channel in the region opposite the slot, initiating its rapid destruction.
Все вышеизложенное составляет суть технической проблемы. Технической задачей изобретения является создание конструкции индуктора, лишенной части недостатков прототипа, а именно, со сниженными линейной плотностью тока в контактах разъёмного подключения и индуктивностью, а также без области интенсивных механических напряжений растяжения на внутренней поверхности канала индуктора в области напротив щели.All of the above is the essence of the technical problem. The technical objective of the invention is to create an inductor design, devoid of part of the disadvantages of the prototype, namely, with reduced linear current density in the contacts of the plug-in connection and inductance, as well as without an area of intense mechanical tensile stresses on the inner surface of the inductor channel in the area opposite the slot.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ СУЩНОСТИBRIEF DESCRIPTION OF THE ESSENCE
Поставленная задача решается благодаря тому, что одновитковый индуктор выполняется составным и разъемным из двух или из трёх токопроводов - прямоугольных пластин, имеющих в определенном месте вырез по ширине в виде трапеции и симметричное относительно продольной оси этих пластин утолщение в виде бобышки, имеющей на внутренней грани полуцилиндрическую выемку, так что при составлении пластин образуется бифилярная передающая линия с обеспечением равномерного изоляционного зазора между токопроводами разной полярности, содержащая сквозное отверстие поперек пластин – рабочий канал индуктора. С одной стороны пластины соединяются между собой, а с другой – с токовыводами генератора тока. В случае использования трех пластин, одна является потенциальным токопроводом, две другие – нулевыми; при составлении вместе потенциальный токопровод располагается в середине. В такой системе ток протекает преимущественно по примыкающим поверхностям токопроводов, образующим бифилярную линию, а при приближении к трапециевидным участкам с бобышками перетекает на их внутренние грани – области щели и канала индуктора. Достаточно широкие пластины позволяют снизить линейную плотность тока в контактах и обеспечивают пониженную индуктивность токопроводов в сравнении с прототипом. Разъемная конструкция индуктора делает его более технологичным в изготовлении и обслуживании.The problem is solved due to the fact that the single-turn inductor is made of a composite and detachable from two or three conductors - rectangular plates, which have a cut in width in the form of a trapezoid in a certain place and a thickening in the form of a boss, symmetrical relative to the longitudinal axis of these plates, having a semi-cylindrical a notch, so that when the plates are assembled, a bifilar transmission line is formed with a uniform insulating gap between conductors of different polarity, containing a through hole across the plates - the working channel of the inductor. On the one hand, the plates are connected to each other, and on the other, to the current outputs of the current generator. In the case of using three plates, one is a potential conductor, the other two are zero; when put together, the potential conductor is located in the middle. In such a system, the current flows mainly along the adjacent surfaces of the current conductors, forming a bifilar line, and when approaching the trapezoidal sections with bosses, it flows onto their inner faces - the region of the slot and the inductor channel. Sufficiently wide plates make it possible to reduce the linear current density in the contacts and provide a reduced inductance of current conductors in comparison with the prototype. The detachable design of the inductor makes it more manufacturable and maintainable.
ОПИСАНИЕ ФИГУРDESCRIPTION OF FIGURES
Предложенное изобретение будет описано со ссылкой на следующие чертежи: The proposed invention will be described with reference to the following drawings:
Фиг. 1 иллюстрирует схематичное изображение принципиальных элементов конструкции выбранного прототипа по [7] (предшествующий уровень техники), где 1 – тело индуктора из пластины, 2 – цилиндрический канал индуктора, 3, 4 – потенциальный и нулевой токопроводы, 5 – изоляционный зазор (щель), 6 – крепежные отверстия для соединения индуктора с коллекторным устройством, 7 – приблизительная область перетекания тока в контактах. FIG. 1 illustrates a schematic representation of the principal structural elements of the selected prototype according to [7] (prior art), where 1 is an inductor body made of a plate, 2 is a cylindrical channel of an inductor, 3, 4 are potential and zero conductors, 5 is an insulating gap (gap), 6 - mounting holes for connecting the inductor to the collector device, 7 - approximate area of current flow in the contacts.
Фиг. 2 иллюстрирует вариант конструкции одновиткового индуктора, выполненного из двух пластин. На Фиг. 2а показаны эскизы деталей, на Фиг. 2б – индуктор в сборе и сечение в области канала индуктора, где 1 – потенциальный токопровод, 2 – нулевой токопровод, 3 – рабочий канал индуктора, 4 – поверхность контакта между деталями, 5 – контактные области для подключения к токовыводам генератора тока, 6 – изоляционный зазор, 7 – фаска на кромках рабочего канала. Стрелками схематично показано направление протекания тока.FIG. 2 illustrates a design variant of a single-turn inductor made of two plates. FIG. 2a shows sketches of details, FIG. 2b - inductor assembly and cross-section in the area of the inductor channel, where 1 - potential current lead, 2 - zero current lead, 3 - working channel of the inductor, 4 - contact surface between parts, 5 - contact areas for connecting to current outputs of the current generator, 6 - insulating gap, 7 - chamfer on the edges of the working channel. The arrows schematically show the direction of current flow.
Фиг. 3 иллюстрирует вариант конструкции одновиткового индуктора, выполненного из трех пластин. На Фиг. 3а показаны эскизы деталей, на Фиг. 3б – индуктор в сборе и сечение в области канала индуктора, где 1 – потенциальный токопровод, 2 – нулевые токопроводы, 3 – рабочий канал индуктора, 4 – поверхность контакта между деталями, 5 – контактные области для подключения к токовыводам генератора тока, 6 – изоляционный зазор, 7 – фаска на кромках рабочего канала. Стрелками схематично показано направление протекания тока.FIG. 3 illustrates a design variant of a single-turn inductor made of three plates. FIG. 3a shows sketches of parts, FIG. 3b - inductor assembly and cross-section in the area of the inductor channel, where 1 - potential current lead, 2 - zero current leads, 3 - working channel of the inductor, 4 - contact surface between parts, 5 - contact areas for connecting to current outputs of the current generator, 6 - insulating gap, 7 - chamfer on the edges of the working channel. The arrows schematically show the direction of current flow.
Фиг. 4 иллюстрирует типичные импульсы тока (а) и магнитной индукции (б) при разряде емкостного накопителя (C = 425 мкФ, зарядное напряжение 8 кВ) для индукторов двух конструкций: (1) – заявляемый индуктор, (2) – аналог. Размеры рабочей области индукторов: длина 12 мм у обоих, диаметр 8,6 мм у заявляемого, 8,3 мм у аналога.FIG. 4 illustrates typical pulses of current (a) and magnetic induction (b) during the discharge of a capacitive storage (C = 425 μF, charging
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕDETAILED DESCRIPTION
Согласно настоящему изобретению, предлагаются два варианта конструкции одновиткового индуктора, выполненного из пластин и избавленного от части недостатков прототипа, а именно, со сниженными линейной плотностью тока в контактах разъёмного подключения и индуктивностью, а также без области интенсивных механических напряжений растяжения на внутренней поверхности канала индуктора в области напротив щели.According to the present invention, there are two variants of the design of a single-turn inductor made of plates and free from some of the shortcomings of the prototype, namely, with reduced linear current density in the contacts of the plug-in connection and inductance, as well as without an area of intense mechanical tensile stresses on the inner surface of the inductor channel in areas opposite the gap.
В первом варианте индуктор состоит из двух токоведущих прямоугольных пластин (токопроводов): “потенциальной” 1 и “нулевой” 2 (Фиг. 2а). Каждая пластина имеет в определенном месте, как показано на Фиг. 2а, вырез по ширине в виде трапеции и симметричное по форме относительно продольной оси пластины утолщение в виде бобышки, имеющей на внутренней грани полуцилиндрическую выемку, выполненную по всей толщине. Вырезы и бобышки изготовляют в таких размерах, что при составлении двух пластин (Фиг. 2б) образуется бифилярная передающая линия с равномерным зазором 6 между токоведущими деталями разной полярности, а рабочий канал индуктора 3 формируется полуцилиндрическими соосными выемками на гранях токопроводов разной полярности. С одной стороны токопроводы соединяются между собой, а с другой – с токовыводами генератора тока через контактные плошадки 5; при этом в контактной области 4 пластины соединяются разъёмно, и в одной из них или в обеих пластинах выполняется утолщение, равнозначное по суммарной толщине изоляционному зазору 6, или соединяются через металлическую прокладку по толщине изоляционного зазора 6, составляющего 0,1–1 мм. Зазор менее 0,1 мм будет иметь недостаточную электрическую прочность, а зазор более 1 мм – приводить к необоснованному увеличению индуктивности. Количество и типоразмер крепежных элементов определяется требуемым усилием прижатия пластин друг к другу. In the first version, the inductor consists of two current-carrying rectangular plates (conductors): “potential” 1 and “zero” 2 (Fig. 2a). Each plate has a specific location, as shown in FIG. 2a, a cut in width in the form of a trapezoid and a thickening in the form of a boss, symmetrical in shape relative to the longitudinal axis of the plate, having a semi-cylindrical groove on the inner face, made throughout the entire thickness. Notches and bosses are made in such sizes that when two plates are assembled (Fig.2b), a bifilar transmission line is formed with a
Поскольку высокочастотный импульсный ток протекает преимущественно в приповерхностном слое деталей в местах, где детали располагаются близко друг к другу, и проходит по пути наименьшего полного сопротивления (импеданса), этот путь будет стремиться охватить контур наименьшей длины и площади. В такой системе ток протекает по внутренним поверхностям передающей линии и при приближении к участкам с бобышками перетекает на их внутренние грани – области щели(ей) и канала индуктора. Таким образом, ток будет концентрироваться на поверхности рабочего канала индуктора 3, сформированного полуцилиндрическими выемками в токопроводах. Направление тока по поверхностям деталей схематично показано на Фиг. 2 стрелками. Since the high-frequency pulse current flows mainly in the near-surface layer of parts in places where the parts are located close to each other, and follows the path of least impedance (impedance), this path will tend to cover the circuit of the smallest length and area. In such a system, the current flows along the inner surfaces of the transmission line and, when approaching the areas with the bosses, flows over to their inner faces - the region of the slot (s) and the inductor channel. Thus, the current will be concentrated on the surface of the working channel of the
Во втором варианте (Фиг. 3) индуктор состоит из трех токоведущих прямоугольных пластин (токопроводов): “потенциальной” 1 и двух “нулевых” 2, имеет вдвое меньшую плотность тока в контактах и характеризуется сниженной их эрозией. Индуктор может быть подключен к трехпроводному коллектору генератора тока или коллектору коаксиального типа, как будет описано далее. In the second version (Fig. 3) the inductor consists of three current-carrying rectangular plates (conductors): "potential" 1 and two "zero" 2, has a half the current density in the contacts and is characterized by their reduced erosion. The inductor can be connected to a three-wire current generator collector or a coaxial collector as described below.
Как и в предыдущей конструкции (вариант 1), каждая пластина-токопровод имеет в определенном месте, как показано на Фиг. 3а, вырез в виде трапеции и симметричное по форме относительно продольной оси токопровода утолщение в виде бобышки, имеющей на внутренней грани полуцилиндрическую выемку, выполненную по всей толщине. В отличие от предыдущей конструкции, “потенциальный” токопровод 1 имеет утолщения в виде трапеции по обеим сторонам, а “нулевые” 2 – с одной стороны, и составляют друг с другом зеркальную пару. При этом площадь контактных поверхностей в данной конструкции вдвое больше. Упомянутые вырезы и бобышки изготовляют в таких размерах, что при составлении трех токопроводов так, что “потенциальный” токопровод располагается между “нулевыми”, образуется трехпроводная бифилярная передающая линия с равномерными зазорами 6 между токоведущими деталями разной полярности, а рабочий канал индуктора 3 формируется полуцилиндрическими соосными выемками на гранях токопроводов разной полярности (Фиг. 3б). С одной стороны три токопровода соединяются между собой, а с другой – с токовыводами генератора тока; при этом в контактной области 4 пластины соединяются разъёмно, и в одной, двух или во всех пластинах выполняется утолщение, равнозначное по суммарной толщине изоляционному зазору 6, или через металлические прокладки по толщине изоляционного зазора 6, составляющего 0,1–1 мм. Количество и типоразмер крепежных элементов определяется требуемым усилием прижатия пластин друг к другу.As in the previous design (variant 1), each busbar plate has in a certain place, as shown in FIG. 3a, a cut-out in the form of a trapezoid and a bulge in the form of a boss, symmetrical in shape relative to the longitudinal axis of the current lead, having a semi-cylindrical recess on the inner face, made throughout the entire thickness. Unlike the previous design, “potential”
Прохождение тока по поверхностям деталей аналогично предыдущей конструкции, с той лишь разницей, что по средней детали ток протекает с обеих сторон, что вдвое снижает линейную плотность тока. Направление тока по поверхностям деталей схематично показано на Фиг. 3 стрелками. При необходимости, для увеличения индукции поля длина рабочего канала индуктора может быть уменьшена изготовлением фасок 7, как показано на Фиг. 2 и 3, с углом относительно оси канала в интервале 90–45° (на фигурах приведена фаска с углом 75°). Изготовление фасок с углом меньше 45° приводит к чрезмерному перераспределению тока из рабочего канала на поверхности фасок.The passage of current along the surfaces of the parts is similar to the previous design, with the only difference that the current flows through the middle part from both sides, which halves the linear current density. The direction of the current along the surfaces of the parts is schematically shown in FIG. 3 arrows. If necessary, to increase the field induction, the length of the working channel of the inductor can be reduced by making
В предложенных вариантах конструкции индуктора проблема снижения плотности тока в контактах решается путем подбора ширины токопроводов (передающей линии) и/или количества крепежных элементов и/или типа коллекторного устройства. Кроме того, достаточно широкие токопроводы обеспечивают пониженную индуктивность, в отличие от прототипа.In the proposed variants of the inductor design, the problem of reducing the current density in the contacts is solved by selecting the width of the conductors (transmission line) and / or the number of fasteners and / or the type of the collector device. In addition, rather wide conductors provide a lower inductance, in contrast to the prototype.
Как было упомянуто ранее, малые времена нарастания индукции магнитного поля обусловливают малые диффузионные потери, что позволяет использовать в качестве материала индуктора сталь, несмотря на ее относительно низкую электропроводность. Предложенная конструкция может быть выполнена из малоуглеродистых качественных или среднеуглеродистых конструкционных сталей, предпочтительнее последних, имеющих значение временного сопротивления разрыву после улучшения термообработкой не менее 1 ГПа с удельным электросопротивлением в интервале 20–60 мкОм·см или других металлических сплавов с характеристиками не хуже указанных. Значение 1 ГПа соответствует давлению на проводник магнитного поля в 50 Тл; в случае применения материала с удельным сопротивлением значительно больше 60 мкОм·см значительно возрастают диффузионные потери.As mentioned earlier, the short rise times of the magnetic field induction cause low diffusion losses, which makes it possible to use steel as the inductor material, despite its relatively low electrical conductivity. The proposed design can be made of low-carbon high-quality or medium-carbon structural steels, preferably the latter, having a tensile strength after improvement by heat treatment of at least 1 GPa with an electrical resistivity in the range of 20-60 μΩ · cm, or other metal alloys with characteristics no worse than those indicated. A value of 1 GPa corresponds to a pressure of 50 T on the magnetic field conductor; in the case of using a material with a specific resistance significantly higher than 60 μOhm · cm, diffusion losses increase significantly.
Технический результат предложенного решения состоит в улучшении технологичности изготовления, использования и обслуживания индуктора за счет его разъемной конструкции; увеличении его долговечности за счет формирования двух симметричных щелей, снижающих разрушающее действие концентраторов напряжений; в увеличении стойкости контактов и, соответственно, периода обслуживания, из-за снижения линейной плотности тока в контактных областях за счет использования токопроводов в виде передающей линии с достаточной шириной токопроводов, обеспечивающей, к тому же, сниженную индуктивность; в улучшении массогабаритных характеристик индуктора за счет бифилярной конструкции. Предложенная конструкция индуктора может быть также использована в качестве первичной катушки магнитной системы с концентратором потока.The technical result of the proposed solution consists in improving the manufacturability, use and maintenance of the inductor due to its split design; increasing its durability due to the formation of two symmetrical slots that reduce the destructive effect of stress concentrators; in increasing the resistance of contacts and, accordingly, the service period, due to a decrease in the linear current density in the contact areas due to the use of conductors in the form of a transmission line with a sufficient width of conductors, which, in addition, provides a reduced inductance; in improving the mass and size characteristics of the inductor due to the bifilar design. The proposed design of the inductor can also be used as the primary coil of a magnetic system with a flux concentrator.
Предлагаются следующие варианты конструкции индуктора:The following inductor design options are offered:
1. Одновитковый индуктор сильного аксиального магнитного поля, выполненный в виде прямоугольной пластины и имеющий цилиндрический канал, расположенный поперек пластины, потенциальный и нулевой токопроводы, разделенные изоляционным зазором, и контактные области с крепежными отверстиями для подключения к клеммам генератора тока, отличающийся тем, что индуктор выполнен разъемным из двух прямоугольных пластин – токопроводов, потенциального и нулевого, имеющих вырез по ширине в виде трапеции и симметричное по форме относительно продольной оси токопровода утолщение в виде бобышки, имеющей на внутренней грани полуцилиндрическую выемку по всей толщине, составленных бифилярно с образованием плоскопараллельной передающей линии из токопроводов с обеспечением равномерного изоляционного зазора между токопроводами разной полярности и формированием цилиндрического канала индуктора полуцилиндрическими соосными выемками на гранях токопроводов разной полярности, и соединенных электрически и механически с одной стороны между собой, непосредственно с изготовлением в одной из пластин или обеих пластинах утолщения, равнозначного по суммарной толщине изоляционному зазору, или через металлическую прокладку по толщине изоляционного зазора, а с другой стороны – с токовыводами генератора тока; при этом для увеличения индукции поля длина рабочего канала индуктора может быть уменьшена изготовлением фасок с углом относительно оси канала в интервале 90–45°, а допустимые параметры линейной плотности тока в контактах и механическая жесткость конструкции достигаются подбором толщины и ширины токопроводов в передающей линии и/или количества и типоразмера крепежных элементов, а также по возможности упрочняющей обработкой используемых материалов, например, малоуглеродистых качественных или среднеуглеродистых конструкционных сталей, предпочтительнее последних, имеющих значение временного сопротивления разрыву после улучшения термообработкой не менее 1 ГПа с удельным электросопротивлением в интервале 20–60 мкОм·см или других металлических сплавов с характеристиками не хуже указанных.1. Single-turn inductor of a strong axial magnetic field, made in the form of a rectangular plate and having a cylindrical channel located across the plate, potential and zero current conductors, separated by an insulating gap, and contact areas with mounting holes for connecting to the terminals of the current generator, characterized in that the inductor made of two rectangular plates - conductors, potential and zero, having a cut in width in the form of a trapezoid and a thickening in the form of a boss, symmetrical in shape relative to the longitudinal axis of the conductor, having a semi-cylindrical groove along the entire thickness on the inner face, bifilarly formed with the formation of a plane-parallel transmission line from conductors providing a uniform insulating gap between conductors of different polarity and the formation of a cylindrical channel of the inductor by semi-cylindrical coaxial grooves on the edges of conductors of different polarity, and electrically and mechanically connected on the one hand, between each other, directly with the manufacture in one of the plates or both plates of a thickening, equivalent in total thickness of the insulating gap, or through a metal gasket along the thickness of the insulating gap, and on the other hand - with current outputs of the current generator; at the same time, to increase the field induction, the length of the working channel of the inductor can be reduced by making chamfers with an angle relative to the channel axis in the range of 90–45 °, and the permissible parameters of the linear current density in the contacts and the mechanical rigidity of the structure are achieved by selecting the thickness and width of the conductors in the transmission line and / or the number and size of fasteners, as well as, if possible, the strengthening treatment of the materials used, for example, low-carbon high-quality or medium-carbon structural steels, preferably the latter, having a tensile strength value after improvement by heat treatment of at least 1 GPa with a specific electrical resistance in the range of 20-60 μOhm · cm or other metal alloys with characteristics not worse than those indicated.
2. Одновитковый индуктор сильного аксиального магнитного поля, выполненный в виде прямоугольной пластины и имеющий цилиндрический канал, расположенный поперек пластины, потенциальный и нулевой токопроводы, разделенные изоляционным зазором, и контактные области с крепежными отверстиями для подключения к клеммам генератора тока, отличающийся тем, что индуктор выполнен разъемным из трех прямоугольных пластин – токопроводов, потенциального и двух нулевых, имеющих в определенном месте вырез по ширине в виде трапеции и симметричное по форме относительно продольной оси пластины утолщение в виде бобышки, имеющей на внутренней грани полуцилиндрическую выемку по толщине, причем потенциальный токопровод имеет утолщения по обеим сторонам, а нулевые – с одной стороны, и составляют друг с другом зеркальную пару, составленных бифилярно с образованием плоскопараллельной передающей линии из трех токопроводов с обеспечением равномерных изоляционных зазоров между токопроводами разной полярности и формированием цилиндрического канала индуктора полуцилиндрическими соосными выемками на гранях токопроводов разной полярности, и соединенных электрически и механически с одной стороны между собой, непосредственно с изготовлением в одной или двух или всех пластинах утолщения, равнозначного по суммарной толщине изоляционному зазору, или через металлические прокладки по толщине изоляционного зазора, а с другой стороны – с токовыводами генератора тока; при этом для увеличения индукции поля длина рабочего канала индуктора может быть уменьшена изготовлением фасок с углом относительно оси канала в интервале 90–45°, а допустимые параметры линейной плотности тока в контактах и механическая жесткость конструкции достигаются подбором толщины и ширины токопроводов в передающей линии и/или количества и типоразмера крепежных элементов, а также по возможности упрочняющей обработкой используемых материалов, например, малоуглеродистых качественных или среднеуглеродистых конструкционных сталей, предпочтительнее последних, имеющих значение временного сопротивления разрыву после улучшения термообработкой не менее 1 ГПа с удельным электросопротивлением в интервале 20–60 мкОм·см или других металлических сплавов с характеристиками не хуже указанных.2. Single-turn inductor of a strong axial magnetic field, made in the form of a rectangular plate and having a cylindrical channel located across the plate, potential and zero current conductors, separated by an insulating gap, and contact areas with mounting holes for connecting to the terminals of the current generator, characterized in that the inductor made of three rectangular plates - conductors, potential and two zero, having in a certain place a cut in width in the form of a trapezoid and symmetrical in shape relative to the longitudinal axis of the plate thickening in the form of a boss, having on the inner edge a semi-cylindrical groove in thickness, and the potential conductor has thickenings on both sides, and zero - on one side, and make up with each other a mirror pair, composed bifilarly with the formation of a plane-parallel transmission line of three conductors with the provision of uniform insulating gaps between conductors of different polarity and by forming a cylindrical channel of the inductor with semi-cylindrical coaxial grooves on the edges of conductors of different polarity, and electrically and mechanically connected from one side to each other, directly with the manufacture in one or two or all of the plates of a thickening, equivalent in total thickness to the insulating gap, or through metal gaskets in the thickness of the insulating the gap, and on the other hand - with the current outputs of the current generator; at the same time, to increase the field induction, the length of the working channel of the inductor can be reduced by making chamfers with an angle relative to the channel axis in the range of 90–45 °, and the permissible parameters of the linear current density in the contacts and the mechanical rigidity of the structure are achieved by selecting the thickness and width of the conductors in the transmission line and / or the number and size of fasteners, as well as, if possible, the strengthening treatment of the materials used, for example, low-carbon high-quality or medium-carbon structural steels, preferably the latter, having a tensile strength value after improvement by heat treatment of at least 1 GPa with a specific electrical resistance in the range of 20-60 μOhm · cm or other metal alloys with characteristics not worse than those indicated.
ПРИМЕР ИСПОЛНЕНИЯEXAMPLE OF EXECUTION
Одновитковый индуктор сильного аксиального магнитного поля, лишенный части недостатков прототипа, а именно, со сниженными линейной плотностью тока в контактах разъёмного подключения и индуктивностью, а также без области интенсивных механических напряжений растяжения на внутренней поверхности канала индуктора в области напротив щели, выполненный из трёх прямоугольных пластин-токопроводов и имеющий цилиндрический канал, расположенный поперек этих пластин, потенциальный и нулевой токопроводы, разделенные изоляционным зазором, и контактные области с крепежными отверстиями для подключения к клеммам генератора тока был изготовлен из стали 30ХГСА с временным сопротивлением разрыву после улучшения термообработкой около 1,1–1,2 ГПа и удельным электросопротивлением 42 мкОм·см. Потенциальная и нулевые пластины-токопроводы были изготовлены из листовой заготовки толщиной 20 мм фрезерованием и сверлением, последующей закалкой и отпуском по стандартному режиму и финишной обработкой шлифованием. С целью повышения индукции поля в рабочем канале индуктора в токопроводах были выполнены фаски по кромкам канала. При сборке индуктора использовали комбинированную изоляцию: наносили тонкие слои полиуретана в виде спрея, применяли лавсан в виде пленки толщиной 0,02 мм (несколько слоев) и фторопласт-4 в виде пленки толщиной 0,25 мм. Single-turn inductor of a strong axial magnetic field, devoid of some of the disadvantages of the prototype, namely, with reduced linear current density in the contacts of the plug-in connection and inductance, as well as without an area of intense mechanical tensile stresses on the inner surface of the inductor channel in the area opposite the slot, made of three rectangular plates - conductors and having a cylindrical channel located across these plates, potential and zero conductors, separated by an insulating gap, and contact areas with fastening holes for connection to the terminals of the current generator was made of steel 30HGSA with a temporary tensile strength after improvement by heat treatment of about 1.1– 1.2 GPa and an electrical resistivity of 42 μOhm · cm. Potential and zero conductor plates were made from a 20 mm thick sheet by milling and drilling, followed by quenching and tempering in a standard mode, and finishing by grinding. In order to increase the field induction in the working channel of the inductor, chamfers were made along the edges of the channel in the current conductors. When assembling the inductor, combined insulation was used: thin layers of polyurethane were applied in the form of a spray, lavsan was used in the form of a film with a thickness of 0.02 mm (several layers) and fluoroplastic-4 in the form of a film with a thickness of 0.25 mm.
Изготовленный трёхпроводный образец индуктора сравнили с традиционным одновитковым индуктором типовой конструкции, также изготовленным из закаленной стали 30ХГСА. Индуктор-аналог представлял собой цельную токарно-фрезерованную деталь с клеммами для подключения к генератору тока. Индукторы обеих конструкций были изготовлены с рабочим каналом примерно одинаковых размеров (Таблица 1). The manufactured three-wire sample of the inductor was compared with a traditional single-turn inductor of a standard design, also made of hardened steel 30HGSA. The analog inductor was a one-piece lathe-milled part with terminals for connection to a current generator. Inductors of both designs were manufactured with a working channel of approximately the same dimensions (Table 1).
Для тестирования трёхпроводный образец индуктора подключали к коаксиальному токовому коллектору генератора импульсных токов ГИТ-135 (ИЭФ УрО РАН). Для подключения обоих индукторов использовали переходные узлы. Генератор тока представляет собой емкостной накопитель энергии (С = 425 мкФ) с максимальным зарядным напряжением 25 кВ, выполненный с низкими собственными омическим сопротивлением и индуктивностью, соответсвенно 1,5 мОм и 15 нГн; ток короткого замыкания до 2,5 МА с временем нарастания около 5 мкс.For testing, a three-wire sample of the inductor was connected to the coaxial current collector of the GIT-135 pulse current generator (IEF UB RAS). Transition nodes were used to connect both inductors. The current generator is a capacitive energy storage (C = 425 μF) with a maximum charging voltage of 25 kV, made with low intrinsic ohmic resistance and inductance, respectively, 1.5 mΩ and 15 nH; short-circuit current up to 2.5 MA with a rise time of about 5 µs.
Индукторы тестировали при различных зарядных напряжениях генератора, в экспериментах регистрировали производную тока di/dt через индуктор с помощью пояса Роговского, производную магнитного поля dB/dt индуктивным датчиком в центре индукторов. Временные зависимости тока и магнитного поля получали численным интегрированием. Индуктивность и сопротивление разрядного контура определяли из временных зависимостей разрядного тока по методике, описанной в [4].The inductors were tested at different charging voltages of the generator; in the experiments, the derivative of the current di / dt through the inductor using a Rogowski coil, the derivative of the magnetic field dB / dt with an inductive sensor in the center of the inductors was recorded. The time dependences of the current and magnetic field were obtained by numerical integration. The inductance and resistance of the discharge circuit were determined from the time dependences of the discharge current by the method described in [4].
На Фиг. 4а, б приведены временные зависимости тока и магнитного поля для индукторов двух конструкций при зарядном напряжении генератора 8 кВ. Частота разрядного тока (Фиг. 4а) для обоих индукторов практически не отличалась и составляла около 37 кГц. Также незначительно отличается и сопротивление контура, что хорошо видно по затуханию колебаний тока. В Таблице 1 обобщены геометрические и электрические характеристики индукторов двух конструкций, измеренные при зарядном напряжении ГИТ 8,0 кВ.FIG. 4a, b shows the time dependences of the current and magnetic field for inductors of two designs at a generator charging voltage of 8 kV. The frequency of the discharge current (Fig. 4a) for both inductors practically did not differ and was about 37 kHz. The resistance of the circuit is also slightly different, which is clearly seen from the damping of current oscillations. Table 1 summarizes the geometric and electrical characteristics of the inductors of the two designs, measured at a PCG charging voltage of 8.0 kV.
Таблица 1Table 1
Геометрические и электрические характеристики индукторов двух конструкций.Geometrical and electrical characteristics of inductors of two designs.
* – по краям нулевых пластин, без крепёжных болтов.* - at the edges of the zero plates, without fastening bolts.
Таким образом, сравнение разработанного индуктора с индуктором типовой конструкции – аналогом, показало идентичность его потребительских характеристик, таких как индуктивность разрядного контура в сборе с индуктором и эффективность преобразования электрической энергии емкостного накопителя в магнитную энергию (геометрический фактор Bm/Im). При этом было достигнуто снижение линейной плотности тока в сильноточных контактах и улучшение их стойкости к эрозии, а также снижена концентрация напряжений в области напротив щели за счет увеличенной жесткости витка с прорезью и частичной компенсации усилий в области щели индуктора конструктивным исполнением токопроводов. В натурных испытаниях индуктор продемонстрировал стабильность характеристик в серии из ста импульсов СМП с индукцией на уровне 20 Тл. Деградации в области канала индуктора и контактов не наблюдалось.Thus, a comparison of the developed inductor with an analogous inductor of a typical design showed the identity of its consumer characteristics, such as the inductance of the discharge circuit assembled with the inductor and the efficiency of converting the electrical energy of the capacitive storage into magnetic energy (geometric factor B m / I m ). At the same time, a decrease in the linear current density in high-current contacts and an improvement in their resistance to erosion were achieved, as well as a decrease in the concentration of stresses in the area opposite the slot due to the increased rigidity of the loop with a slot and partial compensation of the efforts in the area of the inductor slot by the design of the conductors. In full-scale tests, the inductor demonstrated the stability of characteristics in a series of one hundred PFM pulses with an induction of 20 T. No degradation was observed in the region of the inductor channel and contacts.
ЦИТИРУЕМЫЕ ИСТОЧНИКИCited sources
1. Миронов В.А. Магнитно-импульсное прессование порошков // Рига: Зинатне, 1980, 196 с.1. Mironov V.A. Magnetic-pulse pressing of powders // Riga: Zinatne, 1980, 196 p.
2. Herlach F. Megagauss fields in single turn coils / F. Herlach, R. McBroom // J. Phys. E. 1973. Vol. 6 (7). P. 652–654.2. Herlach F. Megagauss fields in single turn coils / F. Herlach, R. McBroom // J. Phys. E. 1973. Vol. 6 (7). P. 652–654.
3. Fridman B.E. Electrical contacts and conductors for megaamperes pulse currents / B.E. Fridman, P.G. Rutberg // PPPS-2001 Pulsed Power Plasma Science 2001. 28th IEEE International Conference on Plasma Science and 13th IEEE International Pulsed Power Conference. Digest of Papers (Cat. No.01CH37251). IEEE, 2002. Vol. 1. P. 314–317.3. Fridman B.E. Electrical contacts and conductors for megaamperes pulse currents / B.E. Fridman, P.G. Rutberg // PPPS-2001 Pulsed Power Plasma Science 2001.28th IEEE International Conference on Plasma Science and 13th IEEE International Pulsed Power Conference. Digest of Papers (Cat.No.01CH37251). IEEE, 2002. Vol. 1. P. 314-317.
4. Кнопфель Г. Сверхсильные импульсные магнитные поля: методы генерации и физические эффекты, связанные с созданием импульсных полей мегаэрстедного диапазона / Гейнц Кнопфель; [пер. с англ. Ф. А. Николаева и Ю. П. Свириденко]. М.: Мир, 1972. - 392 с.4. Knopfel G. Superstrong pulsed magnetic fields: methods of generation and physical effects associated with the creation of pulsed fields of the mega-oersted range / Heinz Knopfel; [lane. from English FA Nikolaeva and Yu. P. Sviridenko]. Moscow: Mir, 1972 .-- 392 p.
5. Дашук П.Н. Техника больших импульсных токов и магнитных полей / П.Н. Дашук, С.Л. Зайенц, В.С. Комельков и др.; Под общ. ред. д-ра техн. наук В.С. Комелькова. – М. : Атомиздат, 1970. - 472 с.5. Dashuk P.N. Technique of large impulse currents and magnetic fields / P.N. Dashuk, S.L. Zayents, V.S. Komelkov and others; Under total. ed. Dr. tech. Sciences V.S. Komelkova. - M .: Atomizdat, 1970 .-- 472 p.
6. Pat. 6137094 United States, Int. Cl.7 H05B 6/36. External inductor for magnetic-pulse welding and forming / Kistersky Ludmila, Dudko Daniil, Shevchenko Viacheslav. - Appl. № 09/383,822; Filed Aug. 27, 1999; Pub. Oct. 24, 2000. 6. Pat. 6137094 United States, Int. Cl. 7
7. Chikazumi S. Production of magnetic fields in megagauss region and related measuring techniques / S. Chikazumi, N. Miura, G. Kido, M. Akihiro // IEEE Trans. Magn. 1978. Vol. 14, № 5. P. 577–585.7. Chikazumi S. Production of magnetic fields in megagauss region and related measuring techniques / S. Chikazumi, N. Miura, G. Kido, M. Akihiro // IEEE Trans. Magn. 1978. Vol. 14, No. 5. P. 577-585.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020129695A RU2746269C1 (en) | 2020-09-09 | 2020-09-09 | Single-turn inductor of strong axial magnetic field (options) |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020129695A RU2746269C1 (en) | 2020-09-09 | 2020-09-09 | Single-turn inductor of strong axial magnetic field (options) |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2746269C1 true RU2746269C1 (en) | 2021-04-12 |
Family
ID=75521076
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2020129695A RU2746269C1 (en) | 2020-09-09 | 2020-09-09 | Single-turn inductor of strong axial magnetic field (options) |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2746269C1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU633080A1 (en) * | 1976-07-12 | 1978-11-15 | Предприятие П/Я М-5174 | Inductor for pulsed magnetization |
| RU2217828C2 (en) * | 2001-05-28 | 2003-11-27 | ОАО "Научно-производственное объединение "Магнетон" | Method for reversal magnetization of multipole permanent magnets and magnetic systems |
| US8760250B2 (en) * | 2009-06-02 | 2014-06-24 | Correlated Magnetics Rsearch, LLC. | System and method for energy generation |
| RU2678432C1 (en) * | 2017-12-20 | 2019-01-29 | Акционерное общество "Саратовский электроприборостроительный завод имени Серго Орджоникидзе" | Inductor for the annular permanent magnets multi-polar axial magnetization |
-
2020
- 2020-09-09 RU RU2020129695A patent/RU2746269C1/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU633080A1 (en) * | 1976-07-12 | 1978-11-15 | Предприятие П/Я М-5174 | Inductor for pulsed magnetization |
| RU2217828C2 (en) * | 2001-05-28 | 2003-11-27 | ОАО "Научно-производственное объединение "Магнетон" | Method for reversal magnetization of multipole permanent magnets and magnetic systems |
| US8760250B2 (en) * | 2009-06-02 | 2014-06-24 | Correlated Magnetics Rsearch, LLC. | System and method for energy generation |
| RU2678432C1 (en) * | 2017-12-20 | 2019-01-29 | Акционерное общество "Саратовский электроприборостроительный завод имени Серго Орджоникидзе" | Inductor for the annular permanent magnets multi-polar axial magnetization |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7460002B2 (en) | Terminal system for planar magnetics assembly | |
| Wang et al. | Reduction of high-frequency conduction losses using a planar litz structure | |
| US8779882B2 (en) | Center tapped transformers for isolated power converters | |
| US4641537A (en) | Electromagnetic flow meter | |
| Pillai et al. | Surface flashover of conical insulators in vacuum | |
| KR100359548B1 (en) | A vacuum circuit breaker having a single internal assembly for generating an axial magnetic field | |
| RU2746269C1 (en) | Single-turn inductor of strong axial magnetic field (options) | |
| EP0514136A1 (en) | An improved transformer | |
| EP0790629A1 (en) | Vacuum valve | |
| Nitta et al. | Three-dimensional magnetic field analysis of electrodes for VCBs [vacuum circuit breakers] | |
| US4010536A (en) | Method of adjusting two concentric windings in electrical induction devices | |
| RU2065557C1 (en) | Electromagnetic solid-body rail accelerator | |
| US4023091A (en) | Apparatus for detecting axial displacements in power windings of electric induction machines | |
| Liu et al. | Design and construction of toroidal field coils on HL-2M tokamak | |
| Bessho et al. | Analysis of a novel laminated coil using eddy currents for ac high magnetic field | |
| US2997623A (en) | Switching apparatus | |
| Ilo et al. | Sputtered search coils for flux distribution analyses in laminated magnetic cores | |
| KR101612342B1 (en) | High-voltage high-current discharge device for generating an electromagnetic pulse power | |
| RU2810528C1 (en) | Electromagnetic induction pump for liquid conductive media | |
| CN211455491U (en) | Iron core structure | |
| RU2152534C1 (en) | Ignition coil | |
| Himata et al. | Transient Arc Behavior Immediately after Electrodes Separation in Axial Magnetic Field Electrode for Vacuum Interrupter | |
| RU2649912C1 (en) | High-current frequency flat inductance choke | |
| EA011246B1 (en) | Electrodynamic actuator | |
| SU1753536A1 (en) | Cable collector for supply of superheavy pulse currents to magnet |