Высокочастотное электромагнитное устройство

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Н 01 F 19/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4701740/07 (22) 06.06.89 (46) 15.03.92. Бюл. hh 10 (71) Ленинградский институт авиационного приборостроения (72) B.È.Òèõîíîâ, А.Я.Васин, Л.M.Êoëïàõ÷èев, В.В.Авдеев и Д.В.Авдеев (53) 621.314.214.323(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N - 1551153, кл. Н 01 F 19/00, 1986, Малинин P.M. Трансформаторы и автотрансформаторы питания. Москва-Ленинград, Государственное энергетическое издательство, 1963, с.10 — 11, рис.8а. (54) ВЫСОКОЧАСТОТНОЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах преобразовательной техники и вторичных источниках питания радиоэлектронной аппаратуры, а также в устройствах мощной радиоаппаратуры.

Известен трансформатор, выполненный на броневом магнитопроводе, набранном из Ш-образных пластин, штампованных из листовой электротехнической стали. Основными недостатками такого трансформатора является невозможность его использования на частотах единицы кГц и выше, а также низкие удельные массогабаритные показатели, не превышающие 500 BA/кг и 500 ВА/дм, Кроме того, технологический процесс сборки сердечника этого трансформатора сложен и

„„Я2 „„1720101 А1 (57) Использование: изобретение может быть использовано в электротехнике, а именно в выскочастотных электромагнитных устройствах гальванической развязки.

Цель — улучшение массогабаритных показателей и повышение эффективности охлаждения уст-ва. Сущность: устройство содержит магнитопровод 1, собранный из

Ш-образных разрезанных на две равные части сердечников 2, развернутых местами разрезов в противоположные стороны и приставленных друг к другу боковыми поверхностями 3 так, что образуются окна 4 на противоположных сторонах магнитопровода. Устройство позволяет увеличить площадь охлаждения обмоток и тем самым при заданной температуре перегрева устройства увеличить его электромагнитные нагрузки. 2 з, и. ф-л ы, 4 ил. требует применения специальной технологической оснастки.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство, которое содержит сердечник из Ш-образных ферритов, первичную и вторичную обмотки, причем вторичные обмотки намотаны на боковые керны каждого или нескольких ферритов, Недостатком такого устройства является то, что отдельные сердечники данного устройства имеют меньший магнитный контакт, чем у предлагаемого изобретения и, следовательно, большую индуктивность рассеяния.

Цель изобретения — улучшение массогабаритных показателей и повышение эффективности охлаждения высокочастотного электромагнитного элемента. Это достига1720101

20 магнитопровода

50

55 ется тем, что в высокочастотном электромагнитном элементе, содержащем магнитопровод, состоящий из нескольких

Ш-образных сердечников, первичную и вторичную обмотки, размещенные так, что первичная обмотка охватывает все центральные стержни, а вторичная имеет отводы через окна магнитопровода от частей обмотки, обхватывающих несколько стержней магнитопровода, Ш-образные сердечники выполнены разрезными иэ двух равных частей, части сердечников развернуты местами разреза в противоположные стороны и приставлены друг к другу боковыми поверхностями, Для повышения эффективности охлаждения высокочастотного электромагнитного элемента в окне магнитопровода размещены радиаторы, имеющие тепловой контакт с обмотками.

Для расширения частотного диапазона работы высокочастотного электромагнитного элемента его магнитопровод собран из пар Ш-образных сердечников с различной магнитной проницаемостью, а каждая пара состоит из LLI-образных сердечников с одинаковой магнитной проницаемостью.

Поставленная цель достигается за счет того, что при таком расположении сердечниковуменьшается вдва раза высота высокочастотного электромагнитного элемента (увеличивается его длина и поверхность охлаждения при неизменной массе магнитопровода), т.е. конструкция высокочастотного электромагнитного элемента становится планарной. Кроме того, образование окон на противоположных сторонах магнитопровода увеличивает площадь охлаждения обмоток высокочастотного электромагнитного элемента, имеющих непосредственный контакт с воздухом и тем самым улучшает тепловой режим обмоток. Все это позволяет при заданной температуре перегрева высокочастотного электромагнитного элемента увеличивать его электромагнитные нагрузки (магнитную индукцию в сердечнике и плотность тока в обмотке) llo сравнению с прототипом и снизить массу и габариты предлагаемого устройства.

Использование радиаторов, расположенных в окнах на противоположных сторонах магнитопровода и имеющих непосредственный тепловой контакт с обмотками, позволяет еще более увеличить эффективность охлаждения обмоток. Кроме того, выполнение вторичной обмотки с отводами, расположенными в окнах магнитопровода, позволяет получить на этих отводах напряжение по уровню меньшее, чем напряжение на одном витке обмотки, а также появляется возможность выполнения вторичной обмотки со ступенчато регулируемой индуктивностью рассеяния, что дает возможность совместить функции трансформатора и дросселя в одном элементе.

Сборка магнитопровода высокочастотного электромагнитного элемента из пар Ш-образных сердечников с различной магнитной проницаемостью и применение в составе пары Ш-образных сердечников с одинаковой магнитной проницаемостью позволяет расширить частотный диапазон работы высокочастотного электромагнитного элемента.

На фиг.1 изображено электромагнитное устройство; на фиг,2 показан путь прохождения средней силовой магнитной линии по двум Ш-образным сердечниками, расположенным попарно встречно друг другу; на фиг.Зв на разрезе А — А показано расположение радиаторов в окнах магнитопровода на фиг.За,б — радиаторы для простоты не показаны; на фиг.4 представлен вариант устройства с отводами вторичной обмотки в окна

В конструкции изобретения и прототипа обмотки показаны условно без каркаса, На чертежах приняты следующие обозначения: 1 -магнитопровод;2-ферритовый

Ш-образный сердечник; 3 — внутренние боковые поверхности Ш-образного сердечника; 4 — окна; 5 — противоположные стороны магнитопровода; 6, 7 — зажимы первичной обмотки; 8, 9 — зажимы вторичной обмотки;

10 — боковые окна; 11 — радиаторы; 12— обмотки, Магнитопровод 1 высокочастотного электромагнитного элемента состоит из Шобразных ферритовых сердечников 2, расположены попарно-встречно параллельно друг другу, с магнитным контактом по поверхностям 3 с образованием окон 4 на противоположных сторонах 5 магнитопровода

1. Зажимы 6 и 7 первичной обмотки и зажимы 8 и 9 вторичной обмотки выведены через боковые окна (контур окна 10) одного из крайних Ш-образных сердечников высокочастотного электромагнитного элемента.

В окна 4, образованные на противоположных сторонах 5 магнитопровода 1, установлены радиаторы 11, имеющие непосредственный тепловой контакт с обмотками 12. В окна 4, образованные на про- тивоположных сторонах 5 магнитопровода

1, выведены зажимы 8 и 9 вторичной обмотки. Магнитопровод 1 высокочастотного электромагнитного элемента собран из пар

Ш-образных ферритовых сердечников с различной магнитной проницаемостью, а каждая пара состоит из Ш-образных сер1720101

40с я тем, что оно снабжено радиаторами, распо45

55 дечников 2 с одинаковой магнитной проницаемостью. Расположение ферритовых Шобразных сердечников попарно-встречно друг другу, с магнитным контактом, с образованием окон на противоположных сторонах магнитопровода позволяет уменьшить в два раза, по сравнению с прототипом, высоту высокочастотного электромагнитного элемента и увеличить его длину и тем самым поверхность охлаждения при постоянстве массы трансформатора и его объема, т.е. сделать его конструкцию планарной.

Образование окон на противоположных сторонах магнитопровода увеличивает площадь охлаждения обмоток высокочастотного электромагнитного элемента, имеющих непосредственный контакт с воздухом. Применение радиаторов, расположенных в окнах на противоположных сторонах магнитопровода и имеющих непосредственный тепловой контакт с обмотками, увеличивает эффективность охлаждения обмоток, Все вышесказанное позволяет при заданной температуре перегрева высокочастотного электромагнитного элемента увеличить его электромагнитные нагрузки (магнитную индукцию в сердечнике и плотность тока в обмотках) и тем самым снизить массу и габариты предлагаемого устройства. Использование окон на противоположных сторонах магнитопровода для вывода зажимов вторичной обмотки позволяет получить на выходе вторичной обмотки напряжение, по уровню меньшее, чем напряжение на одном витке, кроме того, появляется возможность выполнения вторичной обмотки со ступенчато-регулируемой индуктивностью рассеяния (индуктивность рассеяния определяется той частью магнитного потока, который замыкается через Ш-образные сердечники, не охваченные вторичной обмоткой), что позволяет совместить функции трансформатора и дросселя одновременно в данном высокочастотном электромагнитном элементе, Выполнение магнитопровода высокочастотного электромагнитного элемента из пар Ш-образных ферритовых сердечников с различной магнитной проницаемостью, при котором каж5

35 дая пара состоит из двух расположенных попарно-встречно параллельно друг другу, с магнитным контактом Ш-образных ферритовых сердечников, имеющих одинаковую магнитную проницаемость, дает возможность расширить частотный диапазон устройства. На рабочих частотах высокочастотного электромагнитного элемента, лежащих ниже граничных частот одного из материалов сердечника (менее высокочастотного), основной магнитный поток замыкается через сердечники из этого материала, а на рабочих частотах высокочастотного электромагнитного элемента, лежащих выше граничных частот одного из материалов сердечников, основной магнитный поток замыкается через сердечники(более высокочастотные), имеющие более низкую по отношению к предыдущему сердечнику магнитную проницаемость.

Формула изобретения

1. Высокочастотное электромагнитное устройство, содержащее магнитопровод, состоящий из нескольких Ш-образных сердечников, первичной и вторичной обмоток, размещенных так, что первичная обмотка охватывает все центральные стержни, а вторичная имеет отводы через окна магнитопровода от частей обмотки, охватывающих несколько стержней магнитопровода, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью улучшения массогабаритных показателей и повышения эффективности охлаждения, Ш-образные сердечники выполнены разрезными из двух равных частей, части сердечников развернуты местами разреза в противоположные стороны и приставлены друг к другу боковыми поверхностями.

2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е еложенными в окнах магнитопровода на обмотках.

3. Устройство по п,1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью расширения частотного диапазона работы, пары Ш-образных сердечников выполнены из материала с различной магнитной проницаемостью, а части каждой пары — с одинаковой магнитной проницаемостью.

1720101

1720101

Составитель В,Тихонов

Техред М.Моргентал Корректор М.Демчик

Редактор В.Фельдман

Заказ 774 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101