Способ изготовления малоиндуктивного резистора

 

Изобретение относится к электрои радиотехнике , а именно к электрическим резисторам, работающим при высоких напряжениях и частотах. Для повышения надежности и долговечности резистора перед размещением резистивных элементов на цилиндрическом основании нарезают Изобретение относится к электрои радиотехнике , а именно к электрическим резисторам , работающим при высоких напряжениях и частотах. Известен способ изготовления малоиндуктивного резистора, включающий скручивание вокруг продольной оси упругого диэлектрического основания в виде пластины, на широких гранях которой размещены два резистивных элемента равного электрического сопротивления, формирование из него кольца и подключение токоотводов к резистивным элементам. При осуществлении этого способа основание скручивают на 180° и соединяют свовинтовые грани, имеющие в совокупности в поперечном сечении форму многогранника, или непосредственно на цилиндрическую поверхность наносят по винтовой линии резистивный слой. Для крепления к поверхности основания резистивных элементов в виде металлической ленты или проволоки производят винтовую разметку, причем шаг tB каждой винтовой грани или резистивного элемента определяется из соотношения tB (z/k)lcos у, где z - число заходов винтовых граней (резистивных элементов), равное количеству резистивных элементов; у arctg( 7rd/tB) - угол наклона винтовых граней (резистивных элементов); k - отношение угла смещения резистивных элементов относительно друг друга на противоположных торцах основания к центральному углу поперечного сечения; I - длина резистивного элемента; d - диаметр цилиндрического основания. 1 з.л.ф-лы, 5 ил. СО с ими противоположными концами с образованием ленты Мебиуса, Вследствие известных свойств поверхности Мебиуса электрический ток от одного вывода к другому проходит одновременно двумя параллельными и противоположно направленными потоками, а электромагнитные поля, генерируемые этими потоками, аннулируют друг друга, образуя практически неиндуктивное сопротивление. Недостаток изготовленного таким образом резистора состоит в том. что величина его электрического сопротивления ограничена и определяется длиной двух граней исходного основания. Стремление увеличить электрическое сопротивление этого 4 ON 4 О ю

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Н 01 С 3/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4846277/21 (22) 29.06.90 (46) 07.07.92. Бюл. ¹ 25 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и конструкторский институт по оборудованию для шинной промышленности (72) В.Н.Городецкий,. В.Б.Шарапов и

M.È.ÊàëèíèH (53) 621.317,8 (088.8) (56) Патент США № 3267406, кл. 338-63, опублик. 1966.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1525756, кл. Н 02 С 3/02, 1987, (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МАЛОИНДУКТИВНОГО РЕЗИСТОРА (57) Изобретение относится к электро- и радиотехнике, а именно к электрическим резисторам, работающим при высоких напряжениях и частотах. Для повышения надежности и долговечности резистора перед размещением резистивных элементов на цилиндрическом основании нарезают

Изобретение относится к электро- и радиотехнике, а именно к электрическим резисторам, работающим при высоких напряжениях и частотах.

Известен способ изготовления малоиндуктивного резистора, включающий скручивание вокруг продольной оси упругого диэлектрического основания в виде пластины, на широких гранях которой размещены два резистивных элемента равного электриче. ского сопротивления, формирование из него кольца и подключение токоотводов к резистивным элементам.

При осуществлении этого способа основание скручивают на 180 и соединяют сво» > . Ж: > 1 746409 A l винтовые грани, имеющие в совокупности в поперечном сечении форму многогранника, или непосредственно на цилиндрическую поверхность наносят по винтовой линии резистивный слой. Для крепления к поверхности основания резистивных элементов в виде металлической ленты или проволоки производят винтовую разметку, причем шаг t> каждой винтовой грани или резистивного элемента определяется из соотношения t> = (z/k)Icos у, где z — число заходов винтовых граней (резистивных элементов), равное количеству реэистивных элементов; y= arctg(лб/t<)— угол наклона винтовых граней (резистивных элементов); k — отношение угла смещения резистивных элементов относительно друг друга на противоположных торцах основания к центральному углу поперечного сечения; 1 — длина резистивного элемента; d— диаметр цилиндрического основания. 1 з.п.ф-лы, 5 ил, ими противоположными концами с образованием ленты Мебиуса, Вследствие известных свойств поверхности Мебиуса электрический ток от одного вывода к другому проходит одновременно двумя параллельными и противоположно направленными потоками, а электромагнитные поля, генерируемые этими потоками, аннулируют друг друга, образуя практически неиндуктивное сопротивление.

Недостаток изготовленного таким образом резистора состоит в том, что величина его электрического сопротивления ограничена и определяется длиной двух граней исходного основания. Стремление увеличить электрическое сопротивление этого р1746409

ЗО

45 зистора приводит к увеличению исходного основания и, как следствие, габаритов резистора, Другим недостатком указанного резистора является то, что при больших напряжениях через реэистивные элементы

Проходят токи большой величины, приводящие к значительному нагреву резистора, искажению его номинального сопротивления, к потере электрической мощности в цепи.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ изготовления малоиндуктивного резистора. включающий размещение на поверхности упругого стержневого и трубчатого основания, выполненного из диэлектрического материала, четного числа зквидистантно и равномерно расположенных резистивных элементов в виде отрезков из резистивного материала, формирование из основания кольца, соединение смежно расположенных концов отрезков и подключение токоотводов от каждого резистора в диаметрально противоположных точках кольца. Преимущества этого способа изготовления резистора являются следствием замечательного свойства кольца, полученного . скручиванием исходного основания в виде призмы или цилиндра вокруг продольной оси, соединенного своими противоположными концами.

Этот способ позволяет значительно увеличить электрическое сопротивление резистора при сохранении габаритов, а также повысить надежность и долговечность вследствие уменьшения его нагрева за счет воэможности параллельного соединения потенциальных выводов однотипных резистивных элементов.

Недостаток указанного способа изготовления резистора обусловлен тем, что размещение резистивных элементоь на основании со смещением относительно друг друга на противоположных торцах осуществляется путем скручивания этого основания вокруг продольной оси, что приводит к возникновению напряжений кручения и, как следствие, к снижению надежности и долговечности резистора.

Цель изобретения — повышение надежности и долговечности резистора.

Эта цель достигается тем, что в известном способе изготовления малоиндуктивного резистора, включающем размещение на поверхности упругого стержневого или трубчатого основания, выполненного и диэлектрического материала, четного числа эк-. видистантно и равномерно расположенных резистивных элементов в аиде отрезков из резистивного материала, формирование из основания кольца, соединение смежно расположенных концов отрезков и подключение токоотводов от каждого резистора в диаметрально противоположных точках кольца, согласно изобретению, перед рамзещением отрезков на поверхности основания по винтовой линии формируют грани до образования правильного многоугольника в поперечном сечении основания или наносят метки по винтовой линии, а отрезки из резистивного материала размещают вдоль середины граней или вдоль меток, при этом в поперечных сечениях торцов основания концы отрезков смещают на угол, равный или кратный центральному, причем шаг te каждой винтовой грани или линии меток определяют из соотношения, — Х

t = — l cosy, К где 2 — число заходов винтовых граней или линий меток по числу резистивных элементов;

) — угол наклона винтовых граней или винтовых линий, град;

k — отношение угла смещения резистивных элементов один относительно другого на противоположных торцах основания к центральному углу поперечного сечения; — длина резистианого элемента, мм;

d — диаметр основания, мм.

Кроме того, резистивные элементы выполняют 8 виде полосок резистивного слоя, прикрепленных отрезков металлической ленты или проволоки.

Размещение резистивных элементов на основании путем нарезания винтовых граней или непосредственно по винтовой линии меток на цилиндрической поверхности обеспечивает изготовление резистора без скручивания основания относительно его продольной оси, что исключает возникновение в -еле резистора напряжений кручения и повышает его надежность и долговечность.

При этом шаг винтовой линии1, каждой грани (каждого резистора), угол ее наклона . y рассчитываются с учетом того, чтобы на противоположных торцах основания получилось смещение концов резистивных элементов относительно друг друга на угол а. равный или кратный центральному углу Р поперечного сечения, В этом случае при сворачивании диэлектрического основания в кольцо получается такой же геометрический эффект, который достигается при предварительном скручивании основания вокруг продольной оси, 1746409

Если z — число заходов винтовых граней (резистивных элементов) равно количеству

2п (четному) резистивных элементов. z = 2п, то при формировании кольца образуется реZ 2п зистор(резисторы)длиной L = — = l.

К К

Зная требуемое электрическое сопротивление резистора, выбрав его поперечное сечение и материал и рассчитав его длину L, можно определить шаг «винтовой грани (винтовой линии резистивного элемента):

1в = L cos y = < I cosy

При расчете длины резистора Läëÿ получения заданной величины сопротивления необходимо учесть, что малая индуктивность обеспечивается тем, что входящий ток распределяется по двум равным, но со встречными токами, частям резистора, т.е. фактически его сопротивление вдвое меньше, поэтому L надо рассчитывать для двойной величины требуемого сопротивления, На фиг. 1 изображен резистор, кольцо которого образовано из исходного основания с нарезанными на нем винтовыми гранями; на фиг, 2 — то же, из исходного основания в виде цилиндра; на фиг. 3— схема исходного основания резистора с винтовыми гранями А и его развертка Б; на фиг. 4 — схема цилиндрического основания

А с разверткой Б; на фиг. 5 — расчетная схема геометрических параметров резистора и технологических параметров процесса

его изготовления.

Резистор выполнен в виде замкнутого кольца 1 из диэлектрического материала с закрепленными резистивными элементами

2 на его поверхности 3, которые могут быть выполнены в виде электропроводящего слоя, металлической ленты, проволоки и т.д.

Согласно предлагаемому способу кольцо 1 резистора образовано из исходного основания в виде цилиндрической заготовки 4 (фиг. 3) путем нарезания на нем винтовых граней 5 (а, Ь, с, d, е, f) с формированием в поперечном сечении многогранника с ди. аметром вписанной в него окружности d, закрепления на винтовых гранях параллельных и равномерно расположенных исходных резистивных элементов 6 и скрепления противоположных торцов 7 и 8 с образованием кольца 1. При этом совпадающие тор. цы резистивных элементов электрически соединяют.

Из фиг. 3, 4, 5 видно, что при смещении граней (резистивных элементов) торца 7 относительно торца 8 на угол а, равный центральному углу поперечного сечения Р, т,е. k а»

= p = 1 (в приведенных на чертежах случаях

1в! л б

cos yk sin yk

В общем случае

«лб (2)

40 cos y sin y

Разделив выражение (2) на выражение (1), получим

Z . k

45 или! =I—

k (3)

Из выражений (2) и (3) следует

Z в= — cosy

Из фиг. 5 также следует

ХС! в у = arctg (5)

Формообразование винтовых граней может быть осуществлено методом, например, фрезерования путем настройки универсальной делительной головки для деления на число заходов z нарезаемых вин(4) 50

P= 60 ), линейное смещение граней (что вид,7г д но из развертки основания) равно — -. где z число заходов винтовой нарезки или число

5 граней, В приведенных примерах линейное

KCI смещение граней равно — (-.

Из фиг. 5 видно, что при k = 1, грань а сместится на противоположном торце осно10 х0 вания на - - и займет положение а1, при этом длина исходного резистивного элемента определится как II =

Jl Cj

; при !<=2 япу!

15 2_#_б грань а сместится на 2 и займет положе2лб ние аг; а !2 = !, при любом k грань а

2 sin

К гб сместится на и займет положение а!, Клб при этом =, т.е. в общем случае

2 sin yk длина исходного резистивного элемента определится из формулы

Z sin y (1)

Длина L резистивного элемента при сворачивании в кольцо определится (см, фиг. 5) как

L>—

cos у1 sin y>

«z md соз yz sin у2

Л46409

30 товых граней, настройки винторезной гитары и поворота рабочего стола станка на угол, равный углу наклона квинтовой линии грани: у = агар

° где d — диаметр цилиндрического основания;

ts — шаг каждой винтовой грани.

Шаг винтовой грани t8 определяется по соотношению (4), При этом длина исходного основания равна шагу t многозаходной винтовой нарезки (фиг. 3, 4, 5): t = —, а длина тв каждого исходного резистивного элемента равна ! t М!- ktB

cosy Z Z cosy ()

Как видно из формул (1), (3), (4) и (6), при нарезании винтовых граней 5 необходимо обеспечивать кратность (или равенство) угла а смещения резистивных элементов 6 относительно друг друга на противоположных торцах 7 и 8 основания центральному углу

Р поперечного сечения: а =kg.

Например, если число заходов z = 6 = 2n, где 2n — число (четное) граней поперечного сечения, то угол а может быть 60, 120

1800, 2400, 3000.

Зная z и k,ìîæíî определить по формуле (6) длину исходных резистивных элементов 6, закрепленных на винтовых гранях 5.

Если, например, р = 60, а= 120, то k = р = !

2, z -- 6, à =

Согласно предложенному способу, можно непосредственно на цилиндрическом основании 9 наносить по винтовой линии резистивный слой или производить винтовую разметку (метки) для крепления резистивных элементов 6 в виде металлической ленты или проволоки (рис. 4). При этом все геометрические и конструктивные параметры резистора определяются таким образом, как и для резистора, расположенного на винтовых гранях. Образование винтовой линии резистора производится так же; настройкой делительной головки для деления на число заходов z, настройкой винторезной цепи станка и поворотом рабочего стола на угол у, равный.yrny наклона винтовой линии резистора. В этом случае центральный угол

Р образован радиусами, соединяющими центр окружности поперечного сечения основания 9 с центрами или идентичными точками смежных исходных резистивных элементов 6. Диаметр d цилиндрического основания 9 соответствует диаметру окружности, вписанной в многоугольник, полученный в поперечном сечении основания, образованного на цилиндрической заготовке 4 винтовых граней 5, В этом случае расчетные сопротивления резисторов, полученных двумя указанными способами, идентичны.

К резистивным элементам 2 в точках, расположенных на расстоянии, равном половине длины L резистивного элемента, прикреплены потенциальные выводы (не показаны), а

При k = p > 1 резисторы могут быть соединены в электрическую цепь параллельно, Основания резисторов могут быть выполнены трубчатыми с поперечным сечением, внутренний контур которого эквидистантен наружному, а резистивные элементы закреплены на внутренней поверхности диаметрально противоположно закрепленным на наружной и соединены с последними в электрическую цепь последовательно или параллельно (не показано).

Формообразование винтовых граней или винтовых линий резисторов на внутренней поверхности осуществляется аналогично тому, как эта операция производится для наружной поверхности.

При использовании резистора электрический ток, проходя по резистивным элементам 2, закрепленным на кольце 1, параллельными и противоположно н = рав. ленными потоками, возбу>кдак>т магнитные поля, компенсирующие друг друга, и резистор практически HB имеет индуктивного сопротивления, Предложенный способ изготовления резистора позволяет повысить его надежность и долговечность за счет исключения напря>кений кручения, являющихся следствием скручивания исходного основания вокруг и родольной оси.

Формула изобретения

1, Способ изготовления малоиндуктивного резистора, включающий размещение на поверхности упругого стержневого или трубчатого основания, выполненного из диэлектрического материала, четного числа эквидистантно и равномерно расположенHblx резистивных элементов в виде отрезков из резистивного материала, формирование из основания кольца с последующим электрическим соединением смежно расположенных концов отрезков и подключение токоотводов от каждого резистора в диаметрально противоположныхточках кольца, о тлича ющийся тем,что,сцельюповыше1746409

10 ния надежности в работе и долговечности, перед размещением отрезков на поверхности основания по винтовой линии формируют грани до образования правильного многоугольника в поперечном сечении основания или наносят метки по винтовой линии, а отрезки из реэистивного материала размещают вдоль середины граней или вдоль меток, при этом в поперечных сечениях торцов основания концы отрезков смещают на .угол, равный или кратный центральному, причем шаг тв каждой винтовой грани или линии меток определяют из соотношения

ts" "—, .1соз у, где z — число за oäîâ винтовых граней или линии меток по числу резистивных элементов; у — угол наклона винтовых граней или

5 винтовых линий, град;

k — отношение угла смещения резистивных элементов один относительно другого на противоположных торцах основания к центральному углу поперечного сечения;

10 — длина резистивного элемента, мм;

2, Способ по и, 1, отличающийся тем, что резистивные элементы выполнены в виде полосок резистивного слоя, прикрепленных отрезков металлической ленты или

15 проволоки.

3746409 /Т . 7/ / Ю ! е

ph_#_Я ф

У д, ю ф rЩ, Л г1 gо м ,«ф, 1

Ч. Ф

Рд "

1746409

Составитель В.Городецкий

Техред М.Моргентал Корректор Т;Палий

Редактор Н.Химчук

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

Заказ 2397 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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