Индуктивный элемент

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ГОСУДАРСТВЕННЫЙПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ ИПРИ ГКНТ СССР ТЕ ЯМ ЕНИЯ И. Гольдманю СССР1982.ССР1980. ОПИСАНИЕ ИЗОБР А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано врадиоэлектронных устройствах. Цельизобретения состоит в уменьшении,8016210 1). Н 01 Р 15/04, 27/34 внешнего магнитного поля. Индуктивный элемент содержит однородный тороицаль ный сердечник 1 с равномерно расположенной на нем обмоткой 2, кажцый иэ слоев которой снабжен объемным обратным витком 3, уложенным встречно направлению укладки слоя и охватывающим соответствующий слой обмотки так, что совпадают геометрические центры сечений обратного витка и соответствующего слоя. При этом каждый объемный виток выполнен с разрывом 4 провоцникового материала по периметру, соответствующему периметру витка соответствующего слоя обмотки. 1 з,п, ф-лы, 5 ил.Изобретение относится к электротехнике и радиотехнике и может бытьиспользовано в радиоэлектронных устройствах, критичных к уровню внешнегомагнитного поля помех,.в том числе иустройствах вторичного электропитания.Целью изобретения является уменьшение внешнего магнитного поля тороидального индуктивного элемента,На фиг. 1 и 2 представлены проекции индуктивного элемента; на фиг, 3 -графическое изображение возбужденияи вычитания магнитного поля на оси 15тороидального сердечника; на фиг,4и 5 - конструкция индуктивного э 21 емента с объемным витком, имеющим более, чем один участок разреза проводникового материала по длине объемного витка,Индуктивный элемент (фиг. 1) со дерзит оцнородный тороидальный сердечник 1 с равномерно расположеннойна нем обмоткой 2, каждый из слоев 25которой снабжен объемным обратнымвитком 3, уложенным встречно направ-лению укладки слоя и охватывающимсоответствующий слой обмотки так,что совпадают геометрические центрысечений обратного виткаи соответствующего слоя. При этом каждый объемный виток выполнен с разрывом 4,проводникового материала по периметру,соответствующему периметру витка соответствующего слоя обмотки.Принцип действия индуктивного элемента заключается в следующем.Ток Т протекает по виткам обмотки2 и создает внешнее магнитное поле. 40Тот же ток 1, протекая по объемнымобратным виткам 3, уложенным встречно направлению укладки витков обмотки2, создает встречное поле, вычитающееся из поля от тока в витках обмотки . Таким образом достигается уменьшение внешнего магнитного поля индуктивного элемента. Объемный обратныйвиток 3 выполнен с разрывом 4 проводникового материапа по периметру, соответствующему периметру витка слоя обмотки 2, с целью предотвращения образования короткоэамкнутого витка и нарушении таким образом нормальногофункционирования индуктивного элемен 55таТок 1 (фиг,.2), протекающий по вит"кам основной обмотки 2, можно представить в виде ока той же величины,протекающего от начала к концу основной обмотки 2 по некоторым объемным виткам, имеющим геометрические размеры магнитопровода 1 и соответствующего слоя обмотки 2, Эти объемные витки можно заменитьбесконечно тонкими витками Г, расположенными в геометрическом центре поперечного сечения объемного витка в плоскости, проходящей через ось тороида, Индукция магнитного поля В, образуемого протеканием в витках Г тока 1, в точке М на оси тороида определяется по известной формулеРо г 1ВШ2(г 2 + Ь 2) зйгде г - расстояние от оси тороидального магнитопровода до витка Г;л -7= 410 Гн/м - магнитная поостоянная;и - количество слоев основной обмотки 2;Ь - расстояния от центра витка Гдо точки М.Обратные витки также можно представить в виде объемных витков С с протекающим в них током (-1), так как протекает ток той же величины, что и в обмотке, но встречного направления. Индукция магнитного поля Вя, образуемого протекающим в витках С током (-1), в точке М на оси тороида определяется по формулеЯо(г + Ьг)2Т ше 2 Г(г + Дг)2 + (Ь + ДЬ)2 фа 2 где щ - число обратных витков (в рассматриваемом случае равенствочисла обратных витков числуслоев обмотки ш = 6) 6 г,ДЬ - расстояния межцу витками Г иС в радиальном и аксиальномнаправлениях соответственно.Результирующее магнитное поле ДВ в точке М определяется какРо г 2.1 иИВ=В, +Вев аи 2(г 2 + Ь 2) ъЯш. г +Дгг 2 Ь 2 -мг (г+Дг) г+(Ь+ДЬ) 2 ДИз анализа полученного выражения следует, что при .упоминавшемся условии ш = и минимальное значение результируюшего магнитного поля будет87 1 б 210 достигнуто при условии юг = О и бЬ =О,Т аким образом, минимальное значение внешнего магнитного поля тороидального индуктивного элемента с об 5 ратными витками, число которых равно числу слоев обмотки, будет достигаться в случае выполнения обратных витков объемными при совпадении в плплоскости, проходящей через ось тороида1 геометрических центров поперечных сечений объемных витков и соответствующих слоев обмотки. При невыполнении этого условия, т.е; г Ф:О, 6 Ь 1 0 15Ф . что имеет место у рассмотренных аналогов и прототипа, у которых геометрический центр.обратного витка расположен далеко от геометрического центра сечения слоя обмотки, не удается20 получить значительного ослабления внешнего. магнитного поля.Объемный обратный виток может быть выполнен с числом разрезов проводникового материала по длине, превышаю щим значение единицы (т.е, два, три и т,д. разреза). В этом случае объемный обратный виток может быть конструктивно выполнен иэ нескольких отдельных частей, соединенных парал- .30 лельно для протекающего по ним тока обмотки, Примерами такого конструктивного исполнения могут служить, например, две кольцевые крышки и два кольца, или же отдельные изолированные проводники, охватывающие слой об 35 мотки концентрично относительно цент. - ра тора. Такое выполнение объемного витка позволяет упростить сборку индуктивного элемента и процесс пропитпит ки обмотки, особенно при значительной величине тока обмотки, требующего большого сечения проводника Объемный обратный виток может быть выполнен в виде тонкого слоя проводникового материала (например, медь и другие проводниковые материалы), нанесенного на поверхность соответствующего слоя обмотки, Проводниковый материал может быть нанесен любым способом: гальваническим осаждением, вакуумным напылением и др, Такое выполнение объемного обратного витка может быть удобным для инцуктивного элемента с пропитанной или покрытой изоляционным материалом обмоткой при небольших значениях тока в проводнике обратного витка и жестких ограничениях на габариты индуктивного элемента. Формула изобретения 1, Индуктивный элемент, содержащий тороидальный сердечник с равномерно расположенной на нем обмоткойУ каждый из слоев которой снабжен об-. ратным витком, уложенным встречно направлению укладки слоя, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что, с целью уменьшения внешнего магнитного поляФ обратный виток выполнен объемным в виде полого тора, охватывающего соответствующий слой обмотки, при этом геометрические центры слоя обмотки и объемного витка совпадают, объемный виток выполнен по крайней мере с одним разрезом по длине объемного витка. 2. Элемент по п, 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что объемные обратные витки выполнены в виде нанесенного на соответствующий слой обмотки слоя проводниковог материала,1621087 г Составитель Ф.Чиедактор Е,Копча Техред А,Кравчук а Корректор Л, Б Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород гарина, 10 Заказ 4250 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С113035, Иосква, Ж; Раушская наб., д. 4/5