Способ изготовления малоиндуктивного резистора

(19) 01 С 3/02 САНИЕ И ЕНИЯ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Всесоюзный научно-исследовательский и конструкторский институт по оборудованию для шинной промышленности (72) В.Н.Городецкий,. В.Б,Шарапов и М.И.Калинин(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 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 Ъ каждой винтовой грани или резистивного элемента определяется из соотношения тв = (В)сов у, где- число заходов винтовых граней (резистивных элементов), равное количеству реэистивных элементов; у= агстц( лб/Ь) - угол наклона винтовых граней (резистивных элементов);- отношение угла смещения резистивных элементов относительно друг друга на противоположных торцах основания к центральному углу поперечного сечения;- длина резистивного элемента; б - 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 р 1746409зистора приводит к увеличению исходногооснования и,как спедстоие,габаритов резистора,Другим недостатком указанного резистора является то, что при больших напряжениях через реэистивные элементыпроходят токи большой величины, приводящие к значительному нагреву резистора, искажению его номинального сопротивления,к потере электрической мощности в цепи,Наиболее близким к предлагаемому потехнической сущности и достигаемому результату является способ изготовления малоиндуктивного резистора. включающийразмещение на поверхности упругого стержневого и трубчатого основания, выполненного из диэлектрического материала,четного числа зквидистантно и равномернорасположенных резистивных элементов ввиде отрезков из резистивного материала,формирование из основания кольца, соединение смежно расположенных концов отрезков и подключение токоотводов откаждого резистора в диаметрально противополокных точках кольца.Преимущества этого способа изготовления резистора являются следствием замечательного свойства кольца, полученного. скручиванием исходного основания в видепризмы или цилиндра вокруг продольнойоси, соединенного своими противоположными концами.Этот способ позволяет значительноувеличить электрическое сопротивление резистора при сохранении габаритов, а такжеповысить надежность и долговечностьвследствие уменьшения его нагрева за счетвоэможности параллельного соединенияпотенциальных выводов однотипных резистивных элементов,Недостаток указанного способа изготовления резистора обусловлен тем, чторазмещение резистивных элементов на основании со смещением относительно другдруга на противоположных торцах осуществляется путем скручивания этого основаниявокруг продольной оси, что приводит к возникновению напряжений кручения и, какследствие, 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 размещениена поверхности упругого стержневого ипитрубчатого основания, выполненного и диэлектрического материала, четного числа эквидистантно и равномерно расположенныхрезистивных элементов в аиде отрезков из 5 10 15 20 25 ЗО 35 40 45 50 55 резистивиого материала, формирование из основания кольца, соединение смежно расположенных концов отрезков и подключение токоотводов от каждого резистора в диаметрально противополокиых точках кольца, согласно изобретению, перед рамзещеиием отрезков иа поверхности основания по винтовой линии формируют грани до образования правильного многоугольника в поперечном сечении основания или наносят метки по винтовой линии, а отрезки из резистивиого материала размещают вдоль середины граней или вдоль меток, при этом в поперечных сечениях торцов основания концы отрезков смещают иа угол, равный или кратиьй центральному, причем шаг тв каждой винтовой грани ипи линии меток определяют из соотношения,- ХЬ = - сову,Кгде л - число заходов виитовых граней или линий меток по числу резистивиых элементов;у - угол наклона винтовых граней или винтовых линий, град;- отношение угла смещения резистивных элементов один относительно другого на противоположных торцах основания к центральному углу поперечного сечения;- длина резистиоиого элемента, мм; д - диаметр основания, мм.Кроме того, резистивные элементы выполняют в виде полосок резистивиого слоя, прикрепленных отрезков металлической ленты или проволоки.Размещение оезистивиых элементов иа основании путем иарезаиия винтовых граней или непосредственно по винтовой линии меток иа цилиндрической поверхности обеспечивает изготовление резистора без скручивания основания относительно его продольной оси. что исключает возникновение в теле резистора напряжений кручения и повышает его надежность и долговечность. При этом шаг винтовой линии ь враждой грани каждого резистора), угол ее наклона у рассчитываются с учетом того, чтобы иа протиоополокиых торцах основания получилось смещение концов резистивиых элементов относительно друг друга иа угол а, равный ипи кратный центральному углу 3 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,Если г - число заходов винтовых граней(резистивных элементов) равно количеству2 п (четному) резистивных элементов. г = 2 п,то при формировании кольца образуется ре 2 2 пзистор(резисторы) длиной 1 = - 1 = 1.К КЗная требуемое электрическое сопротивление резистора, выбрав его поперечное сечение и материал и рассчитав его длину 1,можно определить шаг тв винтовой грани(винтовой линии резистивного элемента):ь =соз У = - соя уЕПри расчете длины резисторадля получения заданной величины сопротивлениянеобходимо учесть, что малая индуктивность обеспечивается тем, что входящий токраспределяется по двум равным, но совстречными токами, частям резистора, т.е.фактически его сопротивление вдвое меньше, поэтомунадо рассчитывать для двойной величины требуемого сопротивления,На фиг. 1 изображен резистор, кольцокоторого образовано из исходного основания с нарезанными на немвинтовыми гранями, на фиг, 2 - то же, из исходногооснования в виде цилиндра; на фиг. 3 -схема исходного основания резистора свинтовыми гранями А и его развертка Б; нафиг. 4 - схема цилиндрического основанияА с разверткой Б; на фиг. 5 - расчетнаясхема геометрических параметров резистора и технологических параметров процессаего изготовления,Резистор выполнен в виде замкнутогокольца 1 из диэлектрического материала сзакрепленными резистивными элементами2 на его поверхности 3, которые могут бытьвыполнены в виде электропроводящегослоя, металлической ленты, проволоки и т,д.Согласно предлагаемому способу кольцо 1 резистора образовано из исходногооснования в виде цилиндрической заготовки 4 (фиг. 3) путем нарезания на нем винтовых граней 5 (а, Ь, с, б, е, т) с формированиемв поперечном сечении многогранника с ди. аметром вписанной в него окружности б,закрепления на винтовых гранях параллельных и равномерно расположенных исходных резистивных элементов 6 и скрепленияпротивоположных торцов 7 и 8 с образованием кольца 1. При этом совпадающие тор. цы резистивных элементов электрическисоединяют.Из фиг. 3, 4, 5 видно, что при смещенииграней (резистивных элементов) торца 7 относительно торца 8 на угол а, равный центральному углу поперечного сечения Р, т,е. Еа= р = 1 (в приведенных на чертежах случаях1 вк лбсоз У зп УВ общем случаетв гб(2)40 соз у зи УРазделив выражение (2) на выражение(3)Из выражений (2) и (3) следует2Ь= - 1 соз УИз фиг. 5 также следуетбсв = 19 у, илиу = агар (5) Формообразование винтовых граней может быть осуществлено методом; например, фрезерования путем настройки универсальной делительной головки для деления на число заходовнарезаемых вин(4) 50 55 В= 60), линейное смещение граней (что видлдно из развертки основания) равно - -. гдечисло заходов винтовой нарезки или число 5 граней, В приведенных примерах линейноегдсмещение граней равно -(-.Из фиг. 5 видно, что при 1 = 1, грань асместится на противоположном торце осно бвания на и займет положение а, приэтом длина исходного резистивного элементаопределится как 1 =ад; при=2ЯПУ15 2 бгрань а сместится на 2 и займет положе 2 7 гбние а 2; а 12 = 1, при любом к грань а2 зп уК к бсместится на и займет положение аьКлбпри этом 1 =, т.е. в общем случае2 з 1 п Удлина исходного резистивного элемента определится из формулы252 з 1 п у5 10 15 20 25 30 Г 0 товых граней, настройки винторезной гитары и поворота рабочего стола станка наугол, равный углу наклона квинтовой линииграни:у = агац1 вгде б - диаметр цилиндрического основания;тв - шаг каждой винтовой грани.Шаг винтовой грани тв определяется посоотношению (4), При этом длина исходногооснования равна шагу т многозаходной винтовой нарезки (фиг. 3, 4, 5); т = - , а длинатвкаждого исходного резистивного элементаравна(6)Как видно из формул (1), (3), (4) и (6), принарезании винтовых граней 5 необходимообеспечивать кратность(или равенство) угла а смещения резистивных элементов 6 относительно друг друга на противоположныхторцах 7 и 8 основания центральному углуф поперечного сечения:а=Мф,Например, если число заходов г= 6 =2 п,где 2 п - число (четное) граней поперечногосечения, то угол а может быть 60, 1201800, 2400, 3000.Знаяи Кможно определить по формуле (6) длину исходных резистивных элементов 6, закрепленных на винтовых гранях 5.Если, например, р= 60, а = 120, то И = р =2,л=6, а ==.3Согласно предложенному способу,можно непосредственно на цилиндрическом основании 9 наносить по винтовой линии резистивный слой или производитьвинтовую разметку (метки) для креплениярезистивных элементов 6 в виде металлической ленты или проволоки (рис. 4). При этомвсе геометрические и конструктивные параметры резистора определяются таким образом, как и для резистора, расположенногона винтовых гранях. Образование винтовойлинии резистора производится так же; настройкой делительной головки для деленияна число заходов к, настройкой винторезнойцепи станка и поворотом рабочего стола наугол у, равный. углу наклона винтовой линиирезистора, В этом случае центральный уголР образован радиусами, соединяющимицентр окружности поперечного сечения основания 9 с центрами или идентичными точками смежных исходных резистивныхэлементов 6. Диаметр о 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 длинырезистивного элемента, прикреплены потенциальные выводы (не показаны),аПри К = р1 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 нрав ганными потоками, возбукдают магнитные поля, компенсирующие друг друга, и резистор практически не имеет индуктивного сопротивления,Предложенный способ изготовления резистора позволяет повысить его надежность и долговечность за счет исключения напряжений кручения, являющихся следствием скручиванияисходного основания вокруг и родольной оси. Формула изобретения1, Способ изготовления малоиндуктивного резистора, включающий размещение на поверхности упругого стержневого или трубчатого основания, выполненного из диэлектрического материала, четного числа эквидистантно и равномерно расположенных 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,сцельюповышения надежности в работе и долговечности, передразмещением 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 соотношенияЕ.Ь- - ,сову,где г - число заходов винтовых граней или линии меток по числу резистивных элементов;у - угол наклона винтовых граней или 5 винтовых линий, град;1 - отношение угла смещения резистивных элементов один относительно другого на противоположных торцах основания к центральному углу поперечного сечения;10- длина резистивного элемента, мм;2, Способпоп,1,отличающийсятем, что резистивные элементы выполнены в виде полосок резистивного слоя, прикрепленных отрезков металлической ленты или 15 проволоки.1746409 Заказ 2397 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям и 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Т СССР зводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина Составитель В.ГородецкийРедактор Н.Химчук Техред М.Моргентал Корректор Т;Палий