Модуль дросселя

МОДУЛЬ ДРОССЕЛЯ
1.Область техники, к которой относится нолезная модель
Полезная модель - модуль дросселя - относится к области радиотехники, а именно к электромагнитным элементам (трансформаторы и дроссели), которые применяются в схемах электрического питания радиотехнических устройств: вьшрямителях, фильтрах, статических преобразователях, стабилизаторах и регуляторах напряжения и тока. Дроссель используется в электрических цепях в качестве индуктивного сопротивления и имеет одну обмотку, а трансформатор используется для передачи энергии из одних цепей в другие и имеет несколько обмоток.
2.Уровень техники
Из специальной и справочной литературы И. И. Белопольский, Е.И. Каретникова, Л.Г.Пикалова, Расчет трансформаторов и дросселей малой мощности, изд-во Энергия, 1973 г известно, что основными элементами конструкции дросселя и
МПК HOIF 17/00-17/08, 37/00
трансформатора являются магнитопровод и обмотки. Кроме магнитопровода и обмоток эти конструкции содержат ряд дополнительных элементов, к которым относятся:
-детали для сборки отдельных частей сердечника и крепления собранного дросселя;
-детали для подключения дросселей к схеме;
-детали для охлаждения магнитопроводов и катушек;
-внешняя электроизоляция и влагозапщта.
После того, как выбраны магнитопровод и обмотки, конструкция остальных элементов определяется теми условиями, в которых используются электромагнитный элемент, а именно механическими и климатическими воздействиями. Наиболее опасными являются вибрация, удары, воздействие температуры и влаги.
Магнитопроводы должны быть хорошо скреплены для получения прочной конструкции. Пластинчатые магнитопроводы после сборки обычно стягиваются шпильками посредством металлических пластинок или специальных накладок, которые одновременно используются для крепления к шасси. Стяжка магнитопровода может осуществляться при помопщ тонких стальных лент, механически затягиваемых и скрепляемых при помопщ специального приспособления. Крепление магнитопроводов к шасси осуществляется при помопщ металлических скоб, обжимающих сердечники. Стяжку магнитопроводов иногда заменяют склейкой при помопщ ферромагнитной пасты.
Для отвода тепла используют увеличенную поверхность металлических скоб, обжимаюших сердечник, специальные дополнительные металлические щеки, имеющие хороший тепловой контакт с сердечниками (через их торцовые части) и шасси. Также
используют тепловые шунты, теплоотводящие радиаторы и термоэлектрические охлаждающие устройства.
При повьппеьшых требованиях к механической прочности открытых дросселей и трансформаторов применяют метод заливки катушек, а иногда и полностью собранных конструкций изоляционными составами в специальных формах, удаляемых после затвердевания заливочной массы.
Электромагнитные элементы, предназначенные для использования в особо тяжелых климатических условиях, вьшолняются в закрытом исполнении, причем применяется как твердая, так и жидкая изоляция. При напряжениях до 10 кВ в качестве твердого заливочного материала применяют кварц-битумный компаунд. В качестве жидкой изоляции используют трансформаторное масло.
В качестве прототипа рассмотрим конструкцию модуля трансформатора И. И. Белопольский, Е.И. Каретникова, Л.Г.Пикалова, Расчет трансформаторов и дросселей малой мощности, изд-во Энергия, 1973 г, стр.89, рис. 2-18, содержащего магнитный сердечник, обмотку и теплоотводящие радиаторы, которые закрепляются на сердечнике с помощью склеивающей теплопроводной пасты.
Недостатком такой конструкции является низкая теплопередача, поскольку тепло от обмотки сначала отводится на сердечник, и лишь затем, к радиатору. В конструкции не предусмотрена возможность для теплоотвода на дополнительные радиаторы, которые могут находиться вне шкафа, где расположены модули, а следовательно, нельзя реализовать дроссель (трансформатор) средней или больщой мощности. Также у данной конструкции отсутствует защита от внешних воздействий.
Цель создания полезной модели - «модуль дросселя заключается в разработке такой конструкции дросселя средней мощности, которая обеспечила бы наряду с хорошей защитой от внеыших механических и климатических воздействий и хороший теплоотвод и была бы удобна в использования при профилактических и ремонтных работах устройств и аппаратов, в состав которых она входит (например, источников тока, частотных преобразователей и т.д), как легко заменяемый элемент.
3. Сущность полезной модели
Предложенная полезная модель решает задачу изготовления дросселя с защитными свойствами от механических и климатических воздействий и обеспечивающая хороший теплоотвод путем изготовления дросселя в виде модуля, залитого теплопроводным компаундом. Компаунд заливает пространство, образованное толстой металлической плитой, несущей фушощю шасси и одновременно рассеивателя тепла и на которой жестко закреплен магнитопровод с обмоткой, и тонким бортиком из теплопроводного материала, который ограничивает заливаемый объем. Причем в месте вывода концов обмотки часть бортика заменена вставкой из толстого электроизоляционного материала, имеющей отверстия, через которые пропущены вьшоды концов обмотки.
Плоская гладкая нижняя поверхность плиты позволяет обеспечить хорощее сопряжение с дополнительным радиатором, особенно при использовании теплопроводной пасты или прокладки. При этом, для механического закрепления на несущей конструкции (или дополнительном радиаторе), в плите предусмотрены сквозные отверстия.
4.Перечень фигур графическиж изображений
Предлагаемая полезная модель иллюстрируется чертежами, представленными на фигуре «Модуль дросселя.
5.Сведения, подтверждающие возможность осуществления нолезиой модели
На фигуре «Модуль дросселя изображены:
1- магнитопровод;
2- обмотка;
3- плита;
4- бортик;
5- вставка;
6- отверстия (для вьтодов концов обмотки);
7- концы обмотки;
8- теплопроводный компаунд.
Модуль дросселя состоит из магнитопровода 1, обмотки 2, плиты 3, на верхней поверхности которой жестко закреплены магнитопровод 1 и обмотка 2. По периметру плиты 3 имеется бортик 4, часть которого заменена вставкой 5 из диэлектрика с отверстиями 6 для вывода концов обмотки 7. Пижняя сторона плиты 3 имеет ровную гладкую поверхность. Дроссель залит теплопроводным компаундом 8 в объеме, ограниченным бортиком 5. Для большей прочности магнитопровод 1 и обмотка 2 имеет механическое крепление к плите 3 с помопо.ю одной или нескольких механических скоб 9.
Магнитопровод 1 вьшолнен из материала альсифер МТЧ-60 в виде пакета из тороидальных пластин.
Бортик 4 вьшолнен из оцинкованного железа толщиной 0,5 мм.
Вставка 5 вьшолнена из гетинакса толщиной 10 мм.
Плита 3 вьшолнена из алюминиевого сплава АМГ-6 толщиной 14 мм
В качестве компаунда 8 используется виксинт ПК-68 с наполнителем из кварцевого песка.
Бортик 4 может быть прикреплен к торцам плиты 3 винтами, для чего в этих местах предварительно вьшолняются глухие отверстия и нарезается резьба. Может использоваться и другой способ.
Таким образом, использование массивной плиты, обеспечивающей рассеивание тепла от дросселя по большой площади, наличие компаундной теплопроводной заливки, обеспечивающей передачу тепла от магнитопровода и обмотки к плите, а также несъемного теплопроводного бортика, ограничивающего объем заливки, позволяет эффективно отводить тепло от электромагнитного элемента. К тому же компаунд обеспечивает дополнительную защиту от механических и климатических воздействий. Кроме того, монолитность конструкции обеспечивает удобство при монтаже и ремонте. А наличие ровной поверхности нижней стороны плиты позволяет легко подсоединить модуль к дополнительному радиатору через тешюпроводящую пасту или прокладку.
Все эти положительные свойства позволяют использовать подобные модули дросселей средней мощности для работы в жестких условиях эксплуатации.