КАТУШКА ИНДУКТИВНОСТИ

Полезная модель относится к области электротехники и может быть использована в катушках индуктивности или обмотках трансформаторов, наиболее актуально в высоковольтных.
Известные варианты выполнения катушек индуктивности без межслойной изоляции характерны делением катушки на секции с целью снижения напряжений: между соприкасающимися витками до величин, не превышающих напряжение пробоя изоляции провода, и между секциями - до величин, не превышающих напряжение пробоя межсекционной изоляции. Разделение катушки на секции производится изоляционными перегородками из твердого диэлектрика в виде ребер каркаса или шайб, содержащих прорези для обеспечения перехода провода из секции в секцию. По такому принципу выполнены высоковольтные катушки, например, высоковольтного трансформатора (патент РФ №2030004), а также серийно выпускаемых катушек зажигания КГМЯ.675871.001 и КЛЯЮ.675875.002.
Известна катушка индукционная высоковольтного импульсного трансформатора (патент РФ 2184402), выбранная за прототип, содержащая изоляционный цилиндрический каркас, секции обмотки, последовательно соединенные между собой и отделенные друг от друга изоляционными перегородками, в каждой из которых имеется прорезь для перемещения наматываемого провода из одной секции в другую, за исключением начала первой секции обмотки и конца последней секции обмотки. Недостатком этой конструкции является то, что в процессе изготовления катушки необходимо изменять шаг намотки и снижать скорость намотки в моменты перемещения наматываемого провода через прорези в перегородках из одной секции в другую. При этом для сохранения приемлемого для серийного производства времени намотки катушки количество секций не превышает 5-10 (например, в серийно выпускаемой катушке зажигания КЛЯЮ.675875.002 высоковольтная катушка импульсного трансформатора содержит 9 секций).
Технической задачей полезной модели является снижение времени намотки катушки индуктивности.
Для реализации технической задачи разработана катушка индуктивности, содержащая изоляционный каркас с центральной осью, разделенный изоляционными перегородками на секции, обмотку из провода в изоляции, переходящего из секции в секцию, причем высота укладки провода в секции равна высоте перегородки плюс один диаметр провода в изоляции, переход провода из секции в секцию осуществляется его намоткой по перегородке между этими секциями, а шаг намотки витков постоянный по всей длине обмотки.
На фиг.1 приведена конструкция катушки индуктивности.
На фиг.2 приведен пример укладки витков в секции поочередно в направлении и против направления укладки обмотки с порядковой нумерацией витков, и переход провода в следующую секцию.
Катушка индуктивности содержит обмотку 1 из провода в изоляции, размещенную на электроизоляционном каркасе 2 с центральной осью 3, содержащем секции 4 с перегородками 5 между ними, причем высота укладки провода в секции 4 равна высоте изоляционной перегородки 5 плюс один диаметр провода в изоляции, что без дополнительных переходов обеспечивает продолжение намотки этого же слоя поверх перегородки 5 до следующей секции. Последний виток 6 предыдущей секции размещен на краю перегородки 5, разделяющей соседние секции 4, так что при продолжении намотки следующий виток 7 должен наматываться уже за пределами перегородки 5, вследствие чего он переходит в следующую секцию 4, являясь ее первым витком. Витки в пределах секции 4 могут быть расположены слоями 8, 9, что позволяет получить максимальную плотность укладки и обеспечить минимальные габариты. При этом укладка наиболее удаленного от оси 3 слоя 9 выполнена в направлении укладки обмотки 1, что обеспечивает естественный переход провода по перегородке 5 в следующую секцию 4.
Катушка индуктивности, например, в составе высоковольтного трансформатора в качестве вторичной обмотки работает следующим образом. При подаче тока в первичную обмотку трансформатора между концами вторичной обмотки 1 индуцируется напряжение, пропорциональное числу витков вторичной обмотки 1 и скорости изменения магнитного потока, которая пропорциональна скорости изменения тока в первичной обмотке и максимальна в момент прекращения тока при размыкании цепи первичной обмотки, с этого момента формируется импульс с наибольшим напряжением на обмотке. При самостоятельном использовании катушки индуктивности в качестве дросселя она сглаживает ток в цепи, в которую она включена.
В процессе изготовления не требуется снижение скорости намотки при перемещении провода из одной секции в другую, что сокращает время намотки катушки.
Предложенная конструкция технически реализуема на современном высокопроизводительном технологическом оборудовании. В рамках ОКР "Плазма", выполняемой по Госконтракту, были изготовлены образцы высоковольтных преобразователей, в которых вторичная обмотка высоковольтного трансформатора имеет описанную конструкцию. Она выполнена на намоточном станке FW022, содержит 2691 виток провода в изоляции с диаметром 65 мкм, уложенных в 39 секций по 69 витков в секции. Время намотки не менее, чем на 20% меньше времени намотки 9-ти секционной катушки с таким же числом витков.