Теплопроводное крепление моточного узла

Полезная модель относится к устройствам для крепления, охлаждения и диэлектрической изоляции моточных узлов, используемых в устройствах электропитания в качестве трансформаторов и дросселей, закрепляемых на охлаждающих элементах конструкции изделия. Сущностью заявленного решения является уменьшение количества элементов конструкции за счет передачи функции крепления, диэлектрической изоляции и отвода тепла полимеризовавшемуся компаунду. 3 з.п. ф-лы.

Полезная модель относится к устройствам для крепления, охлаждения и диэлектрической изоляции моточных узлов, используемых в устройствах электропитания в качестве трансформаторов и дросселей, закрепляемых на охлаждающих элементах конструкции изделия.

Известно устройство для охлаждения и экранирования моточного узла (патент на полезную модель RU 65287, МПК: H01F 27/08, приоритет от 20.02.2007), которое содержит теплопроводный элемент, охватывающий моточный узел, включающий тороидальный сердечник с обмоткой, и электроизоляционную нетеплопроводную подставку, прилегающую к внешней торцевой поверхности обмотки и контактирующую с теплопроводным элементом. При этом теплопроводный элемент выполнен многослойным из различных металлов, а объем между обмоткой и теплопроводным элементом заполнен электроизоляционным теплопроводным компаундом.

Недостатками данного устройства является наличие элементов крепления, выполненных в виде стержней с резьбовыми хвостовиками для крепления, что ухудшает массогабаритные характеристики устройства.

Известен модуль дросселя (патент на полезную модель 31052, МКИ H01F 17/00, приоритет от 15.08.2002), состоящий из магнитопровода и обмотки, содержащий теплоотводящий элемент, а также крепежные детали, отличающийся тем, что элемент, обеспечивающий теплоотвод, представляет собой плиту, выполненную из теплопроводного материала, на верхней поверхности которой жестко закреплены магнитопровод и обмотка, а по периметру плиты имеется бортик из теплопроводного материала, часть которого заменена вставкой из диэлектрика с отверстиями для вывода концов обмотки, причем нижняя сторона плиты имеет ровную поверхность, кроме того, объем дросселя, ограниченный бортиком, залит компаундом, являющимся теплопроводным.

Недостатком данного устройства является использование плиты из теплопроводного материала для закрепления магнитопровода и обмотки, что ухудшает массогабаритные характеристики устройства.

Известно устройство для охлаждения и крепления моточного узла (патент на полезную модель 71473, МКИ H01F 27/08, H01F 27/36, приоритет от 06.11.2007 г.), содержащее теплопроводный элемент, охватывающий моточный узел, включающий сердечник и обмотку с контактными выводами, отличающееся тем, что теплопроводный элемент выполнен в виде двух радиаторов, соединенных между собой крепежными элементами и взаимодействующих с сердечниками посредством пазов, выполненных на внутренних поверхностях радиаторов, образуя зазоры между их верхними и нижними внутренними торцевыми поверхностями, при этом в нижней части радиаторов выполнены отверстия, обеспечивающие крепление заявляемого устройства к изделию.

Недостатками устройства являются: наличие конструктивных крепежных элементов, ухудшающих массогабаритные характеристики устройства и технологичность монтажа моточного узла в готовое изделие а так же отвод тепла от сердечника, а не непосредственно с обмоток.

Недостатки описанных выше аналогов сводятся к тому, что входящие в состав устройства охлаждения и крепления моточного узла конструктивные элементы, выполняют каждый только свою функцию (крепление, теплоотвод, охлаждение, изоляция). Для уменьшения массогабаритных характеристик устройства необходимо, чтобы, по крайней мере, один конструктивный элемент выполнял несколько функций. Кроме того, отвод тепла с поверхности обмоток моточного узла не решает полностью проблему нагрева катушек, так как отвод тепла из объема моточного узла затруднен из-за наличия воздушных зазоров между витками.

Целью изобретения является улучшение отвода тепла из объема обмоток моточного узла, уменьшение массогабаритных характеристик моточного узла, предотвращение межвиткового замыкания, а так же повышение технологичности изготовления и монтажа за счет упрощения конструкции заявленного решения.

Технический результат, на достижение которого направлено предлагаемое техническое решение, достигается тем, что крепление моточного узла, включает: моточный узел с витками; охлаждающий элемент; теплопроводный элемент, размещенный между витками моточного изделия и между моточным изделием и охлаждающим элементом; крепежный элемент, соединяющий витки моточного изделия, охлаждающий элемент и теплопроводный элемент, причем теплопроводный элемент и крепежный элемент выполнены из полимеризовавшегося диэлектрического теплопроводного компаунда.

Таким образом, сущностью заявленного крепления моточного узла является «свертывание» конструкции устройства (т.е. уменьшение количества элементов конструкции) за счет передачи функции крепления и отвода тепла полимеризовавшемуся диэлектрическому теплопроводному компаунду.

Сборка заявленного устройства и крепление моточного узла с его помощью осуществляется следующим образом.

На предварительно изолированный известным способом, например с помощью нанесения защитного диэлектрического покрытия сердечник наматываются первичная и вторичная обмотки из изолированного обмоточного провода. Полученное моточное изделие погружают в жидкий компаунд, полимеризующийся при комнатной температуре, выдерживают некоторое время, определяемое характеристиками техпроцесса, а затем выкладывают пропитанное моточное изделие на неадгезионную к компаунду поверхность, например, фторопластовый лист, и дают компаунду полимеризоваться. В процессе полимеризации часть компаунда заполняет все воздушные промежутки между витками, в том числе и микротрещины в изоляции обмоточных проводов, а часть компаунда под действием силы тяжести стекает к основанию моточного изделия. После полимеризации, в нижней части моточного изделия образуется утолщение из успевшего стечь за время полимеризации компаунда. Нижняя часть моточного изделия при этом приобретает теплопроводную опору-основание с плоской поверхностью. При установке в конечное изделие моточный узел устанавливается плоской поверхностью на теплопроводную охлаждающую поверхность корпуса изделия и закрепляется путем заливки компаундом пространства между плоской поверхности опоры-основания и поверхностью охлаждающего элемента.

1. Крепление моточного узла, включающее моточный узел с витками; охлаждающий элемент; теплопроводный элемент, размещенный между витками моточного изделия и между моточным изделием и охлаждающим элементом; крепежный элемент, соединяющий витки моточного изделия, охлаждающий элемент и теплопроводный элемент, причем теплопроводный элемент и крепежный элемент выполнены из теплопроводного компаунда.

2. Крепление моточного узла по п.1, отличающееся тем, что охлаждающий элемент представляет собой корпус изделия, в состав которого входит моточный узел.

3. Крепление моточного узла по п.1, отличающееся тем, что крепежный элемент размещен внутри моточного узла, выполненного на тороидальном магнитопроводе.

4. Крепление моточного узла по п.1, отличающееся тем, что крепежный элемент размещен на внешней поверхности моточного узла, выполненного на Ш-образном сердечнике.