Переменная индуктивность
Полезная модель относится к технике радиосвязи и может быть использована в антенно-согласующих устройствах широкодиапазонных радиопередатчиков.
Задачей полезной модели является снижение энергетических потерь, повышение добротности и эксплуатационной надежности.
Переменная индуктивность содержит закрепленные на опорных кронштейнах цилиндрическую катушку, первый шаговый электродвигатель, электромагнит и направляющую штангу с установленным на ней подвижным токосъемом, снабженным контактной группой, управляемой посредством установленной в направляющей штанге выдвижной рейки, положением которой управляет электромагнит, в переменной индуктивности катушка закреплена с возможностью вращения вокруг продольной оси с приводом от первого шагового электродвигателя, направляющая штанга установлена параллельно катушке, обеспечивая подключение токосъема снаружи намотки, токосъем приводится в движение вдоль направляющей штанги посредством закрепленных на кронштейнах вновь введенного второго шагового электродвигателя и ходового винта, образующего винтовую пару с ползуном, установленным на токосъеме, управляемая электромагнитом контактная группа токосъема при его движении не соприкасается с поверхностью катушки, а начало и конец намотки катушки и токосъем подключаются к внешней схеме посредством гибких проводников.
Полезная модель относится к технике радиосвязи и может быть использована, например, в антенно-согласующих устройствах широкодиапазонных радиопередатчиков.
Известна переменная индуктивность [1], содержащая закрепленные на опорных кронштейнах цилиндрическую катушку, вращающуюся направляющую штангу, расположенную внутри катушки соосно с ней, шаговый электродвигатель привода направляющей штанги, электромагнит и связанный с ним рычаг, установленный на направляющей штанге подвижный токосъем, выполненный с возможностью прерывания контакта его контактной группы с витками катушки при срабатывании электромагнита, воздействующего на эту контактную группу посредством рычага и установленных внутри направляющей штока и выдвижной рейки. При вращении направляющей штанги и включенном электромагните подвижный токосъем, перемещаясь по направляющей штанге, движется вдоль витков катушки, не касаясь их. Данная переменная индуктивность наиболее близка к предлагаемой. Недостатки ее заключаются в следующем.
Размещение металлических деталей внутри катушки снижает ее добротность увеличивая энергетические потери. Переходные контакты между направляющей штангой, внешней схемой и токосъемом увеличивают энергетические потери и снижают эксплуатационную надежность.
Задачей заявляемой полезной модели является снижение энергетических потерь, повышение добротности и эксплуатационной надежности.
Задача достигается тем, что в переменной индуктивности, содержащей закрепленные на опорных кронштейнах цилиндрическую катушку, шаговый электродвигатель, электромагнит и направляющую с установленным на ней подвижным токосъемом, состоящим из ползуна с резьбовым отверстием и контактной группы, управляемой электромагнитом через выдвижную рейку, установленную в направляющей штанге, катушка закреплена с возможностью вращения вокруг своей оси с помощью шагового электродвигателя, направляющая расположена параллельно оси катушки, обеспечивая подключение токосъема с наружи намотки, токосъем перемещается вдоль катушки по направляющей штанге с помощью ходового винта и вновь введенного второго шагового электродвигателя закрепленных на опорных кронштейнах, причем ходовой винт образует винтовую пару с резьбовым отверстием ползуна токосъема, а контактная группа токосъема при его движении вдоль оси катушки и вращении катушки не касается ее намотки, начало и конец которой, а также контактная группа токосъема подключены к внешней схеме посредством гибких проводников.
Благодаря размещению направляющей штанги с токосъемом снаружи намотки катушки и исключению переходных контактов снижаются энергетические потери, повышается добротность и эксплуатационная надежность переменной индуктивности.
Предлагаемая полезная модель поясняется чертежами, где:
- на фиг.1 представлен общий вид переменной индуктивности;
- на фиг.2 переменная индуктивность в поперечном разрезе;
- на фиг.3 токосъем в разрезе.
Переменная индуктивность содержит закрепленные на опорных кронштейнах 1 цилиндрическую катушку 2 с однослойной намоткой, первый 3 и второй 4 шаговые электродвигатели, электромагнит 5, ходовой винт 6, направляющую штангу 7 с установленным на ней подвижным токосъемом, образованным ползуном 8 и контактной группой состоящей из корпуса 9, пружинных контактов 10 и шариков 11.
Цилиндрическая катушка 2 вращается в пределах одного полного оборота вокруг продольной оси с приводом от первого шагового электродвигателя 3. Ограниченный угол поворота катушки 2 позволяет осуществлять подключение к началу и концу намотки гибкими проводниками 12 без использования переходных контактов.
Направляющая штанга 7 установлена параллельно оси цилиндрической катушки 2 с обеспечением подключения токосъема к намотке снаружи. Токосъем перемещается вдоль оси цилиндрической катушки 2 по направляющей штанге 7 с помощью второго шагового электродвигателя 4, вращающего ходовой винт 6, который проходит через резьбовое отверстие ползуна 8 и сообщает ему поступательное движение.
Контактная группа токосъема закреплена на ползуне 8 с помощью пластинчатой пружины 13 и при вращении цилиндрической катушки 2 и перемещении ползуна 8 выводится из соприкосновения с намоткой цилиндрической катушки 2 выдвижной рейкой 14, контактирующей торцом со штоком электромагнита 5. При включении электромагнита 5 выдвижная рейка 14 благодаря имеющимся в ней прорезям 15 и установленным внутри направляющей штаги 7 штифтам 16 движется одновременно в направлении движения штока электромагнита 5, сжимая пружину 17, и в направлении контактной группы, при этом боковая поверхность рейки 14 сообщает перемещение шарикам 11 расположенным в цилиндрическом канале корпуса 9 контактной группы. Шарики 11 при своем движении раздвигают пружинные контакты 10, до тех пор пока они не упрутся в дно цилиндрического канала корпуса 9. Далее при движении рейки 14 контактная группа преодолевая усилие пластинчатой пружины 13 поднимается вверх, выводя пружинные контакты 10 из межвиткового пространства цилиндрической катушки 2, до тех пор, пока выдвижная рейка 14 короткими сторонами своих прорезей 15 не упрется в штифты 16.
При выключении электромагнита 5 выдвижная рейка 14 принимает исходное положение под действием пружины 17, а корпус 9 и шарики 11 под действием пластинчатой пружины 13 и пружинных контактов 10 соответственно, при этом пружинные контакты 10 возвращаются в межвитковое пространство с одновременным обхватыванием витка цилиндрической катушки 2. Подключение контактной группы к внешней схеме осуществляется гибким проводником 18, укладывающимся при движении токосъема в желобе 19.
Место подключения контактной группы к намотке катушки 2 определяется в соответствии с выражением
где:
L0 - индуктивность катушки;
Ld - заданное значение индуктивности;
L3 - индуктивность закороченной части катушки;
N1 - число витков катушки;
N2 - число дискрет в пределах одного витка;
K1 - число полных витков в закороченной части катушки;
K2 - число дискрет в неполном витке закороченной части катушки.
Приведение контактной группы из исходного положения, когда она подключена к началу намотки, к месту подключения, соответствующему заданному значению индуктивности, осуществляется путем подачи в шаговый электродвигатель 4 привода ходового винта (N2·K 1+K2) импульсов тока, а в шаговый электродвигателе 3 привода катушки - К2 импульсов. Возврат контактной группы в исходное положение осуществляется тем же количеством импульсов тока при смене направления вращения шаговых электродвигателей.
При сохранении в контроллере данных для текущего значения индуктивности установка нового значения индуктивности возможна путем изменения положения контактной группы переменной индуктивности в соответствии с приращениями значений коэффициентов K1 и K2. При этом направление вращения шаговых электродвигателей определяется знаком приращения.
Источник информации:
Bobine d'inductance variable a curseur central.
D'invention FR 2641406 - A1 (Франция).
Переменная индуктивность, содержащая закрепленные на опорных кронштейнах цилиндрическую катушку, первый шаговый электродвигатель, электромагнит и направляющую штангу с установленным на ней подвижным токосъемом, снабженным контактной группой, управляемой посредством установленной в направляющей штанге выдвижной рейки, положением которой управляет электромагнит, отличающаяся тем, что цилиндрическая катушка закреплена с возможностью вращения вокруг продольной оси с приводом от первого шагового электродвигателя, направляющая штанга установлена параллельно катушке, обеспечивая подключение токосъема снаружи намотки, токосъем приводится в движение вдоль направляющей штанги посредством закрепленных на кронштейнах вновь введенного второго шагового электродвигателя и ходового винта, образующего винтовую пару с ползуном, установленным на токосъеме, управляемая электромагнитом контактная группа токосъема при его движении не соприкасается с поверхностью катушки, а начало и конец намотки катушки и токосъем подключаются к внешней схеме посредством гибких проводников.
