一种磁控管励磁线圈及工业微波源的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种磁控管励磁线圈，包括外筒、上磁屏蔽板、下磁屏蔽板、内筒、线包、上极靴和下极靴；所述外筒、上磁屏蔽板和下磁屏蔽板构成筒状壳体，所述上磁屏蔽板和下磁屏蔽板中心处各设有一个圆形开口，所述内筒通过圆形开口贯穿嵌入到筒状壳体内部，内部线圈绕制在内筒的外表面上，所述上极靴位于内筒正上方并固定于上磁屏蔽板上，所述下极靴位于内筒正下方并固定于下磁屏蔽板上。本实用新型结构简单，所述磁控管励磁线圈与GLCWM-75L磁控管配合，为所述磁控管提供需要的磁场，使磁控管工作稳定、功率可控，额定输出功率可以达到75kW。
【专利说明】一种磁控管励磁线圈及工业微波源
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及工业微波源【技术领域】，尤其涉及一种磁控管励磁线圈及工业微波源。
【背景技术】
[0002]工作频率为915MHz的工业微波源被广泛用于工业加热、烘干等应用领域，磁控管是工业微波源中的核心功率放大器件，用于产生并放大射频功率，而磁控管稳定工作必须具备一定的磁场条件。GLCWM-75L磁控管额定输出功率可以达到75kW，为了满足磁控管工作稳定、功率可控的目的，需要外部配套一套电流励磁线圈，为磁控管提供满足需要的磁场。GLCWM-75L磁控管与其他类型磁控管的结构不同而且对磁场的要求也不同，所以现有电流励磁线圈不能满足应用。为了与GLCWM-75L磁控管的结构匹配，并且满足磁控管对磁场的要求，为此需要研制一套新的电流励磁线圈。
实用新型内容
[0003]本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种磁控管励磁线圈及工业微波源。
[0004]本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下:一种磁控管励磁线圈，包括外筒、上磁屏蔽板、下磁屏蔽板、内筒、线包、上极靴和下极靴；
[0005]所述外筒、上磁屏蔽板和下磁屏蔽板构成筒状壳体，所述上磁屏蔽板和下磁屏蔽板中心处各设有一个圆形开口，所述内筒通过圆形开口贯穿嵌入到筒状壳体内部，内部线圈绕制在内筒的外表面上，所述上极靴位于内筒正上方并固定于上磁屏蔽板上，所述下极靴位于内筒正下方并固定于下磁屏蔽板上。
[0006]本实用新型的有益效果是:本实用新型结构简单紧凑，所述磁控管励磁线圈与GLCWM-75L磁控管配合，为所述磁控管提供需要的均匀磁场，使磁控管工作稳定、功率可控，额定输出功率可以达到75kW。
[0007]在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。
[0008]进一步，包括外筒、上磁屏蔽板、下磁屏蔽板、内筒、线包、上极靴和下极靴；所述外筒、上磁屏蔽板和下磁屏蔽板构成筒状壳体，所述上磁屏蔽板和下磁屏蔽板中心处各设有一个圆形开口，所述内筒通过圆形开口贯穿嵌入到筒状壳体内部，内部线圈绕制在内筒的外表面上，所述上极靴位于内筒正上方并固定于上磁屏蔽板上，所述下极靴位于内筒正下方并固定于下磁屏蔽板上。
[0009]进一步，所述上磁屏蔽板的下表面圆形开口边缘设有一个环形凸起，通过环形凸起固定线包顶部；所述下磁屏蔽板的上表面圆形开口边缘设有一个环形凹槽，通过环形凹槽固定线包底部。
[0010]进一步，所述线包包括第一绕组、散热水管、第二绕组、线包上压板和线包下压板；所述第一绕组在内筒外壁上沿轴向均匀绕制，在第一绕组的基础上绕制一层散热水管，在散热水管的基础上绕制第二绕组，所述第一绕组和第二绕组在电气连接上串联连接；所述线包上压板和线包下压板为圆形板状结构，其中部设有圆形开口，开口的直径与内筒直径相等，所述线包上压板和线包下压板分别固定在上述绕制完成的结构的顶部和底部。
[0011]进一步，所述上极靴为底部设有圆形通孔的碗状结构，其顶部边沿带有环形固定带，所述环形固定带上设有一个缺口和若干个第一固定孔，所述碗状结构中部设有若干第二固定孔，上极靴通过第一固定孔与上磁屏蔽板连接，通过第二固定孔固定磁控管顶部。
[0012]进一步，所述下极靴为底部设有圆形通孔的底座，其底部设有锯齿状极靴尾，所述极靴尾上设有第三固定孔和第四固定孔，所述下极靴通过第三固定孔固定在下磁屏蔽板上，通过第四固定孔固定在波导激励腔上。
[0013]进一步，所述上磁屏蔽板上表面设有两个水冷接口和一个进电接口，所述线包上压板和线包下压板上均设有导线引出槽和水管引出槽，所述散热水管的两端分别通过水管引出槽连接到水冷接口上，构成第一绕组和第二绕组的导线的两端分别通过导线引出槽连接到进电接口上。
[0014]进一步，所述进电接口采用标准的两心接线排，两心接线排配有保护盖。
[0015]进一步，所述第一绕组的匝数少于第二绕组的匝数。
[0016]采用上述进一步方案的有益效果是:第一绕组的匝数少于第二绕组的匝数可更好的控制两段绕组的温度差，有利于提高励磁线包的可靠性。
[0017]进一步，所述第一绕组和第二绕组采用绝缘漆包圆筒导线绕制，所述散热水管为铜管。
[0018]进一步，所述线包各处的缝隙填充环氧胶。
[0019]采用上述进一步方案的有益效果是:整个线包用导热优良的环氧胶粘结成一个整体可加强绕组的散热，降低线包内部与表面之间的温度差，防止因突然加电时产生的巨大电磁力而使绕组震动，降低工作过程中绕组产生的噪声，提高线包的环境适应性和可靠性。
[0020]进一步，所述外筒、上磁屏蔽板和下磁屏蔽板为导磁材料，所述内筒为非导磁材料。
[0021]—种工业微波源，包括本实用新型所述磁控管励磁线圈和GLCWM-75L磁控管。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]图1为本实用新型所述一种磁控管励磁线圈的剖视图；
[0023]图2a为本实用新型所述上磁屏蔽板仰视图；
[0024]图2b为本实用新型所述上磁屏蔽板主视图；
[0025]图2c为本实用新型所述上磁屏蔽板俯视图；
[0026]图3a为本实用新型所述下磁屏蔽板俯视图；
[0027]图3b为本实用新型所述下磁屏蔽板主视图；
[0028]图4a为本实用新型所述线包主视图；
[0029]图4b为本实用新型所述线包上压板俯视图；
[0030]图5a为本实用新型所述上极靴俯视图；
[0031]图5b为本实用新型所述上极靴剖视图；
[0032]图6a为本实用新型所述下极靴俯视图；
[0033]图6b为本实用新型所述下极靴剖视图；
[0034]图6c为本实用新型所述下极靴仰视图。
[0035]附图中，各标号所代表的部件列表如下:
[0036]100、外筒，200、上磁屏蔽板，300、下磁屏蔽板，400、内筒，500、线包，600、上极靴，700、下极靴，201、环形凸起，202、水冷接口，203、进电接口，501、第一绕组，502、散热水管，503、第二绕组，504、线包上压板，505、线包下压板，601、环形固定带，602、缺口，603、第一固定孔604、第二固定孔，701、锯齿状极靴尾，702、第三固定孔，703、第四固定孔，504-1、导线引出槽，504-2、水管引出槽。
【具体实施方式】
[0037]以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
[0038]915MHz/75kW工业微波源被广泛用于工业加热、烘干等应用领域，现有技术中的电流励磁线圈，无法与GLCWM-75L型磁控管匹配。本实用新型所述磁控管励磁线圈可与GLCWM-75L磁控管紧密配合，为所述磁控管提供需要的均匀磁场，使磁控管工作稳定、功率可控，额定输出功率可以达到75kW。
[0039]如图1所示，一种磁控管励磁线圈，包括外筒100、上磁屏蔽板200、下磁屏蔽板300、内筒400、线包500、上极靴600和下极靴700 ;所述外筒100、上磁屏蔽板200和下磁屏蔽板300构成筒状壳体，所述上磁屏蔽板200和下磁屏蔽板300中心处各设有一个圆形开口，所述内筒400通过圆形开口贯穿嵌入到筒状壳体内部，内部线圈500绕制在内筒400的外表面上，所述上极靴600位于内筒400正上方并固定于上磁屏蔽板200上，所述下极靴700位于内筒400正下方并固定于下磁屏蔽板300上。
[0040]其中，外筒100、上磁屏蔽板200和下磁屏蔽板300为高导磁材料制成(材料的磁导率越高越好)，将线包500产生的磁场导向至线包500中间的中空区域。防止线包产生的磁场向周围外部空间扩散，将磁场控制在三者内部及三者构成的中空区域内，并将磁场导向至上极靴600和下极靴700。
[0041]本实用新型通过螺栓将外筒100、上磁屏蔽板200、下磁屏蔽板300以及线包500固定为一个整体。上极靴600通过螺栓与上磁屏蔽板200固定，下极靴700通过螺钉固定在下磁屏蔽板300上。
[0042]如图2a、2b所示，所述上磁屏蔽板200的下表面圆形开口边缘设有一个环形凸起201，通过环形凸起201固定线包500。
[0043]如图3a、3b所示，所述下磁屏蔽板300的上表面圆形开口边缘设有一个环形凹槽301，通过环形凹槽301固定线包500。
[0044]如图4a、4b所示，所述线包500包括第一绕组501、散热水管502、第二绕组503、线包上压板504和线包下压板505 ;所述第一绕组501在内筒400外壁上沿轴向均匀绕制，在第一绕组501的基础上绕制一层散热水管502，在散热水管502的基础上绕制第二绕组503，所述第一绕组501和第二绕组503在电气连接上串联连接；所述线包上压板504和线包下压板505为圆形板状结构，其中部设有圆形开口，开口的直径与内筒400直径相等，所述线包上压板504和线包下压板505分别固定在上述绕制完成的结构的顶部和底部。所述线包上压板504和线包下压板505上均设有导线引出槽和水管引出槽，散热水管502的两端经线包上压板504和线包下压板505的水管引出槽引出。
[0045]如图2c所示，所述上磁屏蔽板200上设有两个水冷接口 202和一个进电接口 203，所述散热水管202的两端分别通过线包上压板504和线包下压板505的水管引出槽504-2连接到水冷接口 202上，构成第一绕组和第二绕组的导线的两端分别通过线包上压板504和线包下压板505的导线引出槽504-1连接到进电接口 203上。所述进电接口 203采用标准的两心接线排，两心接线排配有保护盖。其中，所述水冷接口 202的接口规格为G1/4螺套。
[0046]所述第一绕组501的匝数少于第二绕组503的匝数。所述第一绕组501和第二绕组503采用绝缘漆包圆筒导线绕制，所述散热水管502为铜管。
[0047]线包500的各圈导线间、导线与散热水管502之间、导线与内筒400以及导线与线包上压板504和线包下压板505之间在加工过程中加入导热优良的环氧胶，所有缝隙用环氧胶填满，待环氧胶固化后整个线包将形成一个牢固的整体。整个线包500用导热优良的胶粘结成一个整体后可加强绕组的散热，降低线包内部与表面之间的温度差，防止因突然加电时产生的巨大电磁力而使绕组震动，降低工作过程中绕组产生的噪声，提高线包的环境适应性和可靠性。
[0048]内筒400为非导磁材料，不影响磁场的走向和分布，起支撑和固定线包500的作用。第一绕组501和第二绕组503采用高强度(耐温等级155°C以上)绝缘漆包圆筒导线绕制，绕组通电后产生磁场并伴随热量，绕组匝数的多少决定了相同电流下磁场的大小，通过控制绕组沿轴向的匝数可影响磁场强度沿轴向的分布，绕组沿轴向均匀分布的方式，可在线包500内部形成沿轴向均匀分布的磁场。线包500的内腔尺寸由磁控管外径尺寸决定，线包500高度及外径尺寸由磁控管高度尺寸以及磁控管对磁场的要求以及整机空间决定。
[0049]散热水管502材料为导热性能优良、不导磁的铜管，通入冷却水后能在不影响磁场分布的情况下带走线包绕绕组产生的大部分热量，可显著提高线包的散热效果，减小线包的重量和体积，有利于节约成本。
[0050]上极靴600通过螺栓与上磁屏蔽板200固定，下极靴700通过螺钉固定在下磁屏蔽板300上。所述上极靴600和下极靴700主要起固定磁控管，对线包500产生的磁场进行整形并导向的作用。其形状和尺寸必须根据磁控管的尺寸、安装方式以及磁控管对磁场的要求进行设计。
[0051]如图5a、5b所示，所述上极靴600为底部设有圆形通孔的碗状结构，其顶部边沿带有环形固定带601，所述环形固定带601上设有一个缺口 602和若干个第一固定孔603，所述碗状结构中部设有若干第二固定孔604。其中所述缺口 602用于穿过磁控管的冷却水管，磁控管安装于磁控管励磁线圈内部。上极靴600通过第一固定孔603与上磁屏蔽板200连接，通过第二固定孔604固定磁控管顶部。
[0052]如图6a至6c所示，所述下极靴700底部设有圆形通孔的底座，其底部设有锯齿状极靴尾701，所述极靴尾701上设有第三固定孔702和第四固定孔703，所述下极靴700通过第三固定孔702固定在下磁屏蔽板300上，通过第四固定孔703固定在波导激励腔上。本实用新型所述磁控管励磁线圈作为一个独立器件，在整机设备中，需要安装在另外一个器件(波导激励腔)上部，第四固定孔起连接作用，将线圈固定在波导激励腔上部。
[0053]上极靴600和下极靴700为高导磁材料制成，分别安装到上磁屏板200和下磁屏板300上，绕组内通电后产生的磁场通过外筒100、上磁屏板200和下磁屏板导向，再经上极靴600和下极靴700整形，在上极靴600和下极靴700的圆环面处集中后输入磁控管内部，在磁控管内部工作区间形成均匀的磁场。极靴的设计是该励磁线圈的重要环节，极靴的形状将直接影响磁控管内磁场的均匀性进而影响磁控管输出微波的功率。极靴设计主要遵循了磁路原理，最大限度将线包产生的磁场引导至磁控管内部，在外部空间的漏磁场越低越好，为了尽量增大极靴与屏蔽板的接触面积，减小因接触不良导致的漏磁通，所以上极靴600设计成碗状结构，下极靴底部设计了极靴尾603，加强与下磁屏蔽板的接触。另外，极靴的设计还考虑了磁控管的安装。在上极靴600和下极靴700的适当位置留有固定磁控管的安装孔，可方便磁控管的安装。
[0054]本实用新型所述磁控管励磁线圈能够很好的与GLCWM-75L型磁控管连接，并且能够提供满足要求的磁场分布和大小。经过实际测试，在该磁控管励磁线圈的配套下，GLCWM-75L磁控管可以稳定输出75kW射频功率。
[0055]—种工业微波源，包括本实用新型所述磁控管励磁线圈和GLCWM-75L磁控管。
[0056]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种磁控管励磁线圈，其特征在于，包括外筒(100)、上磁屏蔽板(200)、下磁屏蔽板(300)、内筒(400)、线包(500)、上极靴(600)和下极靴(700);所述外筒(100)、上磁屏蔽板(200)和下磁屏蔽板(300)构成筒状壳体，所述上磁屏蔽板(200)和下磁屏蔽板(300)中心处各设有一个圆形开口，所述内筒(400)通过圆形开口贯穿嵌入到筒状壳体内部，内部线圈(500)绕制在内筒(400)的外表面上，所述上极靴(600)位于内筒(400)正上方并固定于上磁屏蔽板(200)上，所述下极靴(700)位于内筒(400)正下方并固定于下磁屏蔽板(300)上。
2.根据权利要求1所述一种磁控管励磁线圈，其特征在于，所述上磁屏蔽板(200)的下表面圆形开口边缘设有一个环形凸起(201)，通过环形凸起(201)固定线包(500)顶部；所述下磁屏蔽板(300)的上表面圆形开口边缘设有一个环形凹槽(301)，通过环形凹槽(301)固定线包(500)底部。
3.根据权利要求1所述一种磁控管励磁线圈，其特征在于，所述线包(500)包括第一绕组(501)、散热水管(502)、第二绕组(503)、线包上压板(504)和线包下压板(505)； 所述第一绕组(501)在内筒(400)外壁上沿轴向均匀绕制，在第一绕组(501)的基础上绕制一层散热水管(502)，在散热水管(502)的基础上绕制第二绕组(503)，所述第一绕组(501)和第二绕组(503)在电气连接上串联连接；所述线包上压板(504)和线包下压板(505)为圆形板状结构，其中部设有圆形开口，开口的直径与内筒(400)直径相等，所述线包上压板(504)和线包下压板(505)分别固定在上述绕制完成的结构的顶部和底部。
4.根据权利要求1所述一种磁控管励磁线圈，其特征在于，所述上极靴(600)为底部设有圆形通孔的碗状结构，其顶部边沿带有环形固定带(601)，所述环形固定带(601)上设有一个缺口(602)和若干个第一固定孔(603)，所述碗状结构中部设有若干第二固定孔(604)，上极靴(600)通过第一固定孔(603)与上磁屏蔽板(200)连接，通过第二固定孔(604)固定磁控管顶部。
5.根据权利要求1所述一种磁控管励磁线圈，其特征在于，所述下极靴(700)为底部设有圆形通孔的底座，其底部设有锯齿状极靴尾(701)，所述极靴尾(701)上设有第三固定孔(702)和第四固定孔(703)，所述下极靴(700)通过第三固定孔(702)固定在下磁屏蔽板(300)上，通过第四固定孔703固定在波导激励腔上。
6.根据权利要求3所述一种磁控管励磁线圈，其特征在于，所述上磁屏蔽板(200)上表面设有两个水冷接口(202)和一个进电接口(203)，所述线包上压板(504)和线包下压板(505)上均设有导线引出槽(504-1)和水管引出槽(504-2)，所述散热水管(502)的两端分别通过水管引出槽(504-2)连接到水冷接口(202)上，构成第一绕组和第二绕组的导线的两端分别通过导线引出槽(504-1)连接到进电接口 203上。
7.根据权利要求6所述一种磁控管励磁线圈，其特征在于，所述进电接口(203)采用标准的两心接线排，两心接线排配有保护盖。
8.根据权利要求3所述一种磁控管励磁线圈，其特征在于，所述第一绕组(501)的匝数少于第二绕组(503)的匝数。
9.根据权利要求3所述一种磁控管励磁线圈，其特征在于，所述第一绕组(501)和第二绕组(503)采用绝缘漆包圆筒导线绕制，所述散热水管(502)为铜管。
10.根据权利要求1所述一种磁控管励磁线圈，其特征在于，所述线包(500)各处的缝隙填充环氧胶。
11.根据权利要求1所述一种磁控管励磁线圈，其特征在于，所述外筒(100)、上磁屏蔽板(200)和下磁屏蔽板(300)为导磁材料，所述内筒(400)为非导磁材料。
12.—种工业微波源，其特征在于，包括权利要求1-11中任一项所述磁控管励磁线圈和GLCWM-75L磁控管。
【文档编号】H01J23/02GK204179051SQ201420732747
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2014年11月28日 优先权日:2014年11月28日
【发明者】姜勇, 骆辉建, 刘美平, 郑群川, 余才军, 魏世东, 伍君 申请人:北京长峰广播通讯设备有限责任公司, 成都锦江电子系统工程有限公司