МНОГОСТЕРЖНЕВОЙ СТЫКОВОЙ МАГНИТОПРОВОД Российский патент 1994 года по МПК H01F27/25 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к одно и многофазным трансформаторам, дросселям, преобразователям частоты и числа фаз, оно может быть использовано в энергетике всех отраслей народного хозяйства и в быту.

Известна конструкция магнитопровода для многофазного дросселя, в котором стержни расположены взаимно параллельно в ряд с определенными интервалами и ярма, соединяющие стержни сердечника, отличающаяся тем, что ярма выполнены в виде кольцеобразных фигур, причем ярма выступают за края стержне сердечника (1). Такая конструкция имеет шесть стыков и усложненную конструкцию системы стяжки магнитопровода.

В известной конструкции магнитопровода трансформатора (2) сердечник состоит из шихтованных пакетов пластин электротехнической стали. Стержни и ярма состыкованы внакладку, причем ярмо расщеплено на две части. Такая конструкция шихтованного магнитопровода имеет сложную систему стяжки магнитной системы, особенно в многостержневом исполнении.

Наиболее близким к предлагаемому (прототипом) является конструкция магнитопровода трехфазного трансформатора (3), состоящая из С-образных стержней, навитых из ленточной электротехнической стали. С-образные стержни формируются путем навивки О-образных сердечников, а затем им за счет деформации сердечников придается С-образная форма. С-образные стержни скреплены (стыкуются) между собой за счет сквозных шпилек в местах изгибов ярменных участков стержней. Такая конструкция С-образных стержней (формовка) подразумевает сложную технологию изготовления за счет выдавливания. Кроме того, существует ограничение радиального размера обмоток соседних фаз из-за ширины ленты средней фазы.

Целью изобретения является упрощение конструкции, процесса изготовления и сборки многостержневого стыкового навитого магнитопровода. Эта цель достигается тем, что магнитопровод собирается из сплющенных О-образных стержней и навитых круглых ярм, которые навиваются из ленточной электротехнической стали в направлении прокатки. Обмотки трансформатора изготавливаются отдельно на обычных обмоточных станках. Обмотки надеваются на сплющенные О-образные стержни, которые поток соединяют по концам с круглыми навитыми сердечниками ярм посредством сквозных шпилек, образуя магнитопровод. Упрощение конструкции, процесса изготовления и сборки многостержневого магнитопровода достигается за счет изготовления стержней и ярм в виде навитых сердечников, причем стержни имеют сплющенную О-образную форму, а ярма выполнены в вид О-образных круглых сердечников, имеющих продольный разрез до центра сердечника с одной стороны. Стыковка элементов магнитопровода осуществляется с помощью сквозных шпилек, расположенных в местах изгибов О-образных сплющенных сердечников.

На фиг. 1, а, б, в, г представлены варианты навиток сплющенных О-образных сердечников и ярм; на фиг. 2 - однофазный трансформатор; на фиг. 3 - многофазный трансформатор; на фиг. 4 - вариант однофазного трансформатора с расположением обмоток на стержнях, выполненных в виде круглых сердечников с продольным разрезом до центра, и ярмами, выполненными в виде сплющенных О-образных сердечников.

Многостержневой стыковой магнитопровод сконструирован следующим образом. На плоскую оправу навивается О-образный сердечник из ленточной электротехнической стали, в который помещаются закладные части для прохода шпилек. Сплющенная О-образная форма сердечников магнитной системы образуется за счет сжатия сердечника с образованием центральных отверстий для сквозных шпилек с последующим отжигом. Причем стержни могут иметь (или не иметь) осевой воздушный канал, как показано на фиг. 1 а, б. На фиг. 1 в показано сечение стержня в случае применения ленточной электротехнической стали переменной ширины. Ярма магнитной системы изготавливаются из ленточной электротехнической стали путем навивки на круглую тонкую оправку, имеющую диаметр, равный диаметру стягивающей шпильки. Конец ленты приваривается электроконтактной сваркой, далее сердечники отжигаются и пропитываются. Затем круглые навитые ярма разрезают продольно до центра сердечника с одной стороны, как показано на фиг. 1, г с помощью обычных металлообрабатывающих станков.

На фиг. 2 представлена конструкция однофазного трансформатора с предлагаемой магнитной системой, в которой стержни 1 выполнены в виде сплющенных О-образных сердечников с разрезом до центра. Обмотки наматываются на обычных намоточных станках и имеют прямоугольную или трапецеивидную форму. Обмотки 3 располагаются и расклиниваются на прямоугольных (или ступенчатых фиг. 1, г) стержнях. Магнитная система образована путем стыковки в местах изгибов стержней по концам с круглыми ярмами с помощью шайб 4, гаек 5 и сквозных шпилек.

На фиг. 3 представлена конструкция многофазного трансформатора, в которой стержни 1 выполнены в виде сплющенных О-образных сердечников, а ярма 2 выполнены в виде круглых навитых О-образных сердечников с разрезом до центра. Обмотки 3 располагаются и расклиниваются на прямоугольных стержнях. Многофазная магнитная система образована путем стыковки стержней каждой фазы с круглыми навитыми ярмами, имеющими продольный разрез до центра. Стыковка осуществляется с помощью сквозных шпилек 4, гаек 5 и шайб 6. Для снижения намагничивающей мощности стыков многостержневого многофазного магнитопровода целесообразно применение магнитного клея.

На фиг. 4 представлена конструкция однофазного трансформатора с предлагаемой магнитной системой, в которой стержни 1 выполнены в виде навитых круглых О-образных сердечников с продольным разрезом стержня до центра с одной стороны. Ярма 2 выполнены в виде сплющенных О-образных навитых сердечников. Обмотки 3 трансформатора имеют цилиндрическую форму и располагаются на навитых стержнях посредством клиньев. Магнитная система трансформатора образована путем стыковки ярм в местах изгибов по концам с круглыми стержнями, разрезанными вдоль до их центра с помощью сквозных шпилек 4, гаек 5 и шайб 6. Изготовление стеpжней в виде круглых навитых О-образных сердечников позволяет повысить коэффициент заполнения круга практически до единицы.

Принцип работы приведенных выше конструкций магнитных систем аналогичен работе обычных замкнутых стержневых магнитопроводов.

Таким образом, предлагаемая конструкция многостержневого стыкового магнитопровода дает положительный эффект, заключающийся в упрощении конструкции процесса изготовления и сборки.

Использование: в электротехнике. Сущность: магнитопровод содержит стержни, выполненные в виде сплющенных 0-образных сердечников, а ярма выполнены в виде круглых навитых 0-образных сердечников с разрезом до центра. Обмотки располагаются на прямоугольных стержнях. Магнитная система образована путем стыковки в местах изгибов стержней по концам с круглыми ярмами с помощью шайб, гаек и сквозных шпилек. 2 з. п. ф-лы, 4 ил.

1. МНОГОСТЕРЖНЕВОЙ СТЫКОВОЙ МАГНИТОПРОВОД, содержащий участки в виде навитых из ленточной электротехнической стали О-образных сплющенных сердечников, имеющих стержни и ярма, обмотки и стягивающие шпильки, проходящие через центральные отверстия в местах изгибов О-образных сердечников, отличающийся тем, что дополнительно содержит участки, выполненные в виде цилиндрических навитых с продольным разрезом до центра с одной стороны сердечников, пристыкованных к О-образным участкам и соединенных с ними стягивающими шпильками. 2. Магнитопровод по п. 1, отличающийся тем, что участки в виде О-образных сплющенных сердечников являются стержными магнитопровода и на них размещены обмотки. 3. Магнитопровод по п. 1, отличающийся тем, что цилиндрические с продольным разрезом сердечники являются стержными и на них размещены обмотки.