ТРАНСФОРМАТОР Российский патент 1996 года по МПК H01F30/10 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для изготовления трансформаторов высокочастотных преобразователей напряжения.

Известен коммутатор, содержащий две обмотки, витки которых расположены равномерно на магнитопроводе [1]
Недостатком известного трансформатора является низкий КПД, обусловленный значительной межвитковой емкостью и индуктивностью рассеяния, а также низкой технологичностью изготовления, обусловленной трудностью намотки проводов большого сечения при малом размере магнитопровода.

Известен также трансформатор, содержащий первичную и вторичную обмотки, расположенные на кольцевом магнитопроводе, при этом первичная обмотка расположена непосредственно на магнитопроводе, а вторичные обмотки выполнены в виде двух секций, расположенных одна над другой, причем начала намотки обеих секций расположены в непосредственной близости друг от друга [2]
Недостатком известного трансформатора является значительная межвитковая емкость и индуктивность рассеяния обмоток, а также трудность намотки проводов большого сечения на кольцевой магнитопровод малого диаметра при значительной мощности трансформатора.

Наиболее близким к предлагаемому является трансформатор, содержащий первичную и вторичную обмотки, расположенные на кольцевом магнитопроводе, при этом обмотки намотаны таким образом, что они образуют один слой на внешней стороне магнитопровода и два слоя внутри [3]
Недостатком известного трансформатора является значительная межвитковая емкость и индуктивность рассеяния обмоток, а также трудность намотки проводов большого сечения на кольцевой магнитопровод малого размера при значительной мощности трансформатора.

Целью изобретения является снижение межвитковой емкости и индуктивности рассеяния обмоток.

Цель достигается тем, что в трансформаторе, содержащем две обмотки, витки которых расположены равномерно на магнитопроводе и выполнены в виде скрученных жгутов из нескольких проводов, витки обмоток выполнены с разным суммарным сечением и расположены в один ряд, витки обмотки большого сечения расположены на расстоянии друг от друга и в пространстве между каждыми ее двумя соседними витками размещено несколько витков другой обмотки меньшего сечения.

Кроме того, для улучшения технологичности изготовления трансформатора направление скрутки жгутов обратно направлению укладки витков, при этом магнитопровод выполнен кольцевым и угол укладки витков на внутренней поверхности магнитопровода относительно ее образующей не превышает 35^о.

В результате поиска, исследования патентной и другой научно-технической документации авторами не обнаружены технические решения, в которых содержится совокупность отличительных признаков предложенного технического решения. Таким образом, заявленное техническое решение соответствует критерию "изобретательский уровень".

На фиг. 1 приведено расположение обмоток на кольцевом магнитопроводе; на фиг. 2 способ намотки обмоток трансформатора.

Трансформатор содержит кольцевой магнитопровод 1, на котором расположены вторичная обмотка 2 и витки 3-7 первичной обмотки, при этом каждая из обмоток выполнена жгутом-скруткой из проводов малого диаметра 8.

Вторичная обмотка 2 выполнена жгутом-скруткой большого сечения. Шесть витков вторичной обмотки располагаются равномерно по наружному и внутреннему периметрам магнитопровода. При этом направление намотки выбрано в обратную сторону относительно направлению скрутки проводов (фиг. 2). Такое направление намотки необходимо для предотвращения раскручивания жгута при намотке и обеспечения более плотного прилегания витков друг к другу. Угол укладки любого из шести витков вторичной обмотки 2, уложенных по внутреннему периметру, относительно вертикали к плоскости магнитопровода не должен превышать 35^о. Это необходимо для увеличения коэффициента внутренней площади магнитопровода обмоткой. При указанной намотке удается достигнуть коэффициента заполнения 0,4 и более, в то время как при обычной намотке внавал коэффициент заполнения не превышает 0,3. Первичная обмотка 3-6 выполнена также жгутом-скруткой из обмоточных проводов малого диаметра. На фиг. 1 приведен вариант трансформатора с коэффициентом трансформации, равным 0,2. При укладке первичной обмотки необходимо совершить четыре обхода по периметру сердечника. При каждом обходе рядом с каждым витком вторичной обмотки должен быть уложен один виток первичной обмотки. Таким образом, между витками вторичной обмотки должно быть уложено четыре витка первичной обмотки в один ряд.

Испытания описанного трансформатора показали, что укладка обмоток описанным выше способом позволяет снизить межвитковые емкости на 20-30% а межобмоточные емкости в 1,5-2 раза благодаря меньшей площади соприкосновения обмоток, кроме того, благодаря более плотной укладке обмоток снижается в 1,5-2 раза индуктивность рассеяния обмоток, что в совокупности позволяет повысить КПД трансформатора на 1-2% что на высоких частотах имеет решающее значение.

Использование: в электротехнике и может быть использовано для изготовления трансформаторов высокочастотных преобразователей напряжения. Сущность: трансформатор содержит первичную и вторичную обмотки, расположенные на кольцевом магнитопроводе, у которых витки выполнены с разным суммарным сечением. Вторичная обмотка расположена равномерно на магнитопроводе, а между витками вторичной обмотки уложены четыре витка первичной обмотки в один ряд, так что витки обмотки большего сечения расположены на расстоянии друг от друга и в пространстве между двумя соседними витками размещено несколько витков меньшего сечения. 1 з. п. ф-лы, 2 ил.

1. ТРАНСФОРМАТОР, содержащий две обмотки, нитки которых расположены равномерно на магнитопроводе и выполнены в виде скрученных жгутов из нескольких проводов, отличающийся тем, что витки обмоток выполнены с разным суммарным сечением, расположены в один ряд, витки обмотки большего сечения расположены на расстоянии друг от друга и в пространстве между каждыми ее двумя соседними витками размещено несколько витков другой обмотки меньшего сечения. 2. Трансформатор по п. 1, отличающийся тем, что направление скрутки жгутов обратно направлению укладки витков. 3. Трансформатор по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что магнитопровод выполнен кольцевым и угол укладки витков на внутренней поверхности магнитопроводе относительно ее образующей не превышает 35^o.