ТРАНСФОРМАТОР Российский патент 1997 года по МПК H01F30/10 H01F27/25 H01F3/04 

Изобретение относится к электротехнике и может найти применение в трансформатостроении, в частности в конструкциях трансформаторов, магнитопроводы которых выполнены из ленточного материала (из металлических лент).

Известны трансформаторы, содержащие обмотки и магнитопровод, выполненный из лент электротехнической стали [1]
В процессе изготовления такого трансформатора, состоящем в размещении обмоток на поверхности магнитопровода, последний ввиду достаточно гибкой конструкции, подвергаясь механическим воздействиям, испытывает деформации, приводящие к ухудшению его магнитных свойств еще до начала эксплуатации трансформатора.

Известен также магнитопровод трансформатора, выполненный из аморфного магнитного материала в виде ленты, намотанной в виде радиальных смежных слоев и содержащий элемент жесткости, размещенный внутри внутреннего слоя ленты, образующего корпус магнитопровода [2]
Такая конструкция магнитопровода характеризуется по сравнению с магнитопроводом по [1] частичным сохранением магнитных свойств в процессе изготовления трансформатора, имеющего значительные габариты, однако отсутствие элемента жесткости в центральной части магнитопровода может явиться причиной их ухудшения в результате деформаций наружной поверхности, являющихся наиболее частными и уязвивыми.

Изобретением решается задача создания трансформатора, обладающими высокими магнитными характеристиками и сохраняющими их как в течении процесса изготовления, так и в процессе эксплуатации.

Для решения поставленной задачи в трансформаторе, содержащем обмотки, ленточный магнитопровод, покрытый снаружи герметиком, предложено согласно изобретению элемент жесткости выполнить в виде по крайней мере одной пластины из неметаллического материала и разместить внутри сечения магнитопровода, отделенного от герметика демпфирующей прокладкой.

На фиг. 1 изображен вид сбоку одного из вариантов заявляемого трансформатора: на фиг. 2 сечение А-А на фиг. 1.

Трансформатор содержит магнитопровод 1, на котором концентрически размещены одна или несколько обмоток 2.

Магнитопровод 1 выполнен витым из ленты магнитного сплава на основе кобальта или железа. Ленту изготавливают предпочтительно методом быстрой закалки расплава на барабан-холодильник. После навивки магнитопровода отдельными секциями 3 лент и отжига сплав может иметь аморфную частично кристаллизованную или нанокристаллическую структуру.

Внутри сечения магнитопровода 1, образованного в основном секциями 3 лент, расположенными, например, ступенчатого (см. фиг. 2), размещены элементы жесткости 4, число которых (n) может быть различным.

В зависимости от варианта конструктивного выполнения трансформатора различным может быть и место расположения элемента жесткости 4 в сечении магнитопровода 1. Так, например, в случае n 1 элемент жесткости 4 располагается в центре сечения магнитопровода; в случае n 3 элементы жесткости могут располагается как в центре, так и симметрично центральному элементу, по блокам. Этот вариант конструктивного выполнения элемента жесткости представлен на фиг. 2.

Снаружи магнитопровод 1 покрыт слоем герметика 5, например тканью, пропитанной клеем на основе эпоксидной смолы, который изолирует магнитопровод от проникновения масла, влаги. Между герметиком 5 и секциями 3 лент, образующими магнитопровод 1, находится демпфирующая прокладка 6, выполненная, например, из термостойкой ваты. Демпфирующая прокладка 6 препятствует сдавливанию магнитопровода в процессе нанесения и сушки герметика 5.

Обмотки 2 наносятся поверх герметика 5.

На Свердловском заводе трансформаторов тока разработаны, изготовлены и испытаны прецизионные лабораторные трансформаторы класса точности 0,05 типов НЛЛ-15 и HЛЛ-35. Результаты испытаний положительные.

В частности, магнитопровод прецизионного лабораторного трансформатора класса точности 0,05 типа HЛЛ-15 был выполнен из сплава Fe₇₃Ni_0,5Cu₁Nb_1,5Mo_1,5Si_14,2B_8,3,
где цифрами у знаков химических элементов указаны атомные проценты, причем, после отжига сплав содержит не менее 50% зерен размером менее 20 мм (нанометров). Масса магнитопровода 15 кг, в качестве прокладок использовали текстолитовые пластины толщиной 1,5 мм. В качестве демпфирующих прокладок использовали теплостойкую вату. Поверх ваты наносили ткань с послойной пропиткой клеем на основе эпоксидной смолы.

В таблице приведены магнитные свойства магнитопровода описанного выше трансформатора HЛЛ-15 при частоте 50 Гц после отжига и после его сборки и покрытия герметиком.

В приведенной таблице обозначено В_м амплитуда магнитной индукции (Т_л), р удельные магнитные потери (Вт/кг), W -удельная намагничивающая мощность (B А/кг).

Из таблицы следует, что после сборки магнитопровода с использованием внутренних элементов жесткости и демпфирующей прокладки удельные потери и удельная намагничивающая мощность возросли не более чем на 20%
Магнитопровод после сборки имел относительную начальную магнитную проницаемость 49000, а коэрцитивную силу 1,29 А/м.

Отсутствие же элемента жесткости и демпфирующих прокладок приводят вследствие значительных деформаций при сборке к увеличению магнитных потерь не менее чем на 50%

Изобретение относится к электротехнике и может найти применение в трансформаторостроении, в частности в конструкциях трансформаторов, магнитопроводы которых выполнены из ленточного материала (из металлических лент). Сущность: в трансформаторе, содержащем обмотки, ленточный магнитопровод, покрытый снаружи герметиком, элемент выполнен в виде по крайней мере одной пластины из неметаллического материала и размещен внутри сечения магнитопровода, отделенного от герметика демпфирующей прокладкой. 1 табл., 2 ил.

Трансформатор, содержащий обмотки, ленточный магнитопровод, покрытый снаружи герметиком, и элемент жесткости, отличающийся тем, что элемент жесткости выполнен в виде по крайней мере одной пластины из неметаллического материала, размещен внутри сечения магнитопровода, отделенного от герметика демпфирующей прокладкой.