ЭЛЕКТРОИНДУКЦИОННОЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 1998 года по МПК H01F5/02 H01F27/28 H01F27/30 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в мощных электроиндукционных устройствах с воздушным охлаждением.

Ограничивающим фактором при работе электроиндукционного устройства является нагрев обмотки. Нагрев обмотки зависит от организации охлаждения.

Известно электроиндукционное устройство [1], содержащее обмотку, выполненную в виде ленты из плоского электропроводного материала. Перегибы ленты позволяют получить непрерывную винтовую обмотку с воздушным зазором. Воздушный зазор улучшает условия охлаждения. Недостатком такого устройства является увеличенная длина обмотки из-за воздушных зазоров. Увеличение длины обмотки уменьшает напряженность электрического поля и, следовательно, уменьшает удельные, электрические параметры устройства. Недостатком является также ограниченность числа витков обмотки на единицу длины обмотки.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по существенным признакам является катушка индуктивности [2], в которой диэлектрический каркас выполнен с прямоугольной резьбой, на вершинах и впадинах которой расположены секции обмотки. Разнесение секций обмотки от впадин до вершин резьбы позволяет уменьшить межвитковую емкость. Для этого обязательным условием является выполнение каркаса из диэлектрика. Однако при этом поскольку диэлектрик является теплоизолятором, секции обмотки, находящиеся во впадинах резьбы, оказываются в условиях ограниченного теплоотвода. Это снижает область применения таких устройств, так как в большинстве случаев проблема охлаждения обмотки является актуальной.

Цель изобретения - улучшение удельных электрических параметров электроиндукционного устройства за счет улучшения условий охлаждения обмотки.

Цель достигнута тем, что в электроиндукционном устройстве, содержащем обмотку и каркас с винтовой канавкой, в которую уложена обмотка, причем ширина канавки равна ширине провода, а глубина канавки превышает толщину обмотки, согласно изобретению стенки канавки выполнены из материала с высокой теплопроводностью.

Каркас может быть составлен из основы, выполненной из электроизоляционного материала и установленных на ней идентичных пластин, выполненных из электропроводного материала с вырезом под основу и радиальным разрезом на одной из сторон, раздвинутых по разрезу перпендикулярно плоскости пластины для образования указанной винтовой канавки.

В канавку по ее ширине может быть уложено несколько проводов, то есть провод может быть составным.

Стенки канавки в предлагаемом электроиндукционном устройстве являются радиаторами. Ширина канавки, толщина стенок канавки, а также выступание стенок над обмоткой выбираются, исходя из условия эффективного охлаждения. При высокой теплопроводности стенок толщина их незначительна. Следовательно, незначительно увеличивается длина катушки. Эффективное охлаждение позволяет увеличить электрический ток в обмотке. Все это улучшает удельные электрические параметры электроиндукционного устройства. Особенно улучшаются удельные электрические параметры в случае использования устройства в качестве понижающего трансформатора и когда стенки выполнены металлическими, то есть обладающими высокими как теплопроводными, так и электропроводными свойствами. Такая стенка может быть использована не только как радиатор, но и как вторичная обмотка или как дополнение к вторичной обмотке.

На фиг. 1 дано продольное сечение предлагаемого устройства; на фиг. 2 - пластина в качестве стенки канавки в случае составного каркаса.

Электроиндукционное устройство (см. фиг. 1) состоит из обмотки, намотанной проводами 1, уложенными слоями в винтовую канавку 2 каркаса. Первый слой намотан на основу 3 каркаса. Стенки 4 каркаса, выполненные из материала с высокой теплопроводностью, выступают над обмоткой. Слои обмотки имеют внешнюю коммутацию (на чертеже не показано).

Пластина в качестве стенки канавки (см. фиг. 2) имеет вырез 5 под основу 3 каркаса и радиальный разрез 6, по которому пластина раздвигается перпендикулярно плоскости пластины для образования винтовой канавки.

Случай составного провода на чертеже не отражен.

Электроиндукционное устройство работает следующим образом.

От протекающего электрического тока в проводах 1 обмотки выделяется тепло. Это тепло от каждого витка переходит на пластины в местах контакта слева и справа от витка, затем по пластине переходит в ее выступающую часть и рассеивается в воздух.

Использование: в электротехнике и в мощных электроиндукционных устройствах с воздушным охлаждением. Сущность: электроиндукционное устройство содержит обмотку и каркас. На наружной поверхности каркаса выполнена винтовая канавка, куда уложена обмотка. Ширина канавки равна ширине (диаметру) провода. Обмотка представляет собой слои, уложенные друг на друга. Коммутация слоев - внешняя. Глубина канавки превышает толщину обмотки, стенки канавки выполнены из теплопроводного материала. Внутренняя по отношению к обмотке часть стенок канавки выводит тепло, а наружная часть канавок рассеивает это тепло в воздух, являясь радиатором, в результате - улучшение удельных электрических параметров электроиндукционного устройства за счет улучшения условий охлаждения обмотки. 2 з. п. ф-лы, 2 ил.

1. Электроиндукционное устройство, содержащее обмотку и каркас с винтовой канавкой, в которую уложена обмотка, причем ширина канавки равна ширине провода, а глубина канавки превышает толщину обмотки, отличающееся тем, что стенки канавки выполнены из материала с высокой теплопроводностью. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что каркас выполнен составным из основы, выполненной из электроизоляционного материала, и установленных на ней идентичных пластин, выполненных из электропроводного материала с вырезом и радиальным разрезом по одной из сторон, раздвинутых по разрезу перпендикулярно плоскости пластины для образования указанной винтовой канавки. 3. Устройство по п. 1 или 2, отличающееся тем, что провод выполнен по ширине канавки составным.