БРОНЕВОЙ МАГНИТОПРОВОД Российский патент 1998 года по МПК H01F27/25 H01F3/04 

Изобретение относится к электрическим трансформаторам и другим электротехническим устройствам, в частности к конструкциям их магнитопроводов.

Известен магнитопровод (а.с. СССР N 936047, кл. H 01 F 3/04), выполненный из непрерывной ферромагнитной ленты с изоляционным покрытием, намотанной на ребро с перегибом на 180^o. Недостатком аналога является деформация ленты в местах перегиба, что снижает электромагнитные характеристики сердечника и усложняет технологию изготовления.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является магнитопровод трансформатора (а.с. СССР N 1332395, кл. H 01 F 27/30), содержащий магнитную систему с сердечниками, выполненными в виде полых цилиндров одинаковой высоты, размещенных концентрически друг относительно друга, и ярма кольцевой формы с буртиками у торцов, расположенные на торцах сердечников, причем в полости, образованной цилиндрами и ярмами, находятся обмотки. Недостатком прототипа является наличие сплошных зазоров между стержнями и ярмами, что приводит к росту тока намагничивания трансформатора и возникновению вихревых токов в месте стыков шихтованных пакетов магнитопровода. Чтобы избежать образования в этих местах вихревых токов и связанного с ними увеличения добавочных потерь, и даже "пожара в стали", применяют изоляционные прокладки, но это, в свою очередь, увеличивает зазор и ток холостого хода.

Целью предлагаемого изобретения является устранение этих недостатков.

Указанная цель достигается тем, что магнитопровод выполнен витым из одной ленты, имеющей в начальной части протяженный сплошной участок, образующий при навивке внутренний цилиндр, в средней части с протяженным окном-участком, образующий при навивке ярма, и в последней части - протяженный сплошной участок с отверстиями для охлаждающего агента, образующий при навивке внешний цилиндр.

На фиг. 1 показан заявляемый магнитопровод; на фиг. 2 - заготовка рулонной ленты с выштампованными окнами для намотки магнитопровода; на фиг. 3 - положение рулонной ленты после намотки стержня; на фиг. 4 - заготовка с окном трапецеидальной формы.

На фиг. 1:1 - магнитопровод, 2 - катушки обмоток трансформатора, размещенные на стержне магнитопровода, 3 - окна в ярме магнитопровода, 4 - обоймы, 5 - нажимное устройство, 6 - сварочный шов.

Магнитопровод выполнен в виде спирального мотка ферромагнитной рулонной ленты 1, начальная часть которой "а" (фиг. 2) не имеет просечек и образует после ее намотки стержень "а" (фиг. 1, 2). Затем намотка сердечника приостанавливается, и на образовавшийся круглый стержень "а" надеваются два полукаркаса из изоляционного материала, которые скрепляются между собой и, вращая получившийся цилиндр относительно стержня, наматывают на него обычным образом обмотки. Вращение цилиндра производится вручную или от простейшего механизма. После окончания намотки обмоток и (при необходимости) изоляционного слоя между ними возобновляется намотка оставшейся рулонной ленты. После намотки средней части "б" (фиг. 1, 2, 3), имеющей протяженный вырез, образуется два горизонтальных ярма магнитопровода в виде "дисков", ограничивающих сердечник сверху и снизу, а после намотки третьей части "в", имеющей окна 3, образуется вертикальное, в виде полого цилиндра ярмо "в" (фиг. 1), ограничивающее магнитопровод с боков. После окончания намотки ленты на образовавшийся магнитопровод сверху и снизу надевают обоймы 4, а для уплотнения слоев полученного сердечника вводят в осевое отверстие нажимное устройство 5. В отдельных случаях можно конец ленты закрепить сварочным швом 6.

Второй вариант намотки предназначен для мощных силовых трансформаторов, где требуются провода большого сечения. Катушки обмоток в этом случае изготавливаются заранее, до начала намотки магнитопровода. При этом способе после намотки части "а" магнитопровода лента в верхней части "б" заготовки разрезается и намотка сердечника еще некоторое время продолжается, пока не уложится оставшийся "аппендикс" части "б". Теперь сердечник представляет из себя цилиндр с небольшими утолщениями по краям (несколько витков ленты) и ничто не мешает надеть на него сверху заранее изготовленные обмотки, укрепить их, после чего состыковать разрезанные части верхней ленты "б" заготовки и продолжить намотку сердечника вместе с установленными обмотками до использования всей заготовки ленты. В этом случае один из множества витков ленты в верхнем ярме будет иметь один зазор, но существенного влияния на работу сердечника это обстоятельство не окажет. При необходимости для компенсации этой погрешности можно незначительно увеличить ширину верхней части "б" заготовки (фиг. 2).

В другом варианте выполнения сердечника с целью дальнейшего снижения веса магнитопровода средняя часть заготовки имеет окно трапецеидальной формы, что позволяет выполнить поперечное сечение горизонтальной части "б" ярма одинаковым по всей длине /радиусу/ (фиг. 4).

Предлагаемое устройство характеризуется высокой степенью использования материалов. Наружная часть магнитопровода "в" при воздушном охлаждении может играть роль кожуха, надежно защищающего обмотки от механических повреждений. При намотке отходы стали невелики, т.к. вырез в части "б" заготовки (фиг. 2) может быть использован для изготовления других, более мелких сердечников, других изделий. Трансформатор с таким сердечником характеризуется небольшой величиной рассеяния магнитного потока и малым током холостого хода. Конструкция предельно проста и технологична, все операции по штамповке, намотке сердечника и обмоток, сварке легко механизируются и автоматизируются.

Использование: в трансформаторах и других электрических устройствах. Устройство содержит магнитопровод, выполненный витым из одной ферромагнитной ленты, имеющей протяженный сплошной участок, образующий при навивке внутренний цилиндр, в средней части с протяженным окном - участок, образующий при навивке ярма, и в последней части - протяженный сплошной участок с отверстиями для охлаждающего агента, образующий при навивке внешний цилиндр. 1 з. п.ф-лы, 4 ил.

1. Броневой магнитопровод преимущественно для трансформаторов, выполненный из электротехничской стали в виде двух коаксиальных цилиндров, соединенных кольцевыми ярмами, отличающийся тем, что магнитопровод выполнен витым из одной ленты, имеющей в начальной части протяженный сплошной участок, образующий при навивке внутренний цилиндр, а в средней части с протяженным окном - участок, образующий при навивке ярма, и в последней части - протяженный сплошной участок с отверстиями для охлаждающего агента, образующий при навивке внешний цилиндр. 2. Магнитопровод по п.1, отличающийся тем, что окно в средней части ленты выполнено трапецеидальной формы.