ТРАНСФОРМАТОР С ПЛАВНЫМ РЕГУЛИРОВАНИЕМ МАГНИТНОГО ПОТОКА Российский патент 2007 года по МПК H01F29/08 

1. Назначение изобретения.

Способ плавного переключения магнитного потока в трансформаторах и устройство для этого предназначены для использования в устройствах для регулирования напряжений и токов.

1.1. Область применения изобретения.

Изобретение может быть использовано в машиностроении. Относится к рубрике Н01Т 29/00 - 29/14 и H01F 27/34-27/38.

2. Уровень техники.

Широко известны способы регулирования напряжений и токов в трансформаторах шунтированием магнитного потока или перемещением катушек вдоль сердечника, как, например, в сварочных трансформаторах, что является отдаленным прототипом, поскольку не обеспечивают высокого КПД.

2.1. Более близкий прототип предлагаемого способа мною не найден.

3. Сущность изобретения.

3.1. Сущность изобретения заключается: в повышении КПД трансформатора;

3.2. в расширении диапазона регулирования;

3.3. в снижении нелинейности регулируемых параметров;

3.4. в устранении паразитных зазоров между подвижными элементами;

3.5. в применении стандартных промышленных элементов;

3.6. в простоте конструкции, позволяющей изготовление в подсобных мастерских и лабораторных условиях;

3.7. в снижении шума при эксплуатации;

3.8. в применении автоматического управления трансформатором;

3.9. в уменьшении габаритов и веса.

4. Описание изобретения.

4.1. Описание способа и трансформатора.

4.1.1. Чертеж - общий вид трансформатора.

4.1.2. Способ плавного регулирования магнитного потока в трансформаторах с применением подвижного шунта относительно сердечника, отличающийся тем, что магнитный поток регулируют, перераспределяя его перемещением якоря по трем полюсам Ш-образного сердечника трансформатора, на среднем полюсе которого размещена катушка входящего, а на другом - катушка выходящего тока, при этом, когда якорем перемыкают средний полюс входной катушки и полюс выходной катушки, то последнюю пронизывает максимальный магнитный поток, а когда якорем перемкнуты средний и шунтирующий (без катушки) полюсы, на выходную катушку воздействует только рассеянный магнитный поток, незначительно уменьшающий диапазон и вызывающий появление искажений формы при малых токах.

4.2. Описание трансформатора в статике.

Устройство для осуществления способа плавного переключения магнитного потока, трансформатор, состоит из: Ш-образного сердечника 1 (чертеж) с направляющими якорь 2 магнитопроводящими седлами 3, тяги управления 4, катушек входного 5 и выходного токов 6.

4.3. Трансформатор в работе.

Когда все три полюса сердечника 1 замкнуты якорем 2, направляемым седлами 3, магнитный поток, образуемый при включении катушки входного тока 5 на среднем полюсе, равномерно распределен по двум крайним полюсам, но при смещении якоря посредством тяги 4 в сторону катушки выходного тока 6, он достигает максимума; а при перемещении в сторону шунтирующего полюса ток уменьшается до минимума, обуславлиемого потоком рассеяния, порождая при этом нелинейные искажения формы тока, при этом магнитопроводящие седла 3 создают распределенный магнитный поток, снижая вибрацию якоря 2 и шум от нее.

4.4. Как альтернативный вариант трансформатора, при условии использования небольшого диапазона регулировки, трансформатор может быть изготовлен из П-образного сердечника с уменьшением диапазона регулировки и расширении участка нелинейности.

4.5. Экспериментальный образец с несколькими обмотками выходной катушки и указателем величины перемещения показал удовлетворительные характеристики линейности тока.

Широко известны способы регулирования напряжений и токов в трансформаторах шунтированием магнитного потока или перемещением катушек вдоль сердечника, не обеспечивающие высокого КПД. Технический результат изобретения заключается: в повышении КПД трансформатора; в расширении диапазона регулирования; в снижении нелинейности регулируемых параметров; в устранении паразитных зазоров между подвижными элементами; в снижении шума при эксплуатации; в применении автоматического управления трансформатором. Плавное регулирование магнитного потока в трансформаторах с применением подвижного шунта относительно сердечника, обеспечивают тем, что магнитный поток регулируют, перераспределяя его перемещением якоря по трем полюсам Ш-образного сердечника трансформатора, на среднем полюсе которого размещена катушка входящего, а на другом - катушка выходящего тока, при этом, когда якорем перемыкают средний полюс входной катушки и полюс выходной катушки, то последнюю пронизывает максимальный магнитный поток, а когда якорем перемкнуты средний и шунтирующий (без катушки) полюсы, на выходную катушку воздействует только рассеянный магнитный поток. Изобретение предназначено для использования в машиностроении. 1 ил.

Трансформатор с плавным регулированием магнитного потока, состоящий из Ш-образного сердечника, катушки входного тока, размещенной на среднем полюсе указанного сердечника, на одном из крайних полюсов которого размещена катушка выходного тока, кроме того, якоря, выполненного с возможностью перемещения посредством тяги управления по трем полюсам Ш-образного сердечника так, что при перемыкании якорем полюсов с катушками выходного и входного токов катушку выходного тока пронизывает максимальный магнитный поток, а при перемыкании якорем полюса с катушкой входного тока и другого крайнего полюса выходной ток уменьшается до минимума, так как на катушку выходного тока воздействует только магнитный поток рассеяния, отличающийся тем, что полюсы сердечника выполнены с направляющими якорь магнитопроводящими седлами, которые создают распределенный магнитный поток.