СТАЦИОНАРНОЕ ИНДУКЦИОННОЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 2015 года по МПК H01F27/33 

Перекрестная ссылка на родственную заявку

[0001] Данная заявка основана на и испрашивает приоритет японской патентной заявки № 2012-230501, поданной 18 октября 2012 г., содержание которой полностью включено в данное описание посредством ссылки.

Область техники

[0002] Описанные здесь варианты осуществления относятся, в целом, к стационарному индукционному электрическому устройству.

Уровень техники

[0003] В последние годы борьба с шумовым загрязнением приобретает особое значение с точки зрения защиты окружающей среды, и весьма желательно реализовать низкий уровень шума стационарного индукционного электрического устройства, например трансформатора.

[0004] Стационарное индукционное электрическое устройство сконфигурировано путем заключения основного тела стационарного индукционного электрического устройства, имеющего железный сердечник и обмотку, в бак и осуществляет преобразование напряжения и пр. При включении электричества железный сердечник и обмотка основного тела стационарного индукционного электрического устройства вибрируют. Обмотка вибрирует под действием электромагнитной механической силы во время включения электричества. Железный сердечник вибрирует, когда магнитострикция генерируется вследствие возбуждение обмоткой.

[0005] Вибрация основного тела стационарного индукционного электрического устройства распространяется на бак, окружающий основное тело, и боковые поверхности бака вибрируют, излучая звук к периферии бака, в результате чего из стационарного индукционного электрического устройства генерируется шум.

[0006] Для предотвращения излучения звука из стационарного индукционного электрического устройства можно предусмотреть заключение стационарного индукционного электрического устройства в звуконепроницаемое строение, выполненное из стальных пластин и пр. Однако в этом способе проблема состоит в увеличении площади установки. Кроме того, можно рассмотреть способ обеспечения звукоизолирующей панели на периферии бака. Однако в этом способе необходима такая конструкция, в которой звукоизолирующая панель не вибрирует под действием вибрации боковых поверхностей бака.

[0007] Для реализации снижения шума без добавления конструкции к стационарному индукционному электрическому устройству также предпринимаются меры по снижению величины вибрации боковых поверхностей бака. Можно упомянуть способ, в котором усиливающие материалы присоединены к боковым поверхностям бака для обеспечения узлов вибрации на боковых поверхностях бака, способ, в котором размер участка пластины устанавливается так, что участок пластины не имеет собственной частоты вблизи главной частотной компоненты вибрации, и пр.

[0008] Далее способ снижения вибрации боковых поверхностей бака будет описан со ссылкой на фиг. 20 и фиг. 21. Как показано в этих чертежах, основное тело 10 стационарного индукционного электрического устройства загерметизировано в баке 20. Множество усиливающих материалов 61 присоединено к боковым поверхностям бака 20. Участок, окруженный усиливающими материалами 61, верхним концом и нижним концом боковой поверхности бака 20, является участком 62 пластины. В частности, участок 62 пластины указывает участок, сформированный только из материала пластины, из которого выполнен сам бак 20.

[0009] Как описано выше, традиционно множество кусков усиливающих материалов 61 присоединено к боковым поверхностям бака 20 для обеспечения узлов вибрации на боковых поверхностях бака 20 и, таким образом, снижения амплитуды вибрации боковых поверхностей бака 20. Кроме того, регулируя позиции присоединения усиливающих материалов 61 для задания размера участка 62 пластины таким образом, чтобы участок 62 пластины не имел собственной частоты вблизи главной частотной компоненты вибрации, можно избежать усиления вибрации вследствие резонанса.

[0010] Однако в традиционном стационарном индукционном электрическом устройстве, снижение шума не всегда реализуется в достаточной степени, как описано ниже. В частности, множество кусков усиливающих материалов 61 присоединено к боковым поверхностям бака 20, и позиции усиливающих материалов 61 заданы в качестве узлов вибрации. Однако сами боковые поверхности бака 20 сформированы непрерывно, и вибрация неизбежно генерируется на всех боковых поверхностях бака 20. Громкость шума зависит от площади вибрации, поэтому если вибрация генерируется на всех боковых поверхностях бака 20, снижение шума оказывается недостаточным.

[0011] Кроме того, размер участка 62 пластины определяется путем регулировки позиций усиливающих материалов 61, чтобы участок 62 пластины не имел собственной частоты вблизи главной частотной компоненты вибрации. Однако участок 62 пластины, как описано выше, имеет такую форму, при которой ему легко иметь собственную частоту, и собственная частота всех участков 62 пластины с трудом отклоняется от частоты, близкой к главной частоте вибрации.

[0012] Задачей настоящего изобретения является обеспечение стационарного индукционного электрического устройства, реализующего дополнительное снижение шума за счет подавления распространения вибрации от основного тела стационарного индукционного электрического устройства к баку.

[0013] Стационарное индукционное электрическое устройство варианта осуществления включает в себя: основное тело стационарного индукционного электрического устройства, имеющее: множество плеч магнитопровода; обмотку, намотанную вокруг по меньшей мере одного из множества плеч магнитопровода; верхнее ярмо, расположенное над обмоткой; нижнее ярмо, расположенное под обмоткой; пару верхних прижимных пластин обмотки, расположенных на паре боковых поверхностей верхнего ярма; пару нижних прижимных пластин обмотки, расположенных на паре боковых поверхностей нижнего ярма; верхнюю соединительную пластину, соединяющую пару верхних прижимных пластин обмотки; и нижнюю соединительную пластину, соединяющую пару нижних прижимных пластин обмотки; бак, имеющий нижнюю пластину и заключающий в себе основное тело стационарного индукционного электрического устройства; изоляционное масло, залитое в бак; и демпфирующий элемент, расположенный, по меньшей мере, либо между нижней соединительной пластиной и нижней пластиной, либо между нижними прижимными пластинами обмотки и нижней соединительной пластиной, и имеющий стопку, сформированную из множества твердых элементов, обладающих жесткостью, и множество мягких элементов, обладающих свойством вязкоупругости, которые уложены в стопку для размещения.

Краткое описание чертежей

[0014] Фиг. 1 - прозрачный вид спереди стационарного индукционного электрического устройства согласно первому варианту осуществления.

[0015] Фиг. 2 - прозрачный вид сбоку стационарного индукционного электрического устройства согласно первому варианту осуществления.

[0016] Фиг. 3 - вид в разрезе демпфирующего элемента стационарного индукционного электрического устройства согласно первому варианту осуществления.

[0017] Фиг. 4 - общий вид демпфирующего элемента стационарного индукционного электрического устройства согласно первому варианту осуществления.

[0018] Фиг. 5 - прозрачный вид спереди стационарного индукционного электрического устройства согласно видоизмененному примеру 1.

[0019] Фиг. 6 - прозрачный вид сбоку стационарного индукционного электрического устройства согласно видоизмененному примеру 1.

[0020] Фиг. 7 - общий вид, демонстрирующий демпфирующий элемент стационарного индукционного электрического устройства согласно видоизмененному примеру 2.

[0021] Фиг. 8 - общий вид, демонстрирующий стопку стационарного индукционного электрического устройства согласно видоизмененному примеру 3.

[0022] Фиг. 9 - общий вид, демонстрирующий стопку стационарного индукционного электрического устройства согласно видоизмененному примеру 4.

[0023] Фиг. 10 - общий вид, демонстрирующий демпфирующий элемент стационарного индукционного электрического устройства согласно видоизмененному примеру 5.

[0024] Фиг. 11 - общий вид, демонстрирующий часть стационарного индукционного электрического устройства согласно видоизмененному примеру 6.

[0025] Фиг. 12 - общий вид, демонстрирующий часть стационарного индукционного электрического устройства согласно видоизмененному примеру 7.

[0026] Фиг. 13 - общий вид, демонстрирующий часть стационарного индукционного электрического устройства согласно видоизмененному примеру 8.

[0027] Фиг. 14 - общий вид, демонстрирующий часть стационарного индукционного электрического устройства согласно видоизмененному примеру 9.

[0028] Фиг. 15 - прозрачный вид спереди стационарного индукционного электрического устройства согласно второму варианту осуществления.

[0029] Фиг. 16 - прозрачный вид сбоку стационарного индукционного электрического устройства согласно второму варианту осуществления.

[0030] Фиг. 17 - прозрачный вид спереди стационарного индукционного электрического устройства согласно третьему варианту осуществления.

[0031] Фиг. 18 - прозрачный вид сбоку стационарного индукционного электрического устройства согласно третьему варианту осуществления.

[0032] Фиг. 19 - прозрачный вид сбоку стационарного индукционного электрического устройства согласно четвертому варианту осуществления.

[0033] Фиг. 20 - прозрачный вид сбоку стационарного индукционного электрического устройства согласно традиционному примеру.

[0034] Фиг. 21 - вид спереди стационарного индукционного электрического устройства согласно традиционному примеру.

Подробное описание

[0035] Далее, со ссылкой на чертежи, будут подробно описаны варианты осуществления стационарного индукционного электрического устройства, в котором предприняты меры по обеспечению виброизоляции.

Первый вариант осуществления

[0036] Первый вариант осуществления будет описан со ссылкой на фиг. 1-4. Заметим, что фиг. 1 является прозрачным видом спереди стационарного индукционного электрического устройства согласно настоящему варианту осуществления. Фиг. 2 является прозрачным видом сбоку стационарного индукционного электрического устройства. Фиг. 3 и фиг. 4 являются видом в разрезе и общим видом, соответственно, демпфирующего элемента 30.

[0037] Как показано на фиг. 1 и фиг. 2, стационарное индукционное электрическое устройство имеет основное тело 10 стационарного индукционного электрического устройства, бак 20, и демпфирующие элементы 30.

[0038] Основное тело 10 стационарного индукционного электрического устройства имеет множество плеч 11 магнитопровода, обмотку 12, верхнее ярмо 13a, нижнее ярмо 13b, пару верхних прижимных пластин 14a обмотки, пару нижних прижимных пластин 14b обмотки, пару верхних прокладок 15a, пару нижних прокладок 15b, верхние соединительные пластины 16a и нижние соединительные пластины 16b.

[0039] Каждое из плеч 11 магнитопровода выполнено в виде шихтованного железного сердечника, сформированного путем наслаивания множества пластин из электромагнитной стали. Множество плеч 11 магнитопровода соединены друг с другом верхним ярмом 13a и нижним ярмом 13b. Обмотка 12 намотана вокруг любого из множества плеч 11 магнитопровода. В данном случае, три плеча 11 магнитопровода располагаются рядом. Пара плеч 11 магнитопровода, расположенные на обеих сторонах, располагаются справа и слева, при этом обмотка 12 располагается в центральной позиции. Кроме того, центральное плечо 11 магнитопровода вставлено в центр обмотки 12 (обмотка 12 намотана вокруг плеча 11 магнитопровода).

[0040] На обеих боковых поверхностях верхнего ярма 13a располагается пара верхних прижимных пластин 14a обмотки. На обеих боковых поверхностях нижнего ярма 13b располагается пара нижних прижимных пластин 14b обмотки. Пара верхних прокладок 15a располагается между обмоткой 12 и верхними прижимными пластинами 14a обмотки. Пара нижних прокладок 15b располагается между обмоткой 12 и нижними прижимными пластинами 14b обмотки. Пара верхних прижимных пластин 14a обмотки связана верхними соединительными пластинами 16a. Пара нижних прижимных пластин 14b обмотки связана нижними соединительными пластинами 16b.

[0041] Бак 20 имеет верхнюю пластину 21 (крышку бака), нижнюю пластину 22 и множество боковых пластин 23 и заключает в себе основное тело 10 стационарного индукционного электрического устройства вместе с изоляционным маслом (изолирующей средой) 27.

[0042] Демпфирующие элементы 30 проложены между нижними соединительными пластинами 16b и нижней пластиной 22 (основное тело 10 стационарного индукционного электрического устройства заключено в баке 20 через демпфирующие элементы 30).

[0043] Заметим, что в настоящем варианте осуществления предусмотрены три демпфирующих элемента 30, но количество элементов может надлежащим образом изменяться.

[0044] Демпфирующий элемент 30 имеет стопку 31 (твердых элементов 32 и мягких элементов 33) и элемент 34 коробчатой формы. Стопка 31 сформирована путем укладки твердых элементов 32 (например, металлических пластин) и мягких элементов 33 (например, мягких пластин) и заключена в элемент 34 коробчатой формы.

[0045] На фиг. 3 и фиг. 4 каждый из твердых элементов 32 и каждый из мягких элементов 33 уложены в чередующемся порядке. Однако количество каждого из твердых элементов 32 и мягких элементов 33, которые уложены в чередующемся порядке, не всегда равно единице. Например, можно также укладывать в чередующемся порядке один (или несколько) твердый(ых) элемент(ов) 32 и несколько мягких элементов 33.

[0046] Твердый элемент 32 является тонким и обладает жесткостью. Твердый элемент 32 может быть сформирован из металлической пластины, которая представляет собой, например, пластину из электромагнитной стали, пластину из нержавеющей стали или медную пластину, имеющую толщину не менее 0,1 мм и не более 3 мм. Если толщина составляет 0,1 мм или менее, существует возможность возникновения деформации в связи с невозможностью обеспечения жесткости, необходимой для демпфирования. Если установить толщину равной 3 мм или более, демпфирование, напротив, снижается вследствие чрезмерной жесткости.

[0047] На каждом из твердых элементов 32 возникает трение, которое способствует подавлению вибрации, поэтому количество твердых элементов 32 образующих стопку 31, предпочтительно, велико. Количество твердых элементов 32 можно задать равным, например, от 10 до 100.

[0048] Мягкий элемент 33 является тонким и обладает характеристикой материального демпфирования. Мягкий элемент 33 может быть сформирован из волокнистого элемента, выполненного в форме пластины и имеющего толщину не менее 1 мм и не более 8 мм. В качестве волокнистого элемента можно упомянуть хлопок, пульпу, пряжу из нержавеющей стали, стекловолокно, углеволокно или нитевидный кристалл титаната калия. Если толщина составляет 1 мм или менее, демпфирование и долговечность низки. Даже если установить толщину равной 8 мм или более, не приходится ожидать увеличения демпфирования, и при укладке в стопку мягких элементов 33 и твердых элементов 32 толщина стопки 31 чрезмерно увеличивается.

[0049] На каждом из мягких элементов 33 возникает трение, которое способствует подавлению вибрации, поэтому количество мягких элементов 33, образующих стопку 31, предпочтительно велико. Количество мягких элементов 33 можно задать равным, например, от 10 до 100.

[0050] В качестве примера “волокнистого элемента, сформированного в форме пластины”, можно упомянуть пресс-шпан. Пресс-шпан - это изделие, полученное путем формирования слоев хлопка или пульпы и сдавливания и сушки слоев, и оно обладает механической прочностью, гибкостью и электроизоляционными свойствами. Пресс-шпан поглощает изоляционное масло 27 для повышения характеристики демпфирования вибрации, поэтому он пригоден для использования в баке 20, наполненном изоляционным маслом 27.

[0051] В качестве примера, стопку 31 можно формировать, попеременно укладывая 25 кусков прессшпана, каждый из которых имеет толщину 1 мм, и 25 металлических пластин, каждая из которых имеет толщину 0,5 мм.

[0052] В качестве примера “волокнистого элемента, сформированного в форме пластины”, можно упомянуть формованную пряжу из нержавеющей стали. Формованная пряжа из нержавеющей стали изготавливается плетением одной пряжи из нержавеющей стали, и, например, сжатия и формовки полученного материала. Формованная пряжа из нержавеющей стали формируется плетением волокнистого элемента (в этом случае пряжи из нержавеющей стали), благодаря чему она имеет относительно большое внутреннее трение, и хорошую характеристику поглощения вибрации.

[0053] Мягкий элемент 33 также может иметь, помимо “волокнистого элемента, сформированного в форме пластины”, основной материал, наполненный волокнистым элементом. В качестве основного материала можно упомянуть пластик, например политетрафторэтилен (ПТФЭ), эпоксидную смолу, полиэфирную смолу и т.п.

[0054] Мягкий элемент 33 можно формировать, внедряя стекловолокно, углеволокно, нитевидный кристалл титаната калия и т.п. в основной материал. Например, в качестве мягкого элемента 33 можно использовать FRP (волокнит), сформированный внедрением стекловолокна или углеволокна в пластмассу.

[0055] Кроме того, мягкий элемент 33 также может иметь множество типов волокнистых элементов. Например, можно использовать смешанный наполняющий материал, сформированный из углеволокна и нитевидного кристалла титаната калия. Внедряя смешанный наполняющий материал в ПТФЭ, можно обеспечить усталостную прочность на сдвиг в 106 циклов или более в температурном диапазоне от комнатной температуры до 333 К, прочность на контактное давление 10 МПа и напряжение под нагрузкой 2 МПа.

[0056] Элемент 34 коробчатой формы сформирован из изолирующего материала и заключает в себе стопку 31. Располагая стопку 31 в элементе 34 коробчатой формы, можно предотвратить позиционное смещение твердых элементов 32 и мягких элементов 33 при транспортировке или сборке демпфирующего элемента 30, в результате чего повышается работоспособность. Помимо того, используя изолирующий материал в качестве материала элемента 34 коробчатой формы, можно обеспечить электрическую изоляцию твердых элементов 32 (например, металлических пластин).

[0057] В настоящем варианте осуществления, основное тело 10 стационарного индукционного электрического устройства заключено в баке 20 через демпфирующие элементы 30, расположенные между нижними соединительными пластинами 16b и нижней пластиной 22. Распространение вибрации от основного тела 10 стационарного индукционного электрического устройства к нижней пластине 22 осуществляется только через демпфирующие элементы 30. Благодаря вышеописанной конструкции распространение вибрации от основного тела 10 стационарного индукционного электрического устройства к нижней пластине 22 подавляется двумя операциями, описанными ниже, обеспеченными демпфирующими элементами 30.

[0058] Первая операция состоит в снижении вибрации, реализованном посредством виброизоляции. Снижение вибрации можно моделировать системой пружины, груза и амортизатора, которая является системой с одной степенью свободы. Вследствие электромагнитной механической силы, генерируемой в обмотке 12, и магнитострикции, генерируемой в плечах 11 магнитопровода, верхнем ярме 13a и нижнем ярме 13b, в основном теле 10 стационарного индукционного электрического устройства генерируется возбуждающая сила F_o. В возбуждающей силе F_o, сила, передаваемая нижней пластине 22 через демпфирующий элемент 30, устанавливается как сила F. При этом коэффициент γ передачи силы от основного тела 10 стационарного индукционного электрического устройства к нижней пластине 22 можно представить согласно следующему уравнению.

[0059]

[0060] В данном случае, ζ(=(c/2)∙(mk)^1/2) обозначает коэффициент демпфирования, m обозначает массу основного тела 10 стационарного индукционного электрического устройства, k обозначает коэффициент жесткости демпфирующего элемента 30, c обозначает постоянную демпфирования демпфирующего элемента 30, ν (=f/fn) обозначает отношение частот, fn (=(1/(2π))·(k/m)^1/2) обозначает собственную частоту, и f обозначает частоту возбуждающей силы F_o.

[0061] Если коэффициент γ передачи силы меньше или равен 1, сила, передаваемая от основного тела 10 стационарного индукционного электрического устройства к нижней пластине 22 уменьшается. По этой причине коэффициент γ передачи становится 1 или менее в диапазоне, где отношение частот больше или равно √2, в результате чего вибрация уменьшается. Частота f возбуждающей силы F_o является основной частотой вибрации под действием электромагнитной механической силы и магнитострикционной силы в основном теле 10 стационарного индукционного электрического устройства. Для уменьшения вибрации, должно выполняться условие “собственная частота fn≤f/√2” (более предпочтительно, “собственная частота fn≤f/2”). Необходимо определять материал, толщину и количество твердых элементов 32 и мягких элементов 33, удовлетворяющих вышеприведенному соотношению.

[0062] Заметим, что коэффициент жесткости k изменяется в зависимости от давления, приложенного к демпфирующему элементу 30 (массе основного тела 10 стационарного индукционного электрического устройства). В частности, предпочтительно, чтобы давление было достаточно велико, поскольку коэффициент жесткости k (коэффициент демпфирования ζ) принимает надлежащее значение.

[0063] Благодаря использованию демпфирующего элемента 30, удовлетворяющего условию, распространение вибрации от основного тела 10 стационарного индукционного электрического устройства к нижней пластине 22 подавляется, что позволяет реализовать снижение вибрации бака 20, а именно снижение шума.

[0064] Вторая операция состоит в снижении вибрации вследствие диссипации энергии в демпфирующем элементе 30. Вследствие сил трения, генерируемых между твердыми элементами 32 и мягкими элементами 33, и диссипации энергии вследствие материального демпфирования в мягких элементах 33, подавляется распространение вибрации от основного тела 10 стационарного индукционного электрического устройства к нижней пластине 22. В результате этого вибрация бака 20 уменьшается, и можно реализовать снижение шума.

[0065] Как описано выше, согласно настоящему варианту осуществления, благодаря прослаиванию демпфирующих элементов 30 между основным телом 10 стационарного индукционного электрического устройства и нижней пластиной 22 вибрация бака 20 уменьшается, и можно добиться шумопонижающего эффекта.

[0066] В настоящем варианте осуществления нет необходимости обеспечивать новую конструкцию для понижения шума на наружной стороне или периферии бака 20, что также приводит к снижению стоимости. В частности, шумопонижение можно реализовать, располагая демпфирующие элементы 30 между нижними соединительными пластинами 16b и нижней пластиной 22 внутри бака 20.

[0067] Кроме того, в настоящем варианте осуществления, поскольку демпфирующие элементы 30 проложены между основным телом 10 стационарного индукционного электрического устройства и нижней пластиной 22, давление, приложенное к каждому из демпфирующих элементов 30, возрастает, в результате чего коэффициент жесткости k (коэффициент демпфирования ζ) каждого из демпфирующих элементов 30 принимает надлежащее значение, что благоприятно.

Видоизмененный пример 1

[0068] Фиг. 5 и фиг. 6 являются прозрачным видом спереди и прозрачным видом сбоку, соответственно, стационарного индукционного электрического устройства согласно видоизмененному примеру 1.

[0069] В видоизмененном примере 1 демпфирующие элементы 30 проложены между нижними соединительными пластинами 16b и нижней пластиной 22 (основное тело 10 стационарного индукционного электрического устройства заключено в баке 20 через демпфирующие элементы 30). В этом отношении видоизмененный пример 1 идентичен первому варианту осуществления. Настоящий видоизмененный пример 1 отличается от первого варианта осуществления тем, что обеспечены усиливающие элементы 50 нижней пластины. Каждый из усиливающих элементов 50 нижней пластины располагается в позиции наружной стороны нижней пластины 22 в позиции, где располагается демпфирующий элемент 30, а именно в позиции, обращенной к демпфирующему элементу 30 через нижнюю пластину 22.

[0070] При размещении каждого из демпфирующих элементов 30 и каждого из усиливающих элементов 50 нижней пластины в позиции, где они обращены друг к другу (приблизительно в одной и той же позиции) через нижнюю пластину 22, жесткость нижней поверхности демпфирующего элемента 30 возрастает. Соответственно, это не позволяет демпфирующему элементу 30 вибрировать совместно с нижней пластиной 22. Кроме того, поскольку нижняя пластина 22 принимает вибрацию демпфирующего элемента 30 и возвращает вибрацию демпфирующему элементу 30, эффект диссипации энергии, обеспечиваемый демпфирующим элементом 30, дополнительно возрастает.

[0071] Как описано выше, в настоящем видоизмененном примере за счет обеспечения усиливающих элементов 50 нижней пластины в позициях, обращенных к демпфирующим элементам 30 через нижнюю пластину 22, можно обеспечить стационарное индукционное электрическое устройство, способное дополнительно снижать шум.

[0072] Заметим, что хотя в настоящем видоизмененном примере предусмотрены три демпфирующих элемента 30 и три усиливающих элемента 50 нижней пластины, количество этих элементов может надлежащим образом изменяться.

Видоизмененный пример 2

[0073] На фиг. 7 показан общий вид, демонстрирующий демпфирующий элемент 30 стационарного индукционного электрического устройства согласно видоизмененному примеру 2. Демпфирующий элемент 30 имеет верхнюю пластину 35a и нижнюю пластину 35b, расположенные сверху и снизу стопки 31. Заметим, что, хотя элемент 34 коробчатой формы не показан, не будет проблемы, если элемент обеспечен.

[0074] В качестве верхней пластины 35a можно использовать пластину из электромагнитной стали, пластину из нержавеющей стали или медную пластину. Толщина d3a верхней пластины 35a составляет приблизительно 10% (например, 10%±5%) толщины Dt демпфирующего элемента 30. Если толщина d3a составляет значительно больше 10% толщины Dt, не удается получить толщину, необходимую для обеспечения демпфирующего эффекта стопки 31. С другой стороны, если толщина d3a составляет значительно меньше 10% толщины Dt, когда толщина Dt демпфирующего элемента 30 мала, верхняя пластина 35a может деформироваться.

[0075] В качестве нижней пластины 35b можно использовать пластину из электромагнитной стали, пластину из нержавеющей стали или медную пластину. Толщина d3b нижней пластины 35b составляет приблизительно 10% (например, 10%±5%) толщины Dt демпфирующего элемента 30. Если толщина d3b составляет значительно больше 10% толщины Dt, не удается получить толщину, необходимую для обеспечения демпфирующего эффекта стопки 31. С другой стороны, если толщина d3b составляет значительно меньше 10% толщины Dt, когда толщина Dt демпфирующего элемента 30 мала, нижняя пластина 35b может деформироваться.

[0076] Каждая из суммарной толщины d1t (=d11+d12+···+d1m) твердых элементов 32 и суммарной толщины d2t (=d21+d22+···+d2n) мягких элементов 33 составляет приблизительно 40% (например, 40%±5%) толщины Dt демпфирующего элемента 30. Суммарное количество твердых элементов 32 и мягких элементов 33 (m+n) можно задать равным, например, от 4 до 20. Суммарные значения толщины d1t и d2t соответствующих твердых элементов 32 и мягких элементов 33 задаются равными приблизительно одной и той же толщине. Если толщина d2t составляет значительно больше 40% толщины Dt, не удается получить толщину верхней пластины 35a и нижней пластины 35b, позволяющую обеспечить прочность. С другой стороны, если толщина d2t составляет значительно меньше 40% толщины Dt, демпфирование вибрации уменьшается.

[0077] В данном случае отношение ширины (поперечного размера, длины в направлении короткой стороны нижней соединительной пластины 16b) Lb к толщине (высоте) Dt демпфирующего элемента 30 (=Lb/Dt), предпочтительно, равно приблизительно 1,0 (например, 1,0±0,1) или более. Это позволяет обеспечить стабильность во время землетрясения и транспортировки.

Видоизмененный пример 3

[0078] На фиг. 8 показан общий вид, демонстрирующий стопку 31 стационарного индукционного электрического устройства согласно видоизмененному примеру 3. Твердый элемент 32 стопки 31 имеет “пару твердых пластин 321, расположенных рядом в продольном направлении нижней соединительной пластины 16b”. Возникает возможность облегчения создания деформации стопки 31, соответствующей изгибной вибрации в продольном направлении нижней соединительной пластины 16b, что облегчает подавление изгибной вибрации в продольном направлении.

[0079] В данном случае можно предусмотреть такую конструкцию, в которой пара твердых пластин 321 находятся в связанном состоянии. Например, в одном твердом элементе 32 можно проделать разрез для создания твердого элемента 32 согласно видоизмененному примеру 3.

[0080] В данном случае позиция границы пары твердых пластин 321 устанавливается по-разному для каждого из нескольких экземпляров (от 1 до 10 экземпляров) твердых элементов 32. Благодаря вышеописанной конструкции, граница (например, участок соединения) пары твердых пластин 321 легко изгибается, что позволяет в значительной степени подавлять вибрацию.

Видоизмененный пример 4

[0081] На фиг. 9 показан общий вид, демонстрирующий стопку 31 стационарного индукционного электрического устройства согласно видоизмененному примеру 4. Мягкий элемент 33 стопки 31 имеет множество мягких пластин 331, расположенных с интервалами для формирования щели (масляной канавки) 36, по которой течет изоляционное масло 27. Создавая щель (масляную канавку) 36 в качестве канала изоляционного масла 27, можно реализовать демпфирование вибрации изоляционным маслом 27. Заметим, что ширину щели 36 можно задать равной, например, от 3 мм до 20 мм.

Видоизмененный пример 5

[0082] На фиг. 10 показан общий вид, демонстрирующий демпфирующий элемент 30 стационарного индукционного электрического устройства согласно видоизмененному примеру 5. Демпфирующий элемент 30 имеет множество стопок 311, расположенных рядом в продольном направлении нижней соединительной пластины 16b. В частности множество стопок 311 (разделенная стопка 31) проложено между нижней соединительной пластиной 16b и нижней пластиной 22. Таким образом, разность фаз вибрации, принимаемой демпфирующим элементом 30, уменьшается в одной и той же плоскости, и показатель снижения вибрация демпфирующего элемента 30 повышается. В результате этого вибрация, передаваемая от нижней соединительной пластины 16b к нижней пластине 22, дополнительно снижается, и вибрация бака 20 также снижается, в результате чего дополнительно снижается шум.

Видоизмененный пример 6

[0083] На фиг. 11 показан общий вид, демонстрирующий часть стационарного индукционного электрического устройства согласно видоизмененному примеру 6. Крышка 40 (направляющая), соответствующая, по меньшей мере, части внешней периферии демпфирующего элемента 30, располагается на нижней пластине 22.

[0084] Крышка 40 имеет нижнюю пластину 41 и удерживающие элементы 42. Нижняя пластина 41 удерживает демпфирующий элемент 30. Удерживающие элементы 42 представляют собой уголковые элементы, удерживающие четыре угла демпфирующего элемента 30 и препятствующие перемещению демпфирующего элемента 30 на нижней пластине 41. Высота H1 удерживающего элемента 42 над верхней поверхностью нижней пластины 41 составляет приблизительно 90% (например, 90%±5%) высоты H0 демпфирующего элемента 30. Если высота H1 составляет значительно больше 90% высоты H0, когда демпфирующий элемент 30 деформирован вследствие массы стационарного индукционного электрического устройства, элемент может входить в контакт с удерживающим элементом 42. С другой стороны, если высота H1 составляет значительно меньше 90% высоты H0, площадь части демпфирующего элемента 30, выступающей от удерживающего элемента 42, возрастает, что неблагоприятно.

Видоизмененный пример 7

[0085] На фиг. 12 показан общий вид, демонстрирующий часть стационарного индукционного электрического устройства согласно видоизмененному примеру 7. Направляющая 43 соответствующая, по меньшей мере, части внешней периферии демпфирующего элемента 30, располагается на нижней пластине 22. Направляющая 43 присоединена к периферии демпфирующего элемента 30 на нижней пластине 22.

[0086] В результате этого подавляется позиционное смещение демпфирующего элемента 30, обусловленное ударом во время транспортировки, землетрясения и т.п., и предотвращается наклон основного тела 10 стационарного индукционного электрического устройства вследствие позиционного смещения демпфирующего элемента 30. Кроме того, можно препятствовать вступлению демпфирующего элемента 30 в контакт с другой частью.

Видоизмененный пример 8

[0087] На фиг. 13 показан общий вид, демонстрирующий часть стационарного индукционного электрического устройства согласно видоизмененному примеру 8. Как показано в настоящем чертеже, стационарное индукционное электрическое устройство имеет рукава 44, связывающие демпфирующий элемент 30 и нижнюю соединительную пластину 16b. В качестве рукава 44 можно использовать, например, стеклянный хомут (ленту, сформированную внедрением стекловолокна в пластик).

[0088] Посредством связывания нижней соединительной пластины 16b и демпфирующего элемента 30 с использованием рукавов 44, подавляется позиционное смещение демпфирующего элемента 30, обусловленное ударом во время транспортировки, землетрясения и т.п., и предотвращается наклон основного тела 10 стационарного индукционного электрического устройства вследствие позиционного смещения демпфирующего элемента 30. Кроме того, можно препятствовать вступлению демпфирующего элемента 30 в контакт с другой частью.

[0089] Кроме того, в ходе сборки основного тела 10 стационарного индукционного электрического устройства нижняя соединительная пластина 16b и демпфирующий элемент 30 стягиваются рукавами 44, и сборка может оставаться в этом состоянии (основное тело высушивается и помещается в бак 20), в результате чего повышается работоспособность.

Видоизмененный пример 9

[0090] На фиг. 14 показан общий вид, демонстрирующий часть стационарного индукционного электрического устройства согласно видоизмененному примеру 9. Как показано в настоящем чертеже, нижняя соединительная пластина 16b стационарного индукционного электрического устройства имеет канавку 161. Канавка 161 обеспечена на поверхности нижней соединительной пластины 16b, которая обращена к нижней пластине 22. Демпфирующий элемент 30 располагается между нижней соединительной пластиной 16b и нижней пластиной 22 и вставлена в канавку 161.

[0091] Поскольку демпфирующий элемент 30 вставлен в канавку 161, обеспеченную на нижней соединительной пластине 16b, высоту основного тела 10 и бака 20 стационарного индукционного электрического устройства можно уменьшить. В результате этого становится легче осуществлять конструкцию, удовлетворяющую пределу транспортировки, и можно уменьшить количество стали и изолирующей среды, используемых в изделии.

[0092] В результате этого подавляется позиционное смещение демпфирующего элемента 30, обусловленное ударом во время транспортировки, землетрясения и т.п., и предотвращается наклон основного тела 10 стационарного индукционного электрического устройства вследствие позиционного смещения демпфирующего элемента 30. Кроме того, можно препятствовать вступлению демпфирующего элемента 30 в контакт с другой частью.

Второй вариант осуществления

[0093] Второй вариант осуществления будет описан со ссылкой на фиг. 15 и фиг. 16. Заметим, что фиг. 15 является прозрачным видом спереди стационарного индукционного электрического устройства настоящего варианта осуществления. Фиг. 16 является прозрачным видом сбоку стационарного индукционного электрического устройства.

[0094] Как показано на фиг. 15 и фиг. 16, демпфирующие элементы 30 проложены между нижними прижимными пластинами 14b обмотки и нижними соединительными пластинами 16b. Демпфирующий элемент 30 имеет стопку 31 (твердых элементов 32 и мягких элементов 33) и элемент 34 коробчатой формы.

[0095] В настоящем варианте осуществления демпфирующие элементы 30 проложены между нижними прижимными пластинами 14b обмотки и нижними соединительными пластинами 16b. В результате этого распространение вибрации от нижних прижимных пластин 14b обмотки к нижним соединительным пластинам 16b осуществляется через демпфирующие элементы 30.

[0096] Благодаря вышеописанной конструкции вследствие снижения вибрации посредством виброизоляции демпфирующих элементов 30, сил трения, генерируемых между твердыми элементами 32 и мягкими элементами 33, и диссипации энергии за счет потерь в материале мягких элементов 33, подавляется распространение вибрации от нижних прижимных пластин 14b обмотки к нижним соединительным пластинам 16b. Поскольку вибрация нижних соединительных пластин 16b уменьшается, подавляется распространение вибрации от основного тела 10 стационарного индукционного электрического устройства к нижней пластине 22, в результате чего уменьшается вибрация бака 20, и можно реализовать снижение шума.

[0097] Кроме того, нет необходимости обеспечивать новую конструкцию для понижения шума на наружной стороне бака 20 или периферии бака 20. В частности, можно реализовать снижение шума благодаря прослаиванию демпфирующих элементов 30 между нижними прижимными пластинами 14b обмотки и нижними соединительными пластинами 16b, что также приводит к снижению стоимости.

[0098] Кроме того, в настоящем варианте осуществления, поскольку демпфирующие элементы 30 проложены между нижними прижимными пластинами 14b обмотки и нижними соединительными пластинами 16b, давление, приложенное к каждому из демпфирующих элементов 30, возрастает, в результате чего коэффициент жесткости k (коэффициент демпфирования ζ) каждого из демпфирующих элементов 30 принимает надлежащее значение, что благоприятно.

Третий вариант осуществления

[0099] Третий вариант осуществления будет описан со ссылкой на фиг. 17 и фиг. 18. Заметим, что фиг. 17 является прозрачным видом спереди стационарного индукционного электрического устройства настоящего варианта осуществления, и фиг. 18 является прозрачным видом сбоку стационарного индукционного электрического устройства.

[0100] Как показано на фиг. 17 и фиг. 18, демпфирующие элементы 30 проложены между обмоткой 12 и верхними прижимными пластинами 14a обмотки и между обмоткой 12 и нижними прижимными пластинами 14b обмотки. В частности, демпфирующие элементы 30 располагают вместо верхних прокладок 15a и нижних прокладок 15b. Демпфирующий элемент 30 имеет стопку 31 (твердых элементов 32 и мягких элементов 33) и элемент 34 коробчатой формы. Основное тело 10 стационарного индукционного электрического устройства заключено в баке 20 в состоянии, в котором нижние соединительные пластины 16b вступают в контакт с нижней пластиной 22.

[0101] В настоящем варианте осуществления демпфирующие элементы 30 проложены между обмоткой 12 и верхними прижимными пластинами 14a обмотки и между обмоткой 12 и нижними прижимными пластинами 14b обмотки. В результате этого распространение вибрации от обмотки 12 к верхним прижимным пластинам 14a обмотки и к нижним прижимным пластинам 14b обмотки осуществляется через демпфирующие элементы 30.

[0102] Благодаря вышеописанной конструкции вследствие снижения вибрации посредством виброизоляции демпфирующих элементов 30, сил трения, генерируемых между твердыми элементами 32 и мягкими элементами 33, и диссипации энергии за счет потерь в материале мягких элементов 33, распространение вибрации от обмотки 12 к верхним прижимным пластинам 14a обмотки и к нижним прижимным пластинам 14b обмотки подавляется. Кроме того, поскольку вибрация к верхним прижимным пластинам 14a обмотки и к нижним прижимным пластинам 14b обмотки уменьшается, подавляется распространение вибрации от основного тела 10 стационарного индукционного электрического устройства к нижней пластине 22, в результате чего уменьшается вибрация бака 20, и можно реализовать снижение шума.

[0103] Кроме того, нет необходимости обеспечивать новую конструкцию для понижения шума на наружной стороне бака 20 или периферии бака 20. В частности, можно реализовать снижение шума благодаря прослаиванию демпфирующих элементов 30 между обмоткой 12 и верхними прижимными пластинами 14a обмотки и между обмоткой 12 и нижними прижимными пластинами 14b обмотки, что также приводит к снижению стоимости.

Четвертый вариант осуществления

[0104] Четвертый вариант осуществления будет описан со ссылкой на фиг. 19. Заметим, что фиг. 19 является прозрачным видом сбоку стационарного индукционного электрического устройства настоящего варианта осуществления.

[0105] В настоящем варианте осуществления демпфирующие элементы 30 проложены между верхним ярмом 13a и верхней соединительной пластиной 16a, между верхним ярмом 13a и верхними прижимными пластинами 14a обмотки, между нижним ярмом 13b и нижней соединительной пластиной 16b, и между нижним ярмом 13b и нижними прижимными пластинами 14b обмотки. В результате этого распространение вибрации от верхнего ярма 13a к верхней соединительной пластине 16a и к верхним прижимным пластинам 14a обмотки, и распространение вибрации от нижнего ярма 13b к нижней соединительной пластине 16b и к нижним прижимным пластинам 14b обмотки, осуществляется через демпфирующие элементы 30.

[0106] Благодаря вышеописанной конструкции, вследствие снижения вибрации посредством виброизоляции демпфирующих элементов 30, сил трения, генерируемых между твердыми элементами 32 и мягкими элементами 33, и диссипации энергии за счет потерь в материале мягких элементов 33, подавляются распространение вибрации от плеч 11 магнитопровода и верхнего ярма 13a к верхней соединительной пластине 16a и верхним прижимным пластинам 14a обмотки, и распространение вибрации от плеч 11 магнитопровода и нижнего ярма 13b к нижней соединительной пластине 16b и нижним прижимным пластинам 14b обмотки. Кроме того, поскольку вибрация в верхней соединительной пластине 16a и верхних прижимных пластинах 14a обмотки, и вибрация в нижней соединительной пластине 16b и нижних прижимных пластинах 14b обмотки снижаются, подавляется распространение вибрации от основного тела 10 стационарного индукционного электрического устройства к нижней пластине 22, в результате чего уменьшается вибрация бака 20. Соответственно, уменьшается шум.

[0107] Кроме того, нет необходимости обеспечивать новую конструкцию для понижения шума на наружной стороне бака 20 или периферии бака 20. В частности, шумопонижающий эффект можно обеспечить благодаря прослаиванию демпфирующих элементов 30 между верхним ярмом 13a и верхней соединительной пластиной 16a, между верхним ярмом 13a и верхними прижимными пластинами 14a обмотки, между нижним ярмом 13b и нижней соединительной пластиной 16b, и между нижним ярмом 13b и нижними прижимными пластинами 14b обмотки внутри бака 20, что также приводит к снижению стоимости.

Другие варианты осуществления

[0108] В вариантах осуществления с первого по четвертый, демпфирующий элемент 30 располагается в позиции, описанной в нижеследующих пунктах (1)-(4), соответственно,

(1) между нижней соединительной пластиной 16b и нижней пластиной 22,

(2) между нижними прижимными пластинами 14b обмотки и нижней соединительной пластиной 16b,

(3) между обмоткой 12 и верхними прижимными пластинами 14a обмотки, и между обмоткой 12 и нижними прижимными пластинами 14b обмотки, и

(4) между верхним ярмом 13a и верхней соединительной пластиной 16a, между верхним ярмом 13a и верхними прижимными пластинами 14a обмотки, между нижним ярмом 13b и нижней соединительной пластиной 16b, и между нижним ярмом 13b и нижними прижимными пластинами 14b обмотки.

[0109] При этом можно надлежащим образом комбинировать часть или все из вышеперечисленных вариантов (1) - (4). Например, комбинируя (1) и (2), можно также располагать демпфирующие элементы 30 (1) между нижней соединительной пластиной 16b и нижней пластиной 22, и также (2) между нижними прижимными пластинами 14b обмотки и нижней соединительной пластиной 16b.

[0110] Кроме того, стационарное индукционное электрическое устройство каждого из вышеописанных вариантов осуществления заключает в себе одну обмотку 12 в одном баке 20. Напротив, стационарное индукционное электрическое устройство также может включать в себя множество обмоток, находящихся в одном баке.

[0111] Хотя были описаны определенные варианты осуществления, эти варианты осуществления представлены лишь в порядке примера, и не призваны ограничивать объем изобретения. На самом деле описанные здесь варианты осуществления изобретения можно реализовать в различных других формах; кроме того, можно предложить различные изъятия, замены и изменения, касающиеся формы описанных здесь вариантов осуществления, не выходя за рамки сущности изобретения. Нижеследующая формула изобретения и ее эквиваленты призваны охватывать такие формы или модификации, которые отвечают объему и сущности изобретения.

Изобретение относится к электротехнике. Технический результат состоит в дополнительном снижении шума. Стационарное индукционное электрическое устройство содержит имеющий множество стержней магнитопровод, обмотку, намотанную вокруг по меньшей мере одного из множества стержней магнитопровода, нижнее ярмо, расположенное под обмоткой, пару нижних прижимных пластин обмотки, расположенных на паре боковых поверхностей нижнего ярма, и нижнюю соединительную пластину, соединяющую пару нижних прижимных пластин обмотки. Бак имеет нижнюю пластину и вмещает магнитопровод стационарного индукционного электрического устройства с обмотками. Демпфирующий элемент расположен, по меньшей мере, либо между нижней соединительной пластиной и нижней пластиной, либо между нижними прижимными пластинами обмотки и нижней соединительной пластиной, и имеет пакет, сформированный из множества твердых элементов, обладающих жесткостью, и множество мягких элементов, обладающих свойством вязкоупругости, которые уложены в стопку. 19 з.п. ф-лы, 21 ил.

1. Стационарное индукционное электрическое устройство, содержащее
основное тело стационарного индукционного электрического устройства, имеющее
множество плеч магнитопровода,
обмотку, намотанную вокруг, по меньшей мере, одного из множества плеч магнитопровода,
верхнее ярмо, расположенное над обмоткой,
нижнее ярмо, расположенное под обмоткой,
пару верхних прижимных пластин обмотки, расположенных на паре боковых поверхностей верхнего ярма,
пару нижних прижимных пластин обмотки, расположенных на паре боковых поверхностей нижнего ярма,
верхнюю соединительную пластину, соединяющую пару верхних прижимных пластин обмотки, и
нижнюю соединительную пластину, соединяющую пару нижних прижимных пластин обмотки,
бак, имеющий нижнюю пластину и заключающий в себе основное тело стационарного индукционного электрического устройства,
изоляционное масло, залитое в бак, и
демпфирующий элемент, расположенный, по меньшей мере, либо между нижней соединительной пластиной и нижней пластиной, либо между нижними прижимными пластинами обмотки и нижней соединительной пластиной, и имеющий стопку, сформированную из множества твердых элементов, обладающих жесткостью, и множество мягких элементов, обладающих свойством вязкоупругости, которые уложены в стопку для размещения.

2. Стационарное индукционное электрическое устройство по п. 1,
в котором каждый из множества мягких элементов имеет волокнистый элемент, сформированный в форме пластины.

3. Стационарное индукционное электрическое устройство по п. 2,
в котором волокнистый элемент представляет собой, по меньшей мере, любое из хлопка, пульпы, пряжи из нержавеющей стали, углеволокна или нитевидного кристалла титаната калия.

4. Стационарное индукционное электрическое устройство по п. 2,
в котором каждый из множества мягких элементов имеет основной материал, наполненный волокнистым элементом.

5. Стационарное индукционное электрическое устройство по п. 1,
в котором каждый из множества твердых элементов представляет собой металлическую пластину.

6. Стационарное индукционное электрическое устройство по п. 5,
в котором каждый из множества твердых элементов представляет собой пластину из электромагнитной стали, пластину из нержавеющей стали или медную пластину, имеющую толщину 3 мм или менее.

7. Стационарное индукционное электрическое устройство по п. 1,
в котором демпфирующий элемент имеет
верхнюю пластину, сформированную из электромагнитной стали, нержавеющей стали или меди и имеющую толщину приблизительно 10%;
множество твердых элементов, имеющих суммарную толщину приблизительно 40%,
множество мягких элементов, имеющих суммарную толщину приблизительно 40%, и
нижнюю пластину, сформированную из электромагнитной стали, нержавеющей стали или меди и имеющую толщину приблизительно 10%.

8. Стационарное индукционное электрическое устройство по п. 1,
в котором каждый из множества мягких элементов имеет множество мягких пластин, расположенных с интервалами для формирования щели, через которую течет изоляционное масло.

9. Стационарное индукционное электрическое устройство по п. 1,
в котором каждый из множества твердых элементов имеет пару твердых пластин, расположенных рядом в продольном направлении нижней соединительной пластины.

10. Стационарное индукционное электрическое устройство по п. 9,
в котором позиция границы пары твердых пластин отличается для каждого из от 1 до 10 экземпляров твердых элементов.

11. Стационарное индукционное электрическое устройство по п. 1,
в котором демпфирующий элемент имеет множество стопок, расположенных рядом в продольном направлении нижней соединительной пластины.

12. Стационарное индукционное электрическое устройство по п. 1,
в котором демпфирующий элемент дополнительно имеет изолирующий элемент коробчатой формы, который заключает в себе стопку.

13. Стационарное индукционное электрическое устройство по п. 1, дополнительно содержащее
ленту для прикрепления демпфирующего элемента к нижней соединительной пластине.

14. Стационарное индукционное электрическое устройство по п. 1,
в котором нижняя соединительная пластина имеет канавку, в которой располагается демпфирующий элемент.

15. Стационарное индукционное электрическое устройство по п. 1,
в котором нижняя пластина имеет направляющую, соответствующую, по меньшей мере, части внешней периферии демпфирующего элемента.

16. Стационарное индукционное электрическое устройство по п. 15,
в котором высота направляющей составляет приблизительно 90% или менее высоты демпфирующего элемента.

17. Стационарное индукционное электрическое устройство по п. 1, дополнительно содержащее
второй демпфирующий элемент, расположенный между нижними прижимными пластинами обмотки и нижней соединительной пластиной.

18. Стационарное индукционное электрическое устройство по п. 1, дополнительно содержащее
множество третьих демпфирующих элементов, расположенных между обмоткой и парой верхних прижимных пластин обмотки и между обмоткой и парой нижних прижимных пластин обмотки.

19. Стационарное индукционное электрическое устройство по п. 1, дополнительно содержащее
множество четвертых демпфирующих элементов, расположенных между верхним ярмом и парой верхних прижимных пластин обмотки, между верхним ярмом и верхней соединительной пластиной, между нижним ярмом и парой нижних прижимных пластин обмотки и между нижним ярмом и нижней соединительной пластиной.

20. Стационарное индукционное электрическое устройство по п. 1, дополнительно содержащее
усиливающий материал, расположенный в позиции внешней поверхности нижней пластины, где он обращен к демпфирующему элементу через нижнюю пластину.