Автотрансформатор Советский патент 1984 года по МПК H01F30/02 H01F29/06 

1 Изобретение относится к электротехнике, в частности к индукционным устройствам для регулирования напря:женин. Известен автотрансформатор для регулирования напряжения без разрыва цепи, содержащий замкнутый магнитопровод, на которьй равномерно виток к витку намотан изолированный провод, образующий обмотку. С части обмотки изоляция удалена для образования контактной дорожки, по которой перемещается токосъемна я щетка. Щетка имеет форму прямоугольного параллелепипеда l . Размер (толщина) щетки в направлении ее перемещения по контактной дорожке выбирается из условия исключения замыкания щеткой более двух смежных проводников, т.е. ее толщина практически .должна быть менее двух диаметров проводов обмотки Однако если щетка выбрана большей толщины, то существует вероятность перемыкания более двух провод НИКОВ, что вызывает большой циркулирующий ток в короткозамкнутом кон туре и, как следствие, недопустимый нагрев замкнутых витков. В автотрансформаторах относитель но небольшой мощности (на токи 2-8 А с напряжением 250 В), обмотки которых выполняются проводом 0,4- 1,0 мм щетка должна быть по толщине менее 2 мм, что снижает надежность автотрансформатора по причине недостато ной ее механической прочности, так как с целью ограничения циркулирующего тока в короткозамкнутом контур щетка изготавливается из малопрочных электроугольных или электрографитовых материалов с большим контак ньи сопротивлением. Другим недостатком щеточного кон такта является необходимость .механи ческой обработки контактной дорожки с высоким классом точности и чистот что достигается только шлифовкой с последующим гальваническим покрытием, так как неровности дорожки приводят не только к быстрому износу щетки, но и ее поломке из-за заедания в процессе перемещения. Наиболее близким по.технической сущности к изобретению является авт трансформатор, содержащий магнитопровод с обмоткой, имеющей контактную дорожку и токосъемный ролик, ус 78 тановленный на оси поводок, соединенный с приводом 2 . В указанном автотрансформаторе-jpoлик имеет форму цилиндра, который при регулировании напряжения перекатьгаается по контактной дорожке из одного положения в другое. Такая конструкция нечувствительна к неровностям на контактной дорожке и весьма износоустойчива. Непостатком известного автотрансФорматора с токосъемным роликом является повьпиенный нагрев в зоне перемещения ролика из-за того, что трудно осуществить надежный тепловой контакт вращающегося ролика с теплоотводящего/радиатора. В процессе работы ролики нагреваются до температур, превышающих температуру обмовки на 20 С и более. Хотя такие температуры для материала роликов допустимы, однако часть тепла передается находящимся с ними в электрическом и тепловом контакте виткам обмотки, класс нагревостойкости которых ниже. В результате теплообмена; температура витков обмотки, контактирующих с роликом, значительно выше средней температуры всей обмотки, что в конечном итоге определяет ресурс всего изделия. Целью изобретения является повышение нагрузочной способности и снижение материалоемкости автотрансформатора путем снижения нагрева ролика и находящихся с ним в контакте витков обмотки. Эта цель достигается тем, что в автотрансформаторе, содержащем магнитопровод с обмоткой, имекнцей контактную дорожку, токосъемный; ролйк установленный на оси, и поводок, сое,диненный с приводом, ось выполнена из материала с высокой электрои теплопроводностью, преимущественно из меди и жестко соединена с роликом, поводок выполнен в виде пружинящей скобы с охлазвдающими полками с окном и углублением, в котором расположейа ось с возможностью вращения, а в окне размещен токосъемный ролик. На фиг. 1 изображен автотрансформатор, общий вид; на фиг. 2 сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 вид Б на фиг. 1; на фиг. 4 - принципиальная электрическая схема устройства. Автотрансформатор состоит из тор идального сердечника 1, на который намотана обмотка 2. Провода обмотки 2 на площадке 3 (на фиг. 3 огранкчена пунктирной линией) частично зачищены от изоляции, образуя контактную дорожку. По контактной дорожке 3 перемещается токосъемнь ролик 4. Ролик соединен неподвижно с осью 5 и вместе с нею вращается в углублении поводка 6. Последний име ет охлаждающие полки 7. Поводок слу жит одновременно для отвода тепла, и в качестве пружины, обеспечивающей прижатие ролика к контактной дорожке с требуемым усилием. Поводо закреплен на рукоятке 8, свободно вращающейся на неподвижной оси 9. Возможно также изготовление поводка, из двух деталей - радиатора и пр жинящей скобы. . Концы обмоток 10 и 11 подсоединяются к сети переменного тока, а концы 12 -и 13 - к нагрузке. Концы 9-11 соединены непосредственно с o6MoVKoA, конец 13 - через цепочку контактный ролик - поводок. Перемещение контактного ролика по контакт ной дорожке приводит к изменению АА 784 количества витков со вторичной сторо- ны и, следовательно, к изменению напряжения. Неподвижное (без зазора) соединение ролика с собственной осью обеспечивает надежный электрический и тепловой контакт между ними. Такое соединение снижает потери энергии на участке цепи ролик-ось и повыша ет эффективность передачи тепла с ролика на ось. Удлиненная металлическая ось 5 имеет эффективный электрический и тепловой контакт с металлическим поводком 6. Увеличенная поверхность поводка способствует рассеиванию тепла, образукядегося в ролике. Снижение нагрева ролика приводит к снижению нагрева контактирующих с ним витков и способствует увеличению нагрузочной способности и сн йсенйю материалоемкости автотрансформатора. Предлагаемое техническое решение обеспечивает снижение нагрева короткозамкнутого витка на 6-7%, что увеличивает ресурс автотрансформатора примерно в 1,5 раза. о Ожижаемый экономический эффект при объеме выпуска 320 тыс. штук в год более 100 тыс. руб. ид В

Фиг, 2

Фаг.

АВТОТРАНСФОРМАТОР, содержащий магнитопровод с обмоткой, имеющей контактную дорожку и токосъемньй ролик, установленный на ог:и, поводок, соединенный с приводом, отличающийся тем, что, с целью повьшения нагрузочной способности и снижения материалоемкости автотрансформатора, ось выполнена из материала с высокой электрои теплопроводностью, преимущественно из меди, и жестко соединена с роликом, поводок выполнен в виде пружинящей скобы с охлаждающими полками с окном и углублением, в котором расположена ось с возможностью вращения.