Высокочастотный трансформатор Советский патент 1984 года по МПК H01F27/08 

1

Изобретение относится к трансфо1) i; ростроеяию для термической обработки и может быть использовано в станках д.чя закалки шеек коленчатых валов в asrujMOбилыюй, тракторной н авиационной нромши.тенн остях.

По основному авт. св. J4b 8fi224 S нзиестсн иыгокочастотнын трансформатор, содержаjui;ii вторичную м-юговитковую обмотку к(|)пбчатой фор.М1)1, )Хватываюн1у1О .nioioBHiKoiiyio первичную обмотку, и магнитонровод, жестко зак 1е11;1енный на наружной новерхности вторичной обмотки носредством тенлон)оводного материала.

Основ.чым признаком, характеризуюниш трансформатор нри исно.чьзованни его в конструкции станков для закалкн коленчаТ1)1. H:;ii)i5 современ1и,1х конструкций яв.тяется его то ннина. Этот на)аметр является онредсляюн1им ввиду того, что и - -аких станках транс()орматор соединен жестко с индуктором, о,Н1раюпи1мся па 1нейку вала. Поэтому его толниша не может б1)1ть больн1е половин 1 расстояния между соседними Н1ейками. Конструкния известного трансформатора удов..1створяет эю условие, однако нри этом приходится первичную обмотку выпол нять двухслойпой, что приводит к ухудп;снию кoi(}Jфициeнтa использования нровол iHiKOBbix материа.лов. В конструкции высокочастотн п1 ток проходит только по тем нонoвepxн(JCTям первичной обмотки, которые обращены к вторичным обмоткам коробчатой формы, а так как нервпчная обмотка выполнена из медных проводников нря.моугольной формы, то активно используется около 30°/о сечения проводника, что приводит к излишнему увеличению сопротивления первичной обмотки и снижению КПД трансформатора. Такое снижение КПД особенно заметно при создании трансформаторов большой мопдности. Для компенсации возможного снижения КПД приходится увеличивать сечение витков первичной обмотки, что приводит к увеличению габаритов всего трансформатора и к повышению расхода активных материалов.

Цель изобретения - увеличение мощности.

Указанная цель достигается тем, что трансформатор снабжен дополнительной охлаждаемой вторичной обмоткой, установленной между слоями первичной обмотки.

На фиг. 1 изображен трансформатор, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - поперечный разрез трансфор.матора с многослойными обмотками.

Высокочастотный трансформатор (фиг. 2 состоит из двухслойной чередующейся первичной многовитковой охлаждаемой об.мотки 1, между слоями которой расположена внутренняя дополнительная обмотка 2, образуя слой вторичной охлаждаемой обмотки 3, отделенный от нее изоляцией 4. При

э1(1 с В1:е;1|;1ей стороны первичная обмотка 1 охвачена внешними слоями вторичной ()6.И)ТК11 3, образуя совместно с первичной обмотк(л| I и внутренней об.моткой 2 вторичной обмоткк снсгему коаксиальных обмоток, гак как каждый слой первичной обмотки со всех сторон окружен вторичной обмоткой. На наружной поверхности внешних слоев 5 вторичной об.мотки 3 расноложен магнитонровод 6, изготовлепн1)1Й, например, в виде

накета листов электротехнической стали. Магнитонровод 6 жестко соединен с внешними слоями 5 вторичной обмотки 3 носредством теплопроводного материала 7, например, нрипоем ПОС-40. На лобовых частях вторичной обмотки 3 расположены трубки 8

водяного охлаждения.

Трансфор.матор работает следующим образом.

Ток высокой частоты от источника питания (не показанного) подводится к выводам 9 псрвичпой обмотки 1 и проходит по ее новерхносги. Так как каждый слой первичной обмоткл I со всех сторон коаксиальной вторичной обмоткой, образованной стоями 2 и 5 вторичной об.мотки 3, то высокочастотное электромагнитное поле, созда i;teMoe первичной обмоткой 1, располагается только в объеме, ограниченном внутренни.ми поверхностями 10 внешнего слоя 5 вторичной обмотки 3 и внешними поверхностями 11 внутреннего слоя 2 вторичной обмотки 3. Ток, наведенный этим электромагнитным

полем, на поверхностях 10 и 11 собирается на общих контактных колодках 12. При этом напряжение на колодках 12 стремится создать обратный ток, нроходящий по наружной поверхности 13 слоев 5 и по боковой поЕзерхности 14 слоя 2. Этот ток снижает рабочее напряжение на вторичной обмотке 3 и создает в ней дополнительные потери. В обычных трансформаторах с чередующимися обмотками (например прототип), используемых в мощных высокочастотных установках, это снижение эффективности работы трансформатора очень заметно. В предлагаемом трансформаторе магнитопровод 6 создает большое индуктивное сопротивление обратному току, проходящему по поверхности 13, а совмещение поверхностей 14

в слоях 2 и 5 ликвидирует протекание обратного тока по этим поверхностям.

Такая конструкция трансформатора позволила в два раза увеличить использование первичной и вторичной обмоток, что дало возможность увеличить КПД трансформатора и поднять его мощность, не изменяя существенно габариты.

Высокочастотный трансформатор (фиг. 3J состоит из .многослойной чередующейся первичной охлаждае.мой обмотки 1, .между слоями которой расположены внутренние дополнительные обмотки, образуя слои 2 вторичной охлаждаемой обмотки 3, отделенные от них изоляцией 4. При этом внешние слои

первичной обмотки 1 охвачены двумя слоями внешними слоями 5 вторичной обмотки 3, на наружной поверхности которых расположен магнитопровод 6, изготовленный, например, в виде пакета листов электротехнической стали, и жестко соединенный с внешними слоями 6 вторичной обмотки 3 посредством теплопров(х1ного материала 7, например, ирипоем ПОС-40. Такое расположение CvToeB первичной и вторичной обмоток образует систему коаксиальных обмоток, т. е. обмоток, расположенных одна внутри другой так как в предлагаемой конструкции каждый слой первичной обмоткп со всех сторон окружен вторичной обмоткой.

В данном варианте число слоев гтервичной обмотки 1 равен п, а число слоев вторичнон ooMOiKii 3 равно (). Конкретное число с.юев oiijx uM UrcH при э.чектрическом расчете п зависит ni п ооходпмых параметров, к которым относятся мопиюсть, КПД, габариты п т. д.

Транс(}1()рматор, )лненный по фиг. 3 работает ан;,К1| ично 1()ансформат() на фиг. 2. При :1том токи каждого с,1оя вторичной обмотки соби 1аются па сборных колодках 12. Д о1пность такого трансформатора зависит от чис.1а слоев, при это.м мониюсти, отдаг асмые каждым отдельным слоем вторичной обмотки, могут быть ие равны.

Г1редла|-аемый высокочастот}1ый трансфор.матор может быть изготовлен на максиMa.ibnyio вторичную мон1ность 250-850 кВа.

ВЫСОКОЧАСТОТНЫЙ ТРАНСФОРМАТОР по авт. св. № 862248, отличающийся тем, что, с целью увеличения мощности, он снабжен дополнительной охлаждаемой вторичной обмоткой, установленной между слоями первичной обмотки. (Л со о

J,V}Уi i l),Л,,,,S}))

tt.uOCCC.OC

т&

s