Автотрансформатор с регулируемым напряжением Советский патент 1985 года по МПК H01F29/06 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в индукционных устройствах для регулирования напряжения без разрыва цепи.

Известен автотрансформатор с регулируемым напряжением, содержац1,ий витой цилиндрический магнитопровод, обмотку с контактной дорожкой, сформированной витками обмотки, уложенным1| в один слой на выступе магнитопровода в его торцовой части 1.

Однако такая конструкция характеризуется большим расходом электротехнической стали при относительно малом расходе обмоточного провода и, как следствие, повышенным нагревом в месте токосъема, что сокращает срок службы автотрансформатора.

Наиболее близким к изобретению является автотрансформатор с регулируемым напряжением, содержащий витой цилиндрический магнитопровод, обмотку с контактной дорожкой и токосъемник. Контактная дорожка сформирована на выступе (i:pe6не), выполненном на специальном элементе в виде шайбы, например из изоляционного материала, расположенной между обмоткой и магнитопроводом на торце последнего 2.

Однако исключение выступа в магнитопроводе путем замены его специальным элементом несколько снижает расход электротехнической стали, а также известное устройство характеризуется большим расходом электротехнической стали и повышенным нагревом в месте токосъема.

Цель изобретения - снижение расхода электротехнической стали путем уменьшения диаметра магнитопровода и увеличение срока службы автотрансформатора путем улучшения охлаждения обмотки.

Поставленная цель достигается тем, что в автотрансформаторе с регулируемым напряжением, содержашем цилиндрический магнитопровод, навитый из полосы электротехнической стали, опорный элемент с выступом, обмотку, радиально охватывающую сечение магнитопровода и опорного элемента, контактную дорожку, выполненную по кольцу на витках обмотки и опирающуюся на выступ опорного элемента и токосъемник, опорный элемент выполнен р виде кольца, установленного на боковой поверхности магнитопровода и консольно выступающего по всей окружности за магнитопровод на ширину контактной дорожки.

Причем автотрансформатор снабжен двумя опорными элементами, установленными у противоположных торцов магнитопровода.

При этом выступ под контактную дорожку выполнен на боковой поверхности опорного элемента.

Выполнение опорного элемента в виде кольца, выступающего за пределы наружной окружности магнитопровода, радиальный размер которой больше радиального размера магнитопровода, или в виде охватывающего магнитопровод пояса, позволяет увеличить длину контактной дорожки и уложить на ней большее число витков обмотки, что дает возможность уменьшить межвитковое напряжение и снизить нагрев в месте токосъема. За счет снижения нагрева обмотки ресурс автотрансформатора может быть увеличен в 4-5 раз. При условии выполнения кольцевого элемента из неактивных материалов (пластмассы, алюминий, конструкционная сталь и т. п.). расход электротехнической стали на изготовление магнитопровода может быть сокращен до 50%, значительно уменьщится масса автотрансформатора (примерно на 20%).

На фиг. 1 изображен автотрансформатор с кольцевым элементом, консольно выступающим за наружную окружность магнитопровода, вид сбоку; на фиг. 2 - то же, вид сверху; на фиг. 3 - автотрансформатор с кольцевым элементом на обоих торцах магнитопровода; на фиг. 4 - автотрансформатор с опорным элементом в виде кольца, на котором вЫступ под охватывающую магнитопровод контактную дорожку выполнен в средней части.

Автотрансформатор с регулируемым напряжением (фиг. 1 и 2) содержит цилиндрический магнитопровод 1, навитый из полосы электротехнической стали, обмотку 2, радиально охватывающую сечение магнитопровода и опорного элемента 3, выполненного в виде кольца, установленного на боковой поверхности магнитопровода и консольно выступающего по всей окружности за магнитопровод 1. Опорный элемент 3 имеет выступ 4, на котором выполнена по кольцу на витках обмотки 2 контактная дорожка 5, для обеспечения взаимодействия с токосъемником 6.

Кольцо 3 консольно выступает по всей окружности за магнитопровод на щирину контактной дорожки.

Автотрансформатор может быть снабжен двумя опорными элементами, установленными у противоположных торцов магнитопровода (фиг. 3). Выступ 4 под контактную дорожку может быть выполнен на боковой поверхности опорного элемента (фиг. 4). Кольцевой элемент 3 может быть полым или иметь окна для снижения веса.

Для улучшения условий охлаждения между обмоткой и наружной боковой поверхностью магнитопровода образована полость (вентиляционный канал) 7. В местах прилегания обмотки к магнитопроводу и кольцевому элементу, если последний из металла, предусмотрена электроизоляционная прослойка в виде покрытия или прокладки.

Автотрансформатор работает следующим образом.

Вращением маховичка 8 (фиг. 3) токосъемник 6 перемещается по контактной дорожке 5 от ее начала до конца и обратно, вследствие чего осуществляется непрерывная регулировка напряжения на нагрузке от нуля до номинала и-от номинала до нуля. Так как благодаря увеличению наружного диаметра обмотки контактная дорожка стала длиннее и на ней разместилось большее число витков, напряжение на витках стало меньще, вследствие чего нагрев в месте токосъема, т. е. на перемыкаемых токосъемником витках, снижается.

Использование предлагаемого технического решения позволяет уменьшить расход электротехнической стали и увеличить срок службы автотрансформатора за счет снижения нагрева в месте токосъема.

1. АВТОТРАНСФОРМАТОР С РЕГУЛИРУЕМЫМ НАПРЯЖЕНИЕМ, содержащий цилиндрический магнитопровод, навитый из полосы электротехнической стали, опорный элемент с выступом, обмотку, радиально охватывающую сечение магнитопровода и опорного элемента, контактную дорожку, выполненную по кольцу на витках обмотки и опирающуюся на выступ опорного элемента и токосъемник, отличающийся тем, что, с целью снижения расхода электротехнической стали путем уменьщения диаметра магнитопровода и увеличения срока службы трансформатора путем улучщения охлаждения обмотки, опорный элемент выполнен в виде кольца, установленного на боковой поверхности магнитопровода и консольно выступающего по всей окружности за магнитопровод на ширину контактной дорожки. 2.Автотрансформатор по п. 1, отличающийся тем, что он снабжен двумя опорными элементами, установленными у противоположных торцов магнитопровода. i 3.Автотрансформатор по п. 1, отличающийся тем, что выступ под контактную до(О рожку выполнен на боковой поверхности опорного элемента. 05 О5 СХ) О5