Многофазный трансфоматор Советский патент 1986 года по МПК H01F30/14 H02M5/14 

f

Изобретение относится к области электропреобразовательной техники, в частности к .трансформаторам,преобразующим переменный ток с одними параметрами в переменный ток той же частоты, но другой его величины, с другим напряжением и числом фаз.

Цель изобретения - увеличение мощности, приходящейся на единицу массы

Ла фиг.1 представлена конструкция предлагаемого трансформатора общий ВИД} на фиг. 2 - внутренний магнитопровод с расположенными на нем катушками с секциями обмоток и приставленными зубцами, вид сбоку; на фиг.З - внутр-енний магнитопровод и одна часть (левая) внешнего маг- нитопровода; на фиг.4 - схема соединения секций первичной и вторичной .обмоток.

Трансформатор содержит витой с центральным прямоугольным вытянутым окном прямоугольной по форме внутренний магнитопровод 1, состыкованный и склеенный магнитным клеем из двух половин 2 и 3.

На двух стержнях этого магнито- провода расположены катушки 4, каждая из которых состоит из двух секций. Одна секция 5 принадлежит первичной обмотке 6-8, например ее фазе А-Х, а другая секция 9 - вторичной обмотке 10-18, например фазе а (10).

С двух противоположных торцов внутреннего магнитопровода через зуб цы 19 и 20 и немагнитные прокладки 21 и 22 примыкают две части 23 и 24 внешнего магнитопровода, необходимого для замыкания магнитного потока внутреннего магнитопровода. По объему, форме, способу навивки ст альной ленты сложенные торцами вместе обе части 23 и 24 внешнего магнитопровода абсолютно идентичны внутреннему магнитопроводу. Зубцы 19 выполнены с закругленными краями и шихтованные из листов электротехнической стали. Листы стали в зубцах после установки последних между магнитопроводами оказываются параллельными стенкам об разуемых с помощью этих зубцов пазов По форме вставные зубцы могут быть и без закруглений, т.е. в виде параллелепипедов, что несколько увеличивает их объем. По длине зубцы 19 на собственную их высоту больше, чем толщина навивки магнитопроводов

29834 1

При таком удлинении перенасьш1енных и недонасьшченных в магнитном отношении участков в зубцах не создается. Зубцы 20 располагаются за край5 ними катушками, размещенными на

стержнях внутреннего магнитопровода. Так как увеличение осевой длины магнитопровода является нежелательным, то длина зубцов 20 выполняется рав 0 ной толщине навивки-ярма магнитопровода, а их ширина определяется из условия равенства площадей поперечного сечения зубцов 19 и 20. Зубцы 20 также шихтуются из листов элек15 тротехнической стали, при этом листы стали в них после установки зубцов мезкду магнитопроводами располагаются перпендикулярно направлению навивки ярма магнитопровода.

20 На обращенных к торцам магнитопроводов противоположных сторонах зубцов 19 и 20 наклеиваются немагнитные прокладки 21 и 22, выполненные, например, из фторопласта 42 или

25 стеклотекстолита. Толщина прокладок выбирается небольшой 0,1-0,5 мм, в зависимости от мощности трансформатора. Определяется она таким образом, чтобы суммарное магнитное сопротив30 ление двух последовательно включенных на пути потока прокладок было бы в 25-30 раз больше сопротивлений участков по стали внутреннего и внешнего магнитопроводов между со35 седними зубцами.

В правилах соединения секций обмоток обеспечивается известный для асинхронных электрических машин принцип. Здесь две Секции, лежащие

40 на противоположных сторонах магнитопровода, включаются электрически встречно и последовательно, они эквивалентны одной секции обмотки асин хронной машины. Секции первичной

45 трехфазной обмотки при компоновке фаз смещаются по зубцам с переходом

от одной фазы к другой на , а для вторичной девятифазной - на -д-.

Трансформатор работает следующим образом.

При включении первичной обмотки, соединенной в звезду или треугольник, под трехфазное напряжение в соот55 ветствующнх секциях катушек появля- ejcH трехфазный ток. Последний создает МДС и возбуждает магнитный поток. На фиг.З пунктирными линиями,а

10

15

20

также точками и крестиками в кружочках показано примерное направление силовых линий магнитного поля для одного из моментов времени. С течением времени кружочки (распределение поля) перемещаются по контуру торца магнитопровода от зубца к зубцу, по которым поток из внутреннего магнитопровода переходит во внешний и обратно. Создается бегущее по зубцам магнитное поле (правая часть внешнего магнитопровода ,не показана) . Бегущее по контуру торцов магнитное поле наводит в секциях вторичной обмотки многофазную ЭДС. Сдвиг фаз равномерный и равен 40 . При этом точность сдвига определяется, в основном, сопротивлениями немагнитных прокладок под зубцами, а поскольку они калиброваны, то сдвиг осуществляется достаточно точно с колебаниями не более ±5%. Даже длина участка магнитопровода мезкду зуб- не- влияет на равномерность фазового сдвига, так как его магнитное 25 сопротивление гораздо меньше сопротивления зубца и не оказывает сущест- венног о влияния на сдвиг и стык между двумя половинками внутреннего магнитопровода.

После предварительной шлифовки мест стыка и склеивания их под давлением магнитным клеем, например, на базе эпоксидной смолы и ферромагнитного наполнителя величина зазора в стыке не превышает 0,01-0,02 мм. Это в 10-20 раз меньше толщины не- магнитной прокладки. Учитывая, что площадь стыка значительно превышает площадь немагнитной прокладки под одним зубцом, магнитное сопротивление стыка меньше сопротивления зубца с двумя немагнитными прокладками в 50-40 раз. Это соотношение вполне достаточно для исключения влияния стыка на симметрию выходных многофазных напряжений и токов

трансформатора. .

Техническая реализация предлагаемой конструкции трансформатора не вызывает особых затруднений. Витые магнитопроводы освоены отечественной промыпшенностью. Сердечник в . них навивается из ленты электротехнической стали,в процессе навивки покрывается клеем, затем в горячем состоянии формуется и подвергается сушке до полного затвердева30

35

45

50

55

0

5

0

5

0

НИН клея. Далее внутренний магнито- провод разрезается на две половины, стыки шлифуются. Шлифовке подвергаются и примыкающие торцовые поверхности магнитопроводов. Отдельно за- готавливаются катушки из секций обмоток, заливаются компаундом. Шихтуется, склеивается, высушивается и шлифуется полоса, из которой затем вырубаются (нарезаются) зубцы. Можно шихтовать, склеивать и шлифовать калдый зубец в отдельности.

к зубцам приклеиваются немагнитные прокладки. Дпя этого отшлифованные противоположные торцы составленньпс вместе зубцов покрывают клеем, прижимают к полосам из тонкого немагнитного материала и под усилием сущат. После разрезания полосы между зубцами на сторонах зубцов, обращенных к торцам магнитопроводов, образуются немагнитные .прокладки. На внутреннем магнитопрово- де размещаются катушки, магнитопро- вод склеивается магнитным клеем. Катушки раздвигаются, .а между ними немагнитными прокладками к торцам обоих магнитопроводов вклеиваются зубцы. Трансформатор стягивается лентой через свободные торцы внешнего магнитопровода и ярма внутреннего магнитопровода, высушивается. По необходимой схеме соединяются секции обмоток.

Формула изобретения

Многофазный трансформатор, со- держащий внутренний и внешний прямоугольные магнитопроводы, отделенные один от другого немагнитной прокладкой и зубцами, катушки с секциями первичной и многофазной вторичной обмоток, отличающий- с я тем, что, с целью увеличения, мощности, приходящейся на единицу массы, внутренний и внешний магнитопроводы выполнены витыми с прямоугольным окном, причем внешний маг- нитопровод выполнен в виде двух частей, имеющих форму, .одинаковую с внутренним магнитопроводом, секции первичной и многофазной вторичной обмоток размещены на двух стержнях внутреннего магнитопровода, при этом внутренний магнитопровод с обмотками, размещен между двумя частями внешне-.

го магнитопровода, примыкающими к нему своими торцовыми поверхностями

Фиг.г

через зубцы и немагнитные прокладки на противоположных сторонах зубцов.

/1Толщина навивка /

С

L/

i9

20

/

21

/

пина зуУца

Изобретение относится к электропреобразовательной технике. Цель изобретения состоит в увеличении мощности, приходящейся на единицу массы. Трансформатор содержит витой с центральным прямоугольным вытянутым окном прямоугольный по форме внутренний магннтопровод 1, состыкованный из двух половин. На двух стержнях магнитопровода 1 расположе- ны катушки 4, каждая из которых состоит из двух секций. К двум противоположным торцам внутреннего магнитопровода через зубцы 19 и 20 и немагнитные прокладки примыкают дре части 23 и 24 внешнего магнитопровода, идентичные внутреннему магнитопрово- ду. При работе трансформатора сдвиг фаз в секциях вторичной обмотки равномерный, причем точность сдвига определяется, в основном, сопротивлениями немагнитных прокладок под зубцами, а поскольку они калиброваны,то сдвиг осуществляется достаточно точно. 4 ил. ffl кэ ю CD . f

fJ

Торец vatynu Sffeu/fteso/tffefftffno/yioMla

t, 1

Tb tttiffiff MoMfff tffvfftsa aSSi

Стыл

ТЬрец effy/rfftefffffto MatHumo/tpoSaffa

У А/

( Л

.1

Составитель И. Якимец Редактор Л. Гратилло Техред И.Попович Корректор А. Обручар

2455/52

Тираж 643 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно

-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,4

фиг Л