Трансформатор Советский патент 1988 года по МПК H01F27/24 

о

Изобретение касается конструкции трансформаторов питания радиоэлектронной аппаратуры. Целью изобретения является уменьшение тока холостого хода и расхода меди обмоток. Трансформатор содержит ярмо 1 и центральный стержень 3, выполненные из порошкового магнитомягкого материала. На центральный стержень 3 дополнительно установлен ферромагнитный элемент 2, навитый из ленты электротехнической стали. Обмотка 5 установлена на ферромагнитном Эv eмeнтe 3. Центральный стержень имеет диаметр 0,7-0,8 ширины ярма. 3 ил., 1 табл.

/г./

Изобретение относится к электротехнике и бытовой радиотехники, в частности к конструкциям трансформаторов питания радиоэлектронной аннаратуры, и может быть использовано в приборостроении и др. отраслях, в блоках питания малой и средней мош,ности.

Цель изобретения - уменьшение тока холостого хода и расхода меди для обмоток.

На фиг. 1 приведен трансформатор, вертикальный разрез; на фиг. 2 - то же, горизонтальный разрез; на фиг. 3 - вариант трансформатора с овальным сечением центрального стержня.

Трансформатор включает магнитопровод, состоящий из ярма 1 из магнитомягкого по- рошкового материала и центрального стержня 2, витого из ленты электротехнической стали, в центре которого расположен сердечник 3 из магнитомягкого норошкового материала. На центральный стержень установ- лена катушка 4 с обмоткой 5. Диаметр D центрального стержня 2 выполняется в пределах 0,7-0,8 от ширины А ярма (фиг. 1). Максимальный диаметр сердечника 3 определяется по условиях его промагничивания и составляет, например, при частоте 50 Гц и при магнитной проницаемости магнитного материала в нределах ,и (400-1000) соответственно 8-1,5 мм.

Трансформатор изготовляют следующим образом.

Ярмо 1 получают путем порошковой металлургии. На сердечник 3 навивают ленту из электротехнической стали, получая, таким образом, центральный стержень 2. Затем на центральный стержень надевают катушку 4 с обмоткой 5 и устанавливают его в предварительно нагретое до 80- 100°С ярмо 1, чтобы создать посадку под натягом.

Уменьшить ток холостого хода трансформатора с порошковым магнитопроводом можно уменьшением рабочей индукции до величин 0,8-0,95 Тл в.место 1,3-1,5 Тл у магнитопроводов из электротехнической стали.

Уменьшение рабочей индукции достигается увеличением сечения магнитопровода, т.е. выбором большего по размерам сердеч- ника. Это сопровождается увеличением размеров катушки и расхода меди.

Уменьшить ток холостого х ода трансформатора можно при использовании комбинированного магнитопровода: ярмо из но- рошкового материала, стержень меньшего сечения электротехнической стали. Стандартное прямоугольное сечение стержня не позволяет существенно уменьшить расход меди. Расход меди, уменьшается нри использовании стержня круглого или овального сечения. Такой стержень можно изготовить методом намотки из тонкой ленты электротехнической стали. Применение высококачественной текс

Q 5

0

5

0

туровои стали позволяет уменьшить наружный диаметр стержня по сравнению с размерами ярма.

В витом сердечнике имеется технологическое отверстие, что уменьшает эффективное сечение для магнитного потока. Для уменьшения тока холостого хода необходимо это отверстие заполнять магнитомягки.м материалом. Улучшается картина распределения магнитного поля при переходе от ярма в стержень. Условия охлаждения катушки улучшаются при наличии внутри витого стержня сердечника из хорошо тепло- проводящего материала. Уменьшение перегрева позволяет использовать более тонкий провод. Диаметр внутреннего порошкового сердечника определяется условиями полно- I O гфомагничивания прессованного порошкового материала при 50 Гц. Нри магнитной проницаемости ji 400 и удельном электросопротивлении р 10 мкОм.м (магни- тодиэлектрические или магнито.мягкие композиции материала) диаметр сердечника не должен превышать 8 мм, при (л 1000 и р 0,5 мк Ом.м (спеченные порошковые сплавы) составляет примерно 1,5 мм.

Порошковый материал ярма и сердечник должен иметь достаточно высокое электросопротивление для предотвращения короткого замыкания витог о из стали стержня. Выполнение этого условия и полного про.магничивания магнитопровода можно обеспечить использованием порошкового материала с изолируюн ей фазой (магнито- мягких композиционных .материалов).

Были испытаны трансформаторы с выходной мощностью 7 В-А. Наружный диа.метр стержня из электротехнической стали 18 мм, внутренний 4 мм. Ярма с шириной 18, 25 и 32 мм, а также внутренний сердечник стержня были спрессованы из железного порошка с добавлением 0,8% эпоксидного компаунда.

Результаты испытания приведены в таблице.

Из таблицы, а также теоретических расчетов следует, что уменьшение тока холостого хода и мощности потерь при увеличении ширины ярма происходит до тех пор, когда уменьп ение тока за счет уменьшения индукции компенсируется увеличением потерь на перемагничнвание в сердечнике за счет увеличения его массы. Опти.маль- ным является соотношение Д/А 0,7- 0,8. При использовании стержня круглой формы масса обмоток для трансформатора с мощностью 7 В А уменьшился на 25%.

Преимущество предлагаемого трансформатора заключается в уменьшении тока холостого хода и расхода меди, отсутствии конструктивных деталей для закрепления сердечников трансформатора, а также в уменьшении трудоемкости изготовления магнитопровода в 3-4 раза по сравнению с применением электротехнической стали.

Формула изобретения

Трансформатор, содержащий магнито- провод, имеющий ярмо прямоугольного сечения и центральный стержень, изготовленные из порошкового магнитомягкого матеТок холостого хода, мА

Потребляемая из сети мощность при номинальнойнагрузке, Вт

риала, обмотку, расположенную на центральном стержне, отличающийся тем, что, с целью уменьшения тока холостого хода и расхода меди, он снабжен дополнительным ферромагнитным элементом, выполненным витым из электротехнической стали, установленным на центральный стержень, диаметр которого составляет 0,7-0.8 ширины ярма.

25

29

9,5

10, 1

.

фаг.З