Обмотка индукционного устройства Советский патент 1988 года по МПК H01F27/32 

NU

IsD IvD 1чЭ СЛ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в статических индукционных устройствах, например в силовых трансформаторах.

Цель изобретения - увеличение устой- чивости обмотки при коротких замыканиях и улучшение охлаждения обмотки.

На фиг. 1 приведена часть обмотки, в которой BepuiHHbi всех прокладок направлены в одну сторону, сечение; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - часть обмотки, в которой вершинь прокладок в с.межных каналах направлены в противоположные стороны, сечение; на фиг. 4 - сечение Б-Б на фиг. 3; на фиг. 5 - часть об- .мотки, в которой вершины прокладок в смеж- ны.х слоях, каждого канала направлены в противоположные стороны, сечение; на фиг. 6 - сечение В - В на фиг. 5; на фиг. 7 - модификация формы прокладки обмотки; на фиг. 8 - прокладка, составленная из двух отдельных частей-лучей; на фиг. 9 - про- кладка, смежная в осевом направлении с прокладкой, составленной из двух частей- лучей.

Обмотка индукционного устройства (фиг. 1 и 2) состоит из витков 1, разделенных в осевом направлении дистанци- руюшими прокладками 2, создающими радиальные охлаждаюпше каналы. Прокладки 2 имеют V-образную форму. Конец одного из лучей каждой прокладки соединен с проншв- ой рейкой 3, установленной на внутренней образующей обмотки, а конец второго луча соединен с прошивной рейкой 4, установленной па наружной образующей обмотки. Рейки 3 и 4 образуют из прокладок столбы-. Вершины прокладок расположены в сред- ней части радиальных каналов и обращень в одну сторону в окружном направлении.

Обмотка состоит из витков 1 (фиг. 3 и 4), разделенных в осевом направлении дистанцирующими прокладками 2 и 5. Эти прокладки соединены по концам лучей прошивными рейками 3 и 4. Прокладки 5 расположены в смежных в осевом направлении радиальных каналах по отношению к прокладкам 2. Вершины всех прокладок 2 обращены в одну сторону в окружном на- правлении, а вершины всех прокладок 5 - в противоположную сторону. Каждая прошивная рейка соединяет концы лучей одного столба прокладок 2 и одного столба про- 5. При этом каждый столб прокладок 2 перекрещивается с двумя соседни- ми столбами прокладок 5 и наоборот - каждый столб прокладок 5 перекрещивается с двумя столбами прокладок 2.

В обмотке (фиг. 5 и 6) дистанцирующие прокладки в каждом радиальном канале разбиты на два слоя. В первый слой входят прокладки 2, верншны которых обращены в одну сторону в окружном направлении, а во второй слой - прокладки 5,

0

5 о 5

5 0

5

0

вершины которых обращены в противоположную сторону.

Для повышения динамической стойкости прокладки могут быть скреплены между собой и с проводом, например при помощи лака, полимеризующегося при тер.мообра- ботке.

Недостатком обмоток, в которых вершины прокладок направлены в разные стороны (фиг. 3--6), является некоторое уменьще- ние суммарной опорной площади столбов прокладок, т. е. площади перекрещивания этих столбов между собой. При приведен-, ных на фиг. 4-6 размерах эта суммарная площадь составляет около 30% полной суммарной площади прокладок в одном слое.

Для увеличения суммарной опорной площади столбов могут быть использованы специальные прокладки, фор.ма которых приведена на фиг. 7. Такая прокладка имеет усеченную вершину, а концы лучей - в виде полок. Оси этих полок и усеченной час.и вершины прокладки направлены по радиусу обмотки. При использовании таких прокладок суммарная опорная площадь увеличивается до 70% полной суммарной площади прокладок одного слоя.

С целью упрощения технологии изготовления дистанцирующие прокладки могут быть составлены из двух отдельных частей - лучей б и 7 (фиг. 8 и 9). Часть-луч 6 имеет большую длину, чем часть-луч 7. На фиг. 8 и 9 показаны прокладки, размещаемые в смежных в осевом направлении слоях. Таким образом места стыков прокладок в смежных слоях перекрываются.

При протекании по обмотке трансформатора токов короткого замыкания она подвергается воздействию радиальных и осевых сжимающих сил. Нагрузка от радиальных сил равномерно распределена по окружности обмотки и апериодически изменяется во времени.

Под действием этой нагрузки провода обмотки приходят в колебательное движение в радиальном направлении. Если механические напряжения в проводах превышают некоторое критическое значение, то происходит потеря радиальной устойчивости обмотки, т. е. возникают существенные радиальные изгибные деформации провода.

Наибольшие остаточные радиальные изгибные деформации провода имеют место в пролетах между столбами прокладок по радиусу обмотки, вдоль которого площадь сечения провода минимальна. В местах соприкосновения провОлча со столбами прокладок под действием сил прессовки и осевых сил короткого замыкания происходит зажатие провода. Поэтому в таких местах изгибные радиальные деформации провода минимальны или вообще отсутствуют.

Радиальная устойчивость обмоток пр.и увеличении ширины пролета между столбами прокладок уменьшается, а при увеличении радиального размера провода возрастает по линейному закону.

В обмотке 1/-образная прокладка своей вершиной входит в радиальный канал.. При таком выполнении обмотки секторы последней, в которых для реализации радиальных изгибных деформаций провода вдоль радиуса обмотки необходимо преодолеть сопротивление провода и силы зажатия последнего в столбах .прокладок, существенно увеличиваются (фиг. 1, секторы занимают всю ок- ру.жность обмотки). Соответственно сужаются секторы обмотки, в которых для реализации радиальных изгибных деформаций провода вдоль радиуса обмотки необходимо преодолеть только сопротивление провода (фиг. 1, секторы отсутствуют). В первом приближении можно считать, что это эквивалентно уменьшению ширины пролета между столбами прокладок и некоторому увеличению радиального размера провода, что повышает радиальную устойчивость обмотки.

Поскольку вершины всех прокладок в одном слое обращены в одну сторону в окружном направлении, радиальная устойчивость обмотки становится более равномерной по окружности.

В обмотках (фиг. 3-6) для реализации радиальных изгибных деформаций провода требуется преодолеть не только сопротивление самого провода и сил зажатия его в столбах прокладок, а и сопротивление самих прокладок. Это еще более повышает радиальную устойчивость обмотки при коротких замыканиях. Кроме того, в таких обмотках из-за взаимодействия всех столблов прокладок между собой затрудняется полегание провода от действия осевых сжимающих сил, т. е. повышается и осевая устойчивость обмотки.

Дальнейшее повышение радиальной и осевой устойчивости обмотки может быть получено за счет усиления механической связи между столбами прокладок и проводом. Это достигается путем склейки прокладок между собой и с проводом.

Испытания моделей показывают, что радиальная устойчивость моделей предлагаемых обмоток выше, чем в моделях с традиционной формой прокладок, на 16% (фиг. 1 и 2), на,60% (фиг. 3 и 4) и на 90% (фиг. 5 и 6). При этом практически не меняется расход проводниковых и изоляционных материалов, а в технологии потребуются лишь новые штампы для изготовления прокладок.

Формула изобретения . Обмотка индукционного устройства, содержащая виткн. разделенные в осевом направлении слоями дистанцирующих прокладок К-образной формы, которые создают радиальные охлаждающие каналы и соединены прош ивны.ми рейками, образующи.ми из этих прокладок столбы, pacпpeдeлe iныe по окружности об.мстки, отличающаяся тём, что. с целью повышения динамической стойкос0 ти сбмотки при коротких замыканиях и улучшения охлаждения, у каждо прокладки конец одного луча соединен с прошивной рейкой, установленной на наружном диаметре обмотки, конец второго луча соединен

5 с прошивной рейкой, установленной на внутреннем диаметре обмотки, а вершина расположена в средней части радиалы-;()го ка нала, причем вершины всех прокладок в одном слое последних обращены в одну сторону в окружном направлен1 и.

0 2. Обмотка но п. 1, отличаюи аяся тем, что вершины все.ч прокладок во всех радиаль- Ь ЫХ кана.ча.х обращены в сторон} в окружном направлен.чи.

3.Обмотка по п. 1, отличающаяся тем, что 5 вершины прокладок, расположенных в сл;ежных, в осевом ь аправлении радиальных каналах, обращены в противоположные сторо ны, а каждая прошивная рейка соединяет концы лучей прокладок двух столбов, в iien- вом из которых вершины всех прокладил 0 обращены в одну сторону, а во втором - в противоположную сторону.

4.Обмотка по п. 1, отличающаяся тем, что 3 каждом радиальном канале вершины прокладок в одно.м слое последних обрангены в одну сторону, а в другом слое - в про5 тивоположную сторону, а каждая про пив- ная рейка соединяет концы лучей прок.га- док двух столбов, в первом из которых вершины всех прокладок обращены в одну сторону, а во втором - в противоположд ную сторону.

5.Об.мотка по пп. 1-4, отлинающаяс-- те.м, что у каждой прокладки вершина vce- чена, а концы .лучей выполнены в виде полок, причем оси этих полок и усеченной части вершины направлены по радпу .чкм

5 обмотки.

6.Обмотка по пп. 1-6, отличающаяся тем, что, с целью упрощения технологии изготовления прокладок, К-образная прокладка состоит из двух отдельных частей, нриче.м одна часть выпо,пнена д.линнее дру0 гой так, что место стыка частей одной прокладки перекрывается более длинной частью другой прокладки, смежной с первой в осевом направлении.

Ж

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в силовых трансформаторах. Целью изобретения является увеличение устойчивости обмотки при коротких замыканиях и улучшение охлаждения обмотки. Обмотка индукционного устройства состоит из витков 1, разделенных в осевом направлении дистанцирующими прокладками 2, создающими радиальные охлаждающие каналы. Прокладки 2 имеют V -об- разную форму. Конец одного из лучей каждой прокладки соедине н с прощивной рейкой 3, установленной на внутренней образующей обмотки, а конец второго луча соединен с пр01иивной рейкой 4, установленной на наружной образующей обмотки. Рейки 3 и 4 образуют из прокладок столбы. Верщины прокладок расположены в средней части радиальных каналов и обра(цены в одну сторону в окружно.м направлении. 5 з.п.ф-лы, 9 ил. У

J г J 7

-.1/ X

)

5

, л/

VV

.,, ;9 LIZ. J

5/

5

Л

Фиг. 6