Трансформатор Советский патент 1989 года по МПК H01F27/30 

сд

1чЭ 1C

СО

Изобретение относится к области электротермии, в частности к индукционному нагреву под закалку, и может быть использовано в составе I установок, предназначенных для тер- Мообработки машиностроительных дета- ;лей при индукционном нагреве.

Цель изобретения - улучшение мас согабаритных показателей трансформа- тора при одновременном повьш1ении ЮЩ.

На фиг.1 изображен один из возможных видов исполнения трансформатора, общий вид; на фиг.2 - то же, поперечный разрез.

Трансформатор состоит из первичной обмотки 1, выполненной из медной злектроиз олированной водоохлаждаемой трубки вторичной обмотки 2, выпол- ненной в виде полого медного водо охлалсдаемого круглого поперечного сечения тороида, выводов 3 первичной и выводов 4 вторичной обмоток. Витки первичной обмотки 1 параллельны по- верхности вторичной обмотки 2, соосны с ней относительно центральной оси 5 трансформатора и расположены по всему периметру 6 ее поперечного сечения. Ширина 7 витков первичной обмотки Ь. 1 выбрана переменной, зависящей от периметра 6 поперечного сечения II j вторичной обмотки 2, диаметра 8 поперечного сечения вторичной обмотки 2 (определяющего размера поперечного сечения вторичной обмотки d), диаметра 9 вторичной обмотки 2 (определяющего размера вторичной обмотки D) диаметра 10 витков первичной обмотки 1 (определяющий размер витков первич- |ной обмотки D ) в соответствии с вы- 1ражечием

Ъ |-4l - (0,2-0,45) К (1 - 2%

45

где К Di/di;

К1- - коэффициент трансформации. Трансформатор работает следующим образом,

- Переменньй ток от источника пита- НИН (не показан) подводится к выводам 50 -3 первичной обмотки 1 При протекании тока по первичной обмотке I вокруг нее создается электромагнитное поле, которое индуцирует во вторичной обмотке 2 токи, замыкающиеся через ин- 55 дуктор, подключенный к выводам 4. Первичная обмотка 1 выполнена из провода переменной ширины 7, кoтoJaaя

с о

5

0 5

увеличивается с ростом определяющего размера 10 витков первичной обмотки 1 в соответствии с указанным соотношением, в связи с чем величина тока обратного замыкания стремится к нулю, а потери во всех витках первичной обмотки остаются одинаковыми, что приводит к росту КПД,

При выводе оптимизирующего соотношения между периметром поперечного сечения вторичной обмотки, коэффициентом трансформации и шириной витков первичной обмотки принято, что отношение максимальной ширины витка первичной обмотки к минимальной составляет 1,5-2,0. Соотношение получено в результате математического моделирования предлагаемой конструкции трансформатора на ЭВМ с применением численных методов расчета. Основными критериями при расчете являлись достижение наилучших массогабаритных показателей и отсутствие токов обратного замыкания во вторичной обмотке.

Снижение потерь во вторичной обмотке, а следовательно, повьшление КПД трансформатора достигается разме- .щением витков первичной обмотки по всему периметру поперечного сечения вторичной обмотки, при этом полнее используется ее поверхность и снижается плотность индуцированных в ней токов, что естественно приводит к уменьшению потерь.

Формула изобретения

1,Трансформатор, содержащий водо- охлаждаемые объемную одновитковую вторичную обмотку, выполненную в виде витка с разрезом, и многовитко- вую первичную обмотку, расположенную соосно с вторичной обмоткой относительно центральной оси трансформатора, отличающий.ся тем, что, с целью улучшения массогабаритных показателей трансформатора при одновременном повьшении КПД, вторичная обмотка выполнена в виде полого витка кругового сечения, первичная обмотка выполнена в виде полых витков прямоугольного сечения с переменной шириной отдельных витков и размещена по всему периметру поперечного сечения вторичной обмотки с постоянным зазором между соседними витками.

2,Трансформатор по п.1, о т л и - ч щ и и с я тем, что ширина каждого витка первичной обмотки выбрана в соответствии с соотношением

ni

1 1 - (0,2-0,45) К (1 - ),

где bjij - ширина N-ro витка первичной

обмотки, м;

II2 - периметр поперечного сечения вторичной обмотки, м;

коэффициент трансформации;

размер попереч ного сечения вторичной обмотки, м; определяющий размер N-ro

витка, м;

определяющий размер вторичной, обмотки, м.

Изобретение касается индукционного нагрева. Цель изобретения - улучшение массогабаритных показателей трансформатора при одновременном повышении К.П.Д. Трансформатор состоит из первичной обмотки 1, выполненной из медной электроизолированной водоохлаждаемой трубки, вторичной обмотки 2, выполненной в виде полого тороида, выводов первичной и выводов вторичной обмоток, причем витки первичной обмотки 1 параллельны поверхности вторичной обмотки 2, соосны с ней относительно центральной оси трансформатора. Снижение потерь во вторичной обмотке, а следовательно, повышение К.П.Д. трансформатора достигается размещением витков первичной обмотки по всему периметру поперечного сечения вторичной обмотки. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

Фиг.1