Силовой трехфазный трансформатор с симметричной пространственной магнитной системой Советский патент 1992 года по МПК H01F27/28 

Фиг.2Изобретение относится к области электротехники, в частности к силовым трансформаторам, и может быть использовано в технологических процессах термообработки деталей, а также для нагрева металлических прутков и намотки из них мощных пружин.

Известен силовой трансформатор, содержащий высоковольтную и низковольтную катушки. Все секции низковольтной катушки соединены между собой параллельно.

Однако этот трансформатор обладает низкой надежностью и не может быть использован в технологических процессах термообработки деталей.

Известен силовой трехфазный трансформатор с симметричной пространственной магнитной системой, содержащий стяжки ярем, магнитопровод со стержнями, катушки высокого и низкого напряжения.

Недостатком известной конструкции трансформатора является то, что он не мо-. жет быть использован в технологических процессах термообработки деталей, а также для нагрева металлических прутков для навивки из них нагорячо мощных пружин, поскольку не обеспечен интенсивный отбор тепла от катушки, из-за чего перегрев катушек может быть настолько сильным, что изоляция лакового покрытия намоточного провода и пленка пропиточного компаунда катушки разрушится и трансформатор выйдет из строя.

Известен также трансформатор с симметричной пространственной магнитной системой, содержащий магнитопровод со стержнями, высоковольтную и секционную низковольтную катушку, каждая из которых снабжена начальным и конечным выводами.

Конструкция этого трансформатора обладает весьма серьезными недостатками, а именно: повышенными габаритными размерами и увеличенным расходом намоточного провода. Это обстоятельство объясняется тем, что для того, чтобы увеличить рабочий ток в низковольтных катушках, необходимо увеличивать сечение намоточного провода, т.е. необходимо увеличивать его расход и габариты катушек и трансформатора в целом.

Вторым недостатком известной конструкции трансформатора является то, что не предусмотрен эффективный отвод тепла от катушек, из-за чего разрушается изоляция лакового покрытия намоточного провода и пленка пропиточного -компаунда катушек. Данный недостаток ограничивает применение конструкции трансформатора в технологических процессах термообработки деталей, и в частности, для нагрева металлических прутков для навивки из них нагорячо мощных пружин, пользующихся повышенным спросом в народном хозяйстве.

Целью изобретения является уменьшение габаритов и повышение надежности трансформатора в эксплуатации.

Сущность конструктивной схемы трансформатора заключается в снабжении ее перфорированными изоляционными шайбами, установленными между секциями низковольтной катушки и имеющими радиальные пазы,изоляционной гильзой, расположенной между высоковольтной и низковольтной катушками, и электропроводными шинами, соединенными с выводами секций низковольтной катушки, причем указанные секции выполнены тороидальными в виде многослойных дисков, толщина каждого диска равна толщине шайбы, а внутренний вывод каждого диска расположен в пазу нижней шайбы. При этом секции низковольтной катушки соединены между

собой параллельно.

На фиг.1 изображен общий вид трансформатора, продольный разрез; на фиг,2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.З - узел I на фиг.2; на фиг.4 - тонкостенная гильза; на

фиг.5 - перфорированная изоляционная шайба с радиальным пазом; на фиг.6 - сечение Б-Б на фиг.5; на фиг.7 - многослойное одновитковое тороидальное кольцо.

Трансформатор содержит магнитопровод со стержнями 1, высоковольтную 2 и секционную низковольтную 3 катушки, каждая секция которой снабжена начальным 4 и конечным 5 выводами, трансформатор снабжен перфорированными изоляционными шайбами б, установленными между секциями низковольтной катушки 3 и имеющими радиальные пазы 7, изоляционной гильзой 8, расположенной между высоковольтной 2 и низковольтной 3 катушками,

5 и электропроводными шинами 9, соединенными с выводами 4 и 5 секций низковольтной катушки 3, причем указанные секции выполнены тороидальными в виде многослойных дисков 10, толщина каждого диска

0 10 равна толщине шайбы б, а внутренний 4 вывод каждого диска 10 расположен в пазу 7 нижележащей шайбы. В трансформаторе секции низковольтной катушки 3 соединены между собой параллельно.

5 Технология сборки трансформатора заключается в следующем,

После окончания шихтовки пластин стержней с пластинами нижнего ярма маг- нитопровода 1, после сборки на стержнях

стяжного устройства 11 начинают сборку катушки высоковольтного напряжения 2.

Затем на высоковольтную катушку 2 устанавливают тонкостенную изоляционную гильзу 8, далее на нее монтируют поочередно перфорированные изоляционные шайбы 6 и унифицированные многослойные диски 10.

Многослойные диски 10 устанавливают так, чтобы вывод 4 начала его обмотки совпадал с радиальным пазом 7 шайбы 6, в котором данный вывод устанавливают так, чтобы не было перекосов и защемления. После выполнения этих работ, производят шихтовку пластин верхнего ярма 12 магнитол ро во да 1. Далее выводы 4 и 5 тороидальных многослойных дисков 10 закрепляют на шинах 9. Затем низковольтные катушки 3 между собой соединяют последовательно с помощью электропроводных шин 13. К двум свободным шинам 14 и 15 последовательно соединенных низковольтных катушек 3 с помощью перемычек подсоединяют нагрузку (на чертеже не показано). При эксплуатации трансформатора, например, в режиме нагрева технологической заготовки (прутка 30 мм, длиной 12 м) до температуры 850° за 6 мин с которой нагорячо навивают мощную пружину, выделяется энергия в низковольтной обмот.ке 1310000 Дж, сопровождающая мощным выделением тепла, которое необходимо отвести в окружающую среду.

Благодаря наличию в конструктивной схеме низковольтных катушек 3, перфорированных изоляционных шайб 6, контактирующих каждой стороной с унифицированными многослойными дисками, т.е. с торцовыми поверхностями дисков, созданы условия мощного вентиляционного эффекта, с помощью которого выделяемое

катушками 3 тепло весьма интенсивно отводится в окружающую среду и температура поверхности низковольтных катушек 3 составляет порядка 30°С, что вполне согласу- 5 ется с расчетными данными, соответствует долговечной и надежной эксплуатации изоляции намоточного провода и пропиточного компаунда катушек 3. Такмм образом, созданы условия, пр 1 которых изоляция намо- 10 точного провода и пленка пропиточного компаунда не разрушается и в катушках низкого напряжения 3 не происходит витко- вого замыкания.

Ф 6 р м у л а и з о б р е т е н и я 5 1. Силовой трехфазный трансформатор с симметричной пространственной магнитной системой, содержащий магнитопровод со стержнями, высоковольтную и секционную низковольтную катушки, каждая секция 0 которой снабжена начальным и конечным выводами, отличающийся тем, что, с целью уменьшения габаритов и повышения надежности в эксплуатации, трансформатор снабжен перфорированными изоляци- 5 онными шайбами, установленными между секциями .низковольтной катушки и имеющими радиальные пазы, изоляционной гильзой, расположенной между высоко- вольтной и низковольтной катушками, и 0 электропроводными шинами, соединенными с выводами секций низковольтной катушки, причем указанные секции выполнены тороидальными в виде многослойных дисков, толщина каждого диска 5 равна толщине шайбы, а внутренний вывод каждого диска расположен в пазу нижележащей шайбы.

2. Трансформатор по п. 1,отличающий с я тем, что секции низковольтной 0 катушки соединены между собой параллельно.

,V

Использование: в области электротехники. Сущность изобретения: устройство содержит трехфазный пространственный магнитопровод 1, высоковольтную катушку 2, низковольтную катушку 3, выполненную из многослойных дисков 10, разделенных перфорированными шайбами с радиальными пазами 7, изоляционную гильзу 8, расположенную между катушками 2 и 3 и электропроводные шины, к которым прикреплены выводы 4 и 5 дисков Щ внутренние выводы 4 расположены в радиальных пазах 7 шайб. Наличие перфорированных шайб улучшает охлаждение и позволяет уменьшить габариты, крепление выводов к шинам и упрощает конструкцию повышает надежность. 7 ил.

// Чфх

L8LAZ.il

Ј

5

Фиг. 6

Фиг. 7