Шихтованный магнитопровод трансформатора Советский патент 1980 года по МПК H01F27/24 

Изобретение относится к трансформаторостроению и может быть использовано при сборке шихтованных магнитопроводов. Известны шихтованные магнитопроводы трансформатора с косыми стыками пластин 1. Недостатком такого магнитопровода является сложность пластин, из которых шихтуется магнитопровод, и сложность его сборки. Известен также шихтованный магнитопровод трансформатора, содержаш,ий пластины с косыми срезами под углом 45°, стыки которых рассредоточены и расположены в угловык и Т-образных зонах магнитопровода 2. В этом устройстве в месте соединения пластин стержней и ярма имеется дополнительная небольшая пластина, стороны которой параллельны срезу пластин стержней и ярма. Эта пластина сварена одной стороной с пластиной стержня или ярма, а другой стороной стыкуется с соответствуюшей пластиной ярма или стержня. Угловые пластины попеременно сварены в одном слое с пластиной ярма, а в другом с пластиной стержня и смеш,ены одна OTносительно другой, благодаря чему получается соединение внахлестку. Ферромагнитный материал угловой пластины имеет ориентацию вдоль коротких сторон пластины. Недостатками известного магнитопровода являются сложность формы угловой пластины и необходимость сварки с соответствующими пластинами стержней и ярма, сложность сборки для обеспечения перекрытия стыков, трудность обеспечения в месте сварки нужной толшины пластины при надежной механической и магнитной связи, без нарушения электрической изоляции пластин. Кроме того, в области внутреннего угла остаются треугольные области, не заполненные сталью, а именно здесь наблюдаются самые высокие индукции и поля рассеяния, что вызывает большие потери в магнитопроводе. Цель изобретения - снижение потерь в магнитопроводе и упрощение его сборки. Указанная цель достигается тем, что в шихтованном магнитопроводе трансформатора, содержащем пластины с косыми срезами под углом 45°, стыки которых рассредоточены и расположены в угловых и Т-образных зонах магнитопровода, в угловые зоны введены пластины в виде прямоугольных треугольников, а в Т-образные зоны введены пластины в виде равнобедренной трапеции с углами у основания, равными 45°, перекрывающие пластины стержня и ярма и заполняющие часть внутренних углов магнитопровода.

Шихтовка состоит из двух слоев, один из которых собирается из простых пластин стержней и ярма с косым стыком под углом 45°. Второй слой использует указанную треугольную и трапецеидальную пластины, совместно со срезанными под углом 45° пластинами стержней и ярма. При этом образуются все косые стыки. Преимущество косого стыка л том, что поток, проходя через стык перпендикулярно стыку, создает индукцию в стыке в уЗ 1,41 раза меньшую, чем индукция стержня, так как сечение косого стыка является гипотенузой, а сечение стержня катетом прямоугольного равнобедренного треугольника. Их сечения и отличаются в 1,41 , а следовательно и индукции при одном и том же потоке. Индукция везде совпадает с направлением проката. С целью снижения локальной индукции во внутреннем углу сердечника в отличие от известного, где образуются незаполненные сталью треугольники делается заполнение угла сталью, за счет увеличения размеров треугольника, что обеспечивает большую жесткость соединений. Кроме того, при сборке можно применить смещение пластин в направлении, параллельном стержню при сохранении сечения стержней, что позволяет рассредоточить стык и снизить магнитное напряжение на нем.

На фиг. 1 схематически изображена шихтовка в угловой зоне; на фиг. 2 - шихтовка трехфазного магнитопровода, два слоя которой показаны сплошной и пунктирной линиями, соответственно.

Предлагаемая шихтовка в угловой зоне для двух слоев, которь1е чередуются при сборке. При этом используются пластины двух видов, пластина 1 стержня или ярма шириной а, имеющая ориентацию проката вдоль большей стороны, край которой срезан под углом 45°, дополнительная 2 угловая треугольная пластина с ориентацией проката вдоль большой стороны, меньшая сторона которой имеет длину 2 -а + Л. Размер Д характеризует величину заполнения угла. Стрелки на пластинах 1 и 2 показывают ориентацию проката.

Шихтовка трехфазного магнитопровода. с использованием треугольников в угловой

зоне и трапеций в Т-образном соединении среднего стержня с заполненными внутренними углами состоит из двух слоев, которые чередуются при сборке. Первый слой показан сплошными линиями, а второй слой показан пунктирными. При этом используются пластины трех видов. Пластина 3 имеет вид трапеции, полученной из пластины 2 путем среза части прямого угла. Стрелка слева указывает направление смещение слоев, для рассредоточения стыков.

На приведенных фигурах видно, что сечение косых стыков в V2 1,41 раза больше, чем сечение стержня, и поэтому в косом стыке индукция в 1,41 раза меньше. Это совместно с применением угловых пластин с ориентированным прокатом снижает магнитное напряжение на угловой зоне и потери в стали магнитопровода. Заполнение внутренних углов сердечника сталью снижает локальную индукцию в углу. Смещение попарно слоев шихтовки позволяет рассредоточить стыки. Это позволяет снизить магнитное напряжение на угловой зоне при заданной индукции по сравнению, например, с прямым стыком в два раза (при индукции 1.6 Т). Уменьшение магнитного напряжения на угловой зоне ведет к снижению тока холостого хода, так как основная часть ампервитков падает именно в угловой зоне. Уменьшаются потери в стали сердечника.

Формула изобретения

Шихтованный магнитопровод трансформатора, содержащий пластины с косыми срезами под углом 45°, стыки которых рассредоточены и расположены в угловых и Т-образных зонах магнитопровода, отличающийся тем, что, с целью снижения потерь и упрощения сборки, в угловые зоны введены пластины в виде прямоугольных треугольников с направлением проката вдоль большей стороны, а в Т-образные зоны введены пластины в виде равнобедренной трапеции с углами у основания, равными 45°, перекрывающие пластины стержня и ярма и заполняющие часть внутренних углов магнитопровода.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент Великобритании № 907827, кл. 38 (2) Т, 1962.

2. Патент Великобритании № 900539, кл. 38 (2) Т, 1962. ,

i

Слой А

Фиг, 1,

- направлеше cMeiqeHHH

Фиг 2