Стыкованный магнитопровод и способ сборки его Советский патент 1982 года по МПК H01F3/02 H01F27/24 H01F41/02 

I

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в трансформаторостроении, например при осуществлении комплексных исследований мощных индукционных аппаратов новой разработки-.

Извectны стыкованные магнитопроводы, в которых ярма и стержни соединяются между .собой встык через изоляционную прокладку L11.

Основным недостатком стыковой конструкции является повышенная намагничивающая мощность, необходимая на преодоление сопротивления зазора в стыке. Поэтому стыкованные магнитопроводы нашли применение главным образом в маломощных трансформаторах, в которых можно обеспечить .относительно небольшую величину зазора в стыке, а повышенная намагничивающая мощность по условиям эксплуатации не имеет практического значения.

В крупных магнитопроводах технологические допуски на изготовление

В несколько раз превышают допуски на изготовление малых магнитопроводов, обеспечить минимальную величину зазора известными средствами практи чески невозможно. Длина пластин, составляющих магнитопровод мощных индукционных аппаратов, достигает 5000 мм. Получают такие пластины путем раскроя рулонной электротехнической стали на дисковых ножницах, а при реза10нии дисковыми ножами пластины приобретают определенную саблевидность (криволинейность продольных кромок), которая тем более выражена, чем больше длина пластины. Неизбежна также

15 и некоторая косина торцовых кромок.

Большая величина зазора до мм в стыках приводит к резкому возрастанию намагничивающей мощности, а для ее компенсации в энергоустановках требуются значительные затраты, в связи с чем в индукционных аппаратах промышленного назначения получила признание шихтованная конструкция магнитопроводов. Для комплексных исследований новых разработок мощных индукционных аппаратов использование шихтованной конструкции магнитопровода экономически нецелесообразно. При указанных исследованиях требуется многократно насаживать и снимать обмотки в связи с чем надо соответственно число раз расшихтовывать и снова шихтовать верхнее ярмо, что весьма трудоемко и требует значительных затрат труда и времени. Кроме того, многократная перешихтовка приводит к деформации пластин и нарушению их изоляционного покрытия, вследствие чего их периоди чески необходима заменять новыми, а это составляет десятки тонн дорогостоящей электротехнической стали. Таким образом, стыкованная конструкция магнитопровода в мощных транс форматорах экономически целесообразна только в специальных трансформаторах, которые по своему назначению требуют многократной разборки и сборки , например в крупномасштабных моде лях мощных трансформаторов для проведения комплексных исследовательских работ. Наиболее близкой к п|эедлагаемой по технической сущности является кон струкция стыкованного магнитопровода содержащая стержни и ярма, соединенные встык через изоляционную проклад ку. Стержни и ярма набраны из одинаковых по длине пластин (пакетов плас тин) одинаковой или различной ширины 2. Эта конструкция имеет значительную величину зазоров в стыках и пригодна лишь для аппаратов малой мощности. Для использования в мощных индукционных апг1аратах, в т.ч. для комплексных исследований, известная конструкция неприемлема. Известен способ сборки магнитопровода стыкованной конструкции, заключающийся в том, что пластины элек ротехнической стали, соответствующие длине элемента конструкции (ярма или стержня) , укладывают одну на другую в пакет до требуемой его толщины, зате опрессовывают и стягивают известными средствами, например бандажами. Полу ченные элементы соединяют в единую конструкцию, состыковывая ярма с тор цами стержней, помещая в зазорах сты ков изоляционную прокладку и скреп94 ляют между собой с помощью известных средств. Этот способ пригоден для сборки стыкованных магнитопроводов, используемых в индукционных аппаратах малой мощности 2. Для сборки стыкованных магнитопроводов, используемых при комплексных исследованиях мощных индукционных аппаратов, данный способ неприемлим. При значительной длине (свыше 3 м) пластин, имеющих саблевидность (непрямолинейность) боковых кромок до 2 мм и косину торцов, в стыках элементов конструкции образуется до мм зазор, недопустимый в магнитопроводзх мощных индукционных аппаратов, так как при большой величинезазоров для возбуждения магнитопровода требуется большая величина намагничивающей мощности, обеспечить которую известное оборудование не может. Цель изобретения - снижение величины намагничивающей мощности за счет уменьшения зазора между стержнями и ярмами. Поставленная цель достигается тем, что каждый слой .стержней стыкованного магнитопровода состоит из трех различных по длине пластин, расположенных вдоль стержня таким образом, что более короткие находятся по концам наиболее длинной пластины и свободной поперечной кромкой примыкают к ярмовым пластинам, количество которых в слое ярма соответствует количеству стержней, причем одна из концевых пластин короче остальных, а стыки торцов их расположены в промежутках между стержнями, при этом порядок расположения пластин в каждом последующем слое стержней и ярм обратный порядку расположения их в предыдущем слое. Выполняется указанный магнитопровод способом, включающим формирование стержней и ярм путем послойной укладки пластин в пакеты с последующей опрессовкой и стяжкой последних и сочленение их встык с установкой изоляционной прокладки в зазоре, на линии стыка стержней и ярм устанавливают соответственно количеству стержней по паре технологических упоров так,чтобы составляющие пару упоры располагались симметрично относи-тельно оси стержня, после чего формируют ярма, укладывая пластины в слоях таким образом, чтобы обращенная внутрь продольная кромка вплотну прилегала к упорам, чередуя порядок расположения пластин в каждом последующем слое относительно предыдущего слоя, затем собирают стержни укладывая в каждом слое сначала концевые (меньшие) пластины торцами , вплотную к ярмовым пластинам, а между ними располагают среднюю наиболее длинную пластину, обеспечивая че редование порядка расположения пластин в каждом из последующих слоев от носительно предыдущего слоя. На фиг. 1 и 2 показано два смежны слоя предлагаемого стыкованного ма1- нитопровода; на фиг. 3 расположение технологических упоров (в плане по отношении к стержневым и ярмовым пластинам при увеличенной непрямолинейности кромок пластин) ; на фиг.4 операция укладки ярмовых пластин под упоры; на фиг. 5 операция укладки стержнеЪых пластин после окончания сборки ярм.о Стыкованный магнитопровод состоит из множества слоев пластин, образующих вертикальные стержни и горизонтальные ярма. Стержни и ярма соединяются между собой встык по плоскости через изоляционную прокладку 1. Каждый слой стержневых пакетов состоит из трех отличающихся по длине пластин . Более короткие пластины 2 и 3 поперечными кромками вплотную примыкают к ярмовым пластинам. Длинная пластина расположена с зазором между дву мя короткими. Каждый слой ярмовых пакетов по длине состоит из нескольких пластин 5-7 число которых соответствует чис лу стержней. Стыки пластин расположены в промежутках между стержнями и в смежных слоях взаимно смещены, т.е. порядок расположения пластин в каждом последующем слое противоположен порядку расположения их в предыдущем слое. Сборку магнитопровода производят в горизонтальном положении на специальном столе, на котором производится сборка обычных магнитопрос одов шихтованной конструкции. Начинают сборку с установки вертикальных технологических упоров 8. Они устанавливаются парами соответственно количеству стержней на линии 9 (фиг. 3) стыка их с ярмами так чтобы рабочая поверхность 10 (фиг.) совпадала с указанной линией стыка. Составляющие каждую пару упоры 8 располагают симметрично относительно оси стержня на расстоянии друг от друга, не превышающем ширину (диаметр) стержня. После установки упоров формируют пакеты ярм путем послойной укладки пластин 5-7 так, чтобы продольная кромка их, обращенная внутрь конструкции, вплотную прилегала к рабочей поверхности упоров 8, а порядок расположения пластин в каждом последующем слое был обратным порядку расположения их в предыдущем слое. Затем уооры 8 снимают и собирают стержни путем послойной укладки пластин 2-. В каждом слое стержня в первую очередь укладывают короткие пластины 2 и 3 поперечными кромками вплотную к плоскости ярм (к ярмовым пластинам) . Длинную стержневую пластину k укладывает в промежутке между двумя короткими. В смежных слоях стержня короткие пластины 2 и 3 чередуют (меняют местами) для обеспечения перекрытия промежуточных стыков в стержне, т.е. осу«цествляют гюрядок расположения пластин в каждом после дующем слое, обратный порядку расположения их в предыдущем слое. Конструктивные особенности магнитопровода, позволяющие укладывать каждую пластину вплотную к двум упорам, обеспечивают хорошее качество плоскости ярма в местах стыковки со стержнем. Отклонение от плоскости определяется величиной непрямолинейности кромки. П{м расстоянии между парой упоров около метра величина неплоскостности определяется величиной кривизны кромки пластин и по существующим стандартам составляет доли миллиметра. Короткие стержневые пластины имеют незначительные отклонения от прямого угла, поэтому при стыковке их вплотную к пластинам ярма отклонение от оси стержня также незначительно. Величина зазора между пластинами стержня и ярма колеблется от нуля др величины кривизны 1кромки ярмовой пластины. Усредненная величина зазора составляет половину допуска на непрямолинейность кромки ярмовых пластин. Для участка пластины длиной около метра величина отклонения кромки от прямолинейности составляет

0,6 мм. Средняя величина зазора соответственно будет равна порядка 0,3 мм.

Использование изобретения обеспечивает снижение намагничивающей мощности за счет уменьшения величины зазора между стержнями и ярмами до величины, измеряемой долями миллиметра.

Стыкованная конструкция магнитепровода позволяет также регулировать межосевые расстояния между стержнями Это дает возможность провести весь комплекс исследований на одном магнитопроводе. Кроме этого, предлагаемая стыкованная конструкция магнитопровода значительно упрощает операции сборки и разборки при проведении комплекса исследований.

Формула изобретения

1. Стыкованный магнитопровод, состоящий из множества слоев пластин, образующих стержни и ярма, соединенные между собой встык, с изоляционной прокалдкой в зазоре, отличающийся тем, что, с целью снижения намагничивающей мощности за счет уменьшения зазора между стернями и ярмами, каждый слой стержней состоит из трех различных по длине пластин, расположенных вдоль стержня таким образом, что более короткие на ходятся по концам наиболее длинной пластин и свободной поперечной кромкой примыкают к ярмовым пластинам, количество которых в слое ярма соответствует количеству стержней, причем одна из концевых пластин короче остальных, а стыки торцов их расположены в промежутках между стержнями при этом порядок расположения пластин в каждом последующем слое стержней и ярм обратный порядку расположения их в предыдущем слое.

2. Способ сборки стыкованного магнитопровода, включающий формирование стержней и ярм путем послойной укладки пластин в пакеты в последующей опрессовкой и стяжкой последних и сочленение их встык с установкой изоляционной прокладки в зазоре, отличающийся тем, что на линии стыка стержней с ярмами устанавливают соответственно количеству стержней по паре технологических упоров так, чтобы составляющие пару упоры располагались симметрично относительно оси стержня, после чего формируют ярма, укладывая пластины в слоях таким образом, чтобы обращенная внутрь продольная кромка вплотную прилегала к упорам, чередуя порядок расположения пластин в каждом последующем слое относительно предыдущего слоя, затем собирают стержни; укладывая в каждом слое сначала концевые (меньшие) пластины торцами вплотную к ярмооым пластинам, а между ними располагают наиболее длинную пластину, обеспечивая в каждом из последующих слоев чередование порядка расположения их относительно предыдущего слоя. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1 . ОСТ 1б.686. 2б-7б.

2. Петров Г.Н. Трансформаторы, 193, с. , фиг. 168.

к

ю

7 5

ю

8

7

Фиг. If.

7 5

1 $

ff if ifФиг.б