Использование: относится к электротехнике и может быть использовано, например, в измерительной аппаратуре, аппаратах для контактной сварки, для испытаний, наладки и проверки токовых защит и токовых расцепителей защитной аппаратуры электрооборудования. Сущность: в трансформаторе, содержащем магнитопровод, размещены две обмотки, одна из которых выполнена многожильной, участки многожильной обмотки, уложенные в окна магнитопровода, выполнены прессованными с изменяющейся формой сечения на своем протяжении. Кроме того, в трансформаторе с тороидальным сердечником участки многожильной обмотки, уложенные на внешней стороне тора, выполнены прессованными. Кроме того, данный трансформатор имеет, по крайней мере, один протяженный вдоль второй обмотки канал охлаждения, повторяющий направление проводников. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.
1. Трансформатор, содержащий магнитопровод, на котором размещены две обмотки, одна из которых выполнена многожильной, отличающийся тем, что многожильная обмотка выполнена прессованной на участках, уложенных внутри магнитопровода, и с изменяющейся формой сечения на своем протяжении. 2. Трансформатор по п.1, отличающийся тем, что участки многожильной обомотки, уложенные внутри тора, имеют в сечении форму трапеции, сужающейся к центру тора. 3. Трансформатор по п.1, отличающийся тем, что он содержит протяженный вдоль многожильной обмотки по крайней мере один канал охлаждения.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано, например, в измерительной аппаратуре, аппаратах контактной сварки, для испытаний токовых расцепителей защитной аппаратуры. Известен трансформатор, содержащий тороидальный сердечник, первичную и вторичную обмотку, которая выполнена в виде составного контейнера из цилиндра и дисков (см. а.с. N 431561, кл. Н 01 F 27/26, от 1972 г.). Однако известное устройство не отличается достаточно высокой удельной мощностью и простотой конструкции из-за сложности обеспечения электрического соединения составных частей контейнера. Известен трансформатор для электрической контактной сварки, содержащий литую вторичную обмотку (см. Рыськова З.А. и др. "Трансформатор для электрической контактной сварки", Л. Энергоиздат, 1990 г. с. 78). Недостатком этого известного устройства является использование медного провода с жаростойкой изоляцией для первичной обмотки и относительно сложная технология выполнения вторичной обмотки. По технической сущности наиболее близким к предлагаемому является трансформатор, содержащий магнитопровод, на котором размещены две обмотки, одна из которых выполнена многожильной (см. а.с. N 1262579, кл. Н 01 F 27/28, от 1983 г.). Недостатком этой конструкции трансформатора является относительно невысокая удельная мощность, которая определяется площадью токоведущих частей вторичной обмотки и не является оптимальной. Кроме того, габариты и вес известного трансформатора относительно велики. Техническим результатом является повышение удельной мощности за счет уменьшения потерь и снижения веса устройства. Достигается это тем, что в трансформаторе, содержащем магнитопровод, на котором размещены две обмотки, одна из которых выполнена многожильной, многожильная обмотка выполнена прессованной на участках, уложенных внутри магнитопровода, и с изменяющейся формой сечения на своем протяжении, кроме того, участки многожильной обмотки, уложенные внутри тора, имеют в сечении форму трапеции, сужающейся к центру тора, а также тем, что он содержит, по крайней мере, один канал охлаждения. Сущность изобретения заключается в том, что выполнение многожильной обмотки прессованной на участках, уложенных внутри магнитопровода, с изменяющейся формой сечения на своем протяжении, позволяет при том же размере магнитопровода и количестве витков обмотки увеличить полезную площадь сечения витка и снизить потери. Решение с указанной совокупностью признаков в научно-технической и патентной литературе не известно. Наличие изобретательского уровня данного решения в неочевидности получения эффекта от увеличения токоведущего сечения многожильного проводника при ограниченных размерах сечения магнитопровода. На фиг.1,2,3 представлен трансформатор в разрезе. Трансформатор содержит магнитопровод 1, как правило из электротехнической стали, со слоем изоляции, на которую уложена первая обмотка 2 из одножильного провода, которая может работать как в режиме первичной обмотки, так и в режиме вторичной. Поверх первой обмотки 2 уложена вторая обмотка 3 взятая из многожильного провода, а для большего заполнения отверстия магнитопровода опрессована на участках, уложенных внутри магнитопровода 1. Многожильная обмотка 3 выполнена с изменяющейся формой сечения на своем протяжении. Гибкие выводы 4 обмотки могут быть непосредственно подведены, например, к подвижным электродам сварочной машины. Для охлаждения обмоток 2 и 3 в трансформаторе вдоль многожильной обмотки 3 уложена медная трубка 5, образующая канал охлаждения. На фиг. 1 изображен трансформатор с прямоугольными окнами, собранный из Ш-образных пластин, с двумя витками вторичной обмотки 3, выполненной многожильной. Участки 6 многожильной обмотки 3, уложенные в окна магнитопровода 1, выполнены прессованными. Участки 7 многожильной обмотки 3 вне магнитопровода 1 выполнены также прессованными на входе и выходе из окон и непрессованными в местах поворота. Такая конструкция с изменяющейся формой сечения на своем протяжении позволяет иметь максимальное заполнение окон магнитопровода 1 активной частью проводника и хорошую технологичность при сборке, так как непрессованные участки обмотки 3 позволяют легко изгибать ее при намотке. На фиг.2 изображен трансформатор с тороидальным сердечником. Вторая обмотка 3, выполненная из многожильного проводника с переменным сечением на своем протяжении, имеет четыре витка. Участки 6, уложенные в отверстие тока восемью клинообразными секциями, выполнены прессованными. Участки 8, уложенные на внешней образующей тора, также выполнены прессованными и покрывают тор равномерным слоем, что обеспечивает магнитосцепление и минимальную длину второй обмотки 3. В различных вариантах исполнения участки 8 могут быть выполнены не прессованными, но обязательно веерообразными. На фиг.3 изображены сегменты разреза тороидального трансформатора. В первом варианте спрессованные участки 6,8 имеют в сечении форму трапеции, сужающуюся к центру тора. Во втором варианте сечения участков 6,8 имеют форму круга. Выполненная с изменяющейся формой сечения на своем протяжении вторая обмотка 3 позволит трансформатору иметь минимальные потери от активного сопротивления, так как она имеет максимальное сечение при данных габаритах и массе магнитопровода. Трансформатор имеет минимальное поле рассеяния магнитного потока за счет максимального сближения первой и второй обмоток и их относительного равномерного расположения друг от друга. Также трансформатор имеет во вторичной обмотке 3 минимальные потери от вихревых токов. Процесс намотки трансформатора осуществляется следующим образом. Берут пучок многожильной обмотки 3 и на предварительно рассчитанных ее участках, которые должны быть уложены внутри магнитопровода осуществляют прессование. Эту операцию можно осуществлять любым известным способом, например, путем сжатия на обычном гидравлическом прессе с помощью матрицы и пуансона по форме участка окна. После этого осуществляют процесс намотки. Пример. Был изготовлен трансформатор с магнитопроводом из электротехнической стали. Наружный диаметр магнитопровода 120 мм, внутренний 60 мм, высота 60 мм. Первая обмотка выполнена из провода круглого сечения, вторая обмотка выполнена из многожильного проводника и уложена четырьмя витками на первую обмотку. Мощность трансформатора составила 30 КВА при весе 7 кг. Таким образом, в предлагаемом устройстве обеспечивается повышенная удельная мощность за счет уменьшения потерь и снижения веса трансформатора.
