многофазный трансформатор (варианты) и способ его сборки

Формула изобретения

1. Многофазный трансформатор, содержащий средний витой кольцевой магнитопровод, выполненный из двух колец равной высоты, склеенных по торцовым нешлифованным поверхностям, на торцовые шлифованные поверхности которых наклеены шихтованные зубцы прямоугольной формы, два боковых витых кольцевых магнитопровода, шлифованных с одного торца, примыкающих этими шлифованными торцами к зубцам, трехфазную первичную обмотку, выполненную в виде катушек, и многофазную вторичную обмотку, уложенную в пазы между зубцами, отличающийся тем, что каждая из m фазных обмоток многофазной вторичной обмотки выполнена в виде одной катушки, при этом все катушки многофазной вторичной обмотки охватывают средний магнитопровод диаметрально, а каждая фазная обмотка трехфазной первичной обмотки выполнена в виде m/3 катушек, при этом одна катушка каждой фазы первичной обмотки охватывает средний магнитопровод диаметрально, а другие катушки той же фазы первичной обмотки охватывают средний магнитопровод по близлежащим хордам справа и слева от упомянутой диаметральной катушки.

2. Многофазный трансформатор по п.1, отличающийся тем, что первичная и вторичная обмотки выполнены многожильными, каждая из жил выполнена из провода одинакового сечения.

3. Многофазный трансформатор, содержащий средний витой кольцевой магнитопровод, выполненный из двух колец равной высоты, склеенных по торцовым нешлифованным поверхностям, на торцовые шлифованные поверхности которых наклеены шихтованные зубцы прямоугольной формы, два боковых витых кольцевых магнитопровода, шлифованных с одного торца, примыкающих этими шлифованными торцами к зубцам, трехфазную первичную обмотку, выполненную в виде катушек, и многофазную вторичную обмотку, уложенную в пазы между зубцами, отличающийся тем, что каждая из m фазных обмоток многофазной вторичной обмотки выполнена в виде одинаковых катушек, витки которых охватывают зубцы, а каждая фазная обмотка трехфазной первичной обмотки выполнена в виде m/3 катушек, при этом одна катушка каждой фазы первичной обмотки охватывает средний магнитопровод диаметрально, а другие катушки той же фазы первичной обмотки охватывают средний магнитопровод по близлежащим хордам справа и слева от упомянутой диаметральной катушки.

4. Многофазный трансформатор по п.3, отличающийся тем, что первичная и вторичная обмотки выполнены многожильными, каждая из жил выполнена из провода одинакового сечения.

5. Способ сборки многофазного трансформатора, включающий этап наклеивания зубцов на средний кольцевой магнитопровод и этап размещения трехфазной первичной обмотки на упомянутом магнитопроводе, отличающийся тем, что трехфазную первичную обмотку предварительно изготавливают в виде катушек, каждый виток которых имеет форму четырехугольника, две противолежащие стороны которого прямые, а две другие противолежащие стороны - дугообразные, выгнутые от центра упомянутого четырехугольника, при этом наклеивание зубцов на упомянутый магнитопровод производят после размещения на нем катушек трехфазной первичной обмотки, а размещение упомянутых катушек на упомянутом магнитопроводе включает по крайней мере этап, на котором каждую катушку поочередно заводят сбоку магнитопровода и продвигают ее до требуемого положения.

6. Способ по п.5, отличающийся тем, что катушки первичной обмотки изготавливают с помощью шаблона, имеющего намоточную поверхность и борта, по крайней мере один из которых выполнен съемным.

7. Способ по п.5, отличающийся тем, что для каждой фазы трехфазной первичной обмотки изготавливают m/3 катушек, где m - число фаз вторичной обмотки многофазного трансформатора, при этом катушки каждой фазы ориентируют так, чтобы витки одной катушки охватывали средний магнитопровод диаметрально, а витки других катушек охватывали средний магнитопровод параллельно упомянутым диаметральным виткам.

8. Способ по п.5, отличающийся тем, что катушки первичной обмотки ориентируют так, чтобы витки всех ее фаз охватывали средний магнитопровод диаметрально.

9. Способ по п.5, отличающийся тем, что наклеивание зубцов выполняют с помощью ферромагнитного клея.

10. Способ по п.5, отличающийся тем, что зубцы ориентируют так, чтобы плоскости соседних зубцов образовывали угол, определяемый по формуле = /m, где m - число фаз вторичной обмотки многофазного трансформатора, а витки первичной обмотки оказывались размещенными в пазах между зубцами.

11. Способ по п.5, отличающийся тем, что катушки вторичной многофазной обмотки выполняют аналогично катушкам первичной обмотки, при этом размещают катушки вторичной обмотки на среднем кольцевом магнитопроводе перед размещением на нем катушек первичной обмотки, для чего заводят поочередно каждую катушку сбоку упомянутого магнитопровода и продвигают ее в позицию, соответствующую диаметральному положению, после чего среднюю ее часть вдавливают в центральную полую область среднего магнитопровода.

12. Способ по п.11, отличающийся тем, что соседние катушки вторичной обмотки ориентируют относительно друг друга под углом, определяемым по формуле = /m, где m - число фаз вторичной обмотки трансформатора, с вершиной угла, расположенной на оси симметрии магнитопровода.

13. Способ по п.5, отличающийся тем, что вторичную многофазную обмотку выполняют в виде катушек, форма внутренней полости которых соответствует форме зубцов, при этом размещение катушек вторичной многофазной обмотки производят на зубцах после наклеивания зубцов на средний магнитопровод.

14. Способ по п.13, отличающийся тем, что катушки вторичной обмотки изготавливают с помощью шаблона, имеющего намоточную поверхность и борта, при этом намоточная поверхность соответствует форме поперечного сечения зубца, и по крайней мере один из бортов выполнен съемным.

15. Способ по п.5, отличающийся тем, что на завершающем этапе сборки трансформатора к торцам зубцов, противоположным приклеенным к среднему кольцевому магнитопроводу, прикладывают боковые витые кольцевые магнитопроводы, после чего собранный многофазный трансформатор скрепляют стяжками.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к трансформаторостроению и может быть использовано в многофазных статических преобразователях электрической энергии.

Известен многофазный трансформатор по патенту РФ на изобретение № 2115186 (МПК 6 H01F 30/14, Н02М 5/14, 1998 [1]), содержащий средний витой тороидальный магнитопровод с пазами на торцах, в которые уложены трехфазная первичная и многофазная вторичная обмотки, охватывающие его диаметрально. Два боковых витых тороидальных магнитопровода примыкают к торцам среднего магнитопровода через немагнитные прокладки.

Выполнение упомянутых пазов фрезерованием предопределяет высокие производственные энергозатраты, наличие безвозвратных отходов в стружку электротехнической стали и замыкание витков ленты магнитопровода по фрезерованным поверхностям, что в свою очередь приводит к увеличению потерь энергии в магнитопроводе на вихревые токи.

Конструкция зубцов, в которых направление магнитного потока перпендикулярно направлению проката ленты электротехнической стали, приводит к повышенному сопротивлению магнитному потоку в зоне зубцов.

Недостатком указанного трансформатора является также диаметральное расположение фазных обмоток, на которые разделена первичная трехфазная обмотка. Это приводит к пересечению фазных обмоток на оси симметрии магнитопровода, что увеличивает суммарную высоту лобовых (торцевых) частей обмоток. Указанное, в свою очередь, приводит к необходимости увеличения высоты зубцов, что приводит к повышенному расходу материалов.

Последний из недостатков устраняется в многофазном трансформаторе по патенту РФ на изобретение № 2125312 (МПК 6 H01F 30/14, Н02М 5/14, 1999 [2]), содержащем средний витой тороидальный магнитопровод, в пазах которого размещены трехфазная первичная и многофазная вторичная двухполюсные обмотки, и два боковых тороидальных магнитопровода, примыкающие к торцам среднего магнитопровода через немагнитные прокладки. Первичная обмотка выполнена распределенной двуслойной с укороченным шагом. Вторичная обмотка выполнена однослойной диаметральной.

Однако устранение этого недостатка достигается значительным усложнением конструкции первичной обмотки, что снижает технологичность трансформатора.

Кроме того, в указанном трансформаторе [2] сохраняются два другие недостатка, упомянутые для трансформатора [1].

Известна группа многофазных трансформаторов по патентам РФ на изобретения № 2187163 (МПК 7 H01F 30/14, 2002 [3]) и № 2218626 (МПК 7 H01F 30/14, 2003 [4]), содержащих средний витой кольцевой магнитопровод с охватывающими его трехфазной первичной и многофазной вторичной обмотками, и два боковых витых кольцевых магнитопровода без обмоток. Обмотки уложены в пазы между зубцами из листов холоднокатаной электротехнической стали, наклеенными на торцовые поверхности среднего витого кольцевого магнитопровода. Боковые магнитопроводы примыкают к торцам зубцов, противоположным приклеенным к среднему магнитопроводу.

Недостатком указанных трансформаторов [3, 4] является конструкция среднего витого магнитопровода. Для уменьшения сопротивления магнитной цепи в местах примыкания зубцов к среднему магнитопроводу их соответствующие торцовые поверхности шлифуют. После шлифовки обеих торцовых поверхностей среднего магнитопровода торцы ленты электротехнической стали, из которой он выполнен, оказываются смятыми, что обуславливает их замыкание между собой, и приводит к снижению КПД трансформатора за счет увеличения потерь на вихревые токи в среднем магнитопроводе.

Другим недостатком указанных трансформаторов [3, 4] является выполнение обмоток охватывающими средний магнитопровод так, что их витки проходят через внутреннюю область этого магнитопровода - переплетены с ним. Это обуславливает сложность конструкции такого трансформатора.

Первый из упомянутых выше недостатков известных трансформаторов [3, 4] устранен в многофазном трансформаторе по патенту РФ на изобретение № 2246151 (H01F 30/14, 2003 [5]), содержащем средний витой кольцевой магнитопровод, выполненный из двух склеенных по торцовым не шлифованным поверхностям колец равной высоты с охватывающей его трехфазной первичной и многофазной вторичной обмотками, уложенными в пазы между шихтованными зубцами прямоугольной формы, наклеенными на его шлифованные торцовые поверхности, и два шлифованных с одного торца боковых витых кольцевых магнитопровода, примыкающих шлифованными торцами к зубцам.

Недостатком указанного трансформатора [5] является выполнение обмоток охватывающими средний магнитопровод так, что их витки переплетены с этим магнитопроводом. При этом зубцы установлены так, что ширина пазов между ними увеличивается от центра к периферии магнитопровода. Такая конструкция приводит тому, что поперечное сечение обмоточных секций оказывается переменным. Это приводит к невозможности механизации работ по изготовлению обмоток, переплетенных со средним магнитопроводом и уложенных в пазы между зубцами, так как отсутствуют намоточные станки, способные обеспечить выполнение обмоток требуемых габаритов и конфигурации непосредственно на магнитопроводе.

Указанный недостаток применительно к первичной обмотке устранен в многофазном трансформаторе по патенту РФ на изобретение № 2310939 (H01F 30/14, Н02М 5/14, 2007 [6]), содержащем:

- внутренний витой кольцевой магнитопровод, выполненный из двух колец равной высоты, склеенных по торцовым не шлифованным поверхностям;

- шихтованные зубцы прямоугольной формы, наклеенные на торцовые шлифованные поверхности упомянутых колец;

- два боковых витых кольцевых магнитопровода, шлифованных с одного торца, примыкающих этими шлифованными торцами к зубцам;

- трехфазную первичную обмотку, секции которой выполнены в виде одинаковых катушек, витки которых охватывают зубцы. Катушки соединены между собой в пределах каждой фазы последовательно таким образом, что величина магнитного потока, создаваемого ими во внутреннем магнитопроводе, равна сумме величин магнитных потоков, создаваемых ими в зубцах;

- многофазную вторичную обмотку, уложенную в пазы между зубцами и охватывающую внутренний магнитопровод.

Однако наряду с обеспечением повышения стабильности характеристик многофазного трансформатора [6] и повышения технологичности многофазного трансформатора при одновременном сохранении высокого значения КПД размещение катушек первичной обмотки на зубцах трансформатора приводит к повышению пульсаций напряжения на вторичных обмотках, что обуславливает некоторое снижение качества вторичного напряжения. Указанное обстоятельство является недостатком известного многофазного трансформатора [6].

Другим недостатком указанного трансформатора [6] является то, что его вторичная обмотка, как и для других известных трансформаторов [3, 4, 5], выполнена охватывающей средний магнитопровод так, что ее витки переплетены с этим магнитопроводом.

Указанный многофазный трансформатор [6] является по совокупности существенных признаков наиболее близким устройством того же назначения к заявляемому многофазному трансформатору.

Из уровня техники известны способы изготовления трансформаторов (а.с. СССР № 1022568, МПК 5 Н01В 19/00, H01F 19/00, 1994 г. [7], патент РФ на изобретение № 2240618, МПК 7 H01F 41/06, H01F 38/28, H01F 21/12, 2004 г. [8], [6], [1], [5]). Указанные способы включают этап намотки обмоток трансформатора непосредственно на магнитопровод, что является их недостатком. Наличие такого этапа в случае выполнения магнитопровода кольцевым приводит к отсутствию возможности механизации, усложняет способ изготовления трансформатора. В случае применения магнитопровода кольцевой формы с наклеенными на торцах зубцами указанный недостаток зачастую приводит к отрыву зубцов, что снижает технологичность способа [5].

Техническим результатом, обеспечиваемым заявляемым многофазным трансформатором по обоим вариантам, является повышение качества вторичного напряжения при одновременном повышении технологичности трансформатора и стабильности его характеристик.

Техническим результатом, обеспечиваемым заявляемым многофазным трансформатором по варианту 2, является повышенная ремонтопригодность трансформатора.

Техническим результатом, обеспечиваемым заявляемым способом сборки многофазного трансформатора, является упрощение способа, повышение степени его механизации, повышение технологичности.

Сущность многофазного трансформатора по варианту 1 состоит в том, что он содержит:

- средний витой кольцевой магнитопровод, выполненный из двух колец равной высоты, склеенных по торцовым не шлифованным поверхностям;

- шихтованные зубцы прямоугольной формы, наклеенные на торцовые шлифованные поверхности упомянутых колец;

- два боковых витых кольцевых магнитопровода, шлифованных с одного торца, примыкающих этими шлифованными торцами к зубцам;

- трехфазную первичную обмотку, выполненную в виде катушек;

- многофазную вторичную обмотку, уложенную в пазы между зубцами.

При этом:

- каждая из m фазных обмоток многофазной вторичной обмотки выполнена в виде одной катушки;

- все катушки многофазной вторичной обмотки охватывают средний магнитопровод диаметрально;

- каждая фазная обмотка трехфазной первичной обмотки выполнена в виде m/3 катушек;

- одна катушка каждой фазы первичной обмотки охватывает средний магнитопровод диаметрально;

- другие катушки той же фазы первичной обмотки охватывают средний магнитопровод по близлежащим хордам справа и слева от упомянутой диаметральной катушки.

Первичную и вторичную обмотки целесообразно выполнять многожильными так, чтобы каждая из жил была выполнена из провода одинакового сечения.

Сущность многофазного трансформатора по варианту 2 состоит в том, что он содержит:

- средний витой кольцевой магнитопровод, выполненный из двух колец равной высоты, склеенных по торцовым не шлифованным поверхностям;

- шихтованные зубцы прямоугольной формы, наклеенные на торцовые шлифованные поверхности упомянутых колец;

- два боковых витых кольцевых магнитопровода, шлифованных с одного торца, примыкающих этими шлифованными торцами к зубцам;

- трехфазную первичную обмотку, выполненную в виде катушек;

- многофазную вторичную обмотку, уложенную в пазы между зубцами.

При этом:

- каждая из m фазных обмоток многофазной вторичной обмотки выполнена в виде одинаковых катушек, витки которых охватывают зубцы;

- каждая фазная обмотка трехфазной первичной обмотки выполнена в виде m/3 катушек;

- одна катушка каждой фазы первичной обмотки охватывает средний магнитопровод диаметрально;

- другие катушки той же фазы первичной обмотки охватывают средний магнитопровод по близлежащим хордам справа и слева от упомянутой диаметральной катушки.

Первичную и вторичную обмотки целесообразно выполнять многожильными так, чтобы каждая из жил была выполнена из провода одинакового сечения.

Сущность способа сборки многофазного трансформатора состоит в том, что способ включает этап наклеивания зубцов на средний кольцевой магнитопровод, и этап размещения трехфазной первичной обмотки на упомянутом магнитопроводе. При этом:

- трехфазную первичную обмотку предварительно изготавливают в виде катушек, каждый виток которых имеет форму четырехугольника, две противолежащие стороны которого прямые, а две другие противолежащие стороны - дугообразные, выгнутые от центра упомянутого четырехугольника;

- наклеивание зубцов на упомянутый магнитопровод производят после размещения на нем катушек трехфазной первичной обмотки;

- размещение упомянутых катушек на упомянутом магнитопроводе включает по крайней мере этап, на котором каждую катушку поочередно заводят сбоку магнитопровода и продвигают ее до требуемого положения.

Катушки первичной обмотки предпочтительно изготавливают с помощью шаблона, имеющего намоточную поверхность и борта, по крайней мере один из которых выполнен съемным.

Для каждой фазы трехфазной первичной обмотки целесообразно изготавливать m/3 катушек, где m - число фаз вторичной обмотки многофазного трансформатора. При этом катушки каждой фазы следует ориентировать так, чтобы витки одной катушки охватывали средний магнитопровод диаметрально, а витки других катушек охватывали средний магнитопровод параллельно упомянутым диаметральным виткам.

Катушки первичной обмотки допустимо ориентировать так, чтобы витки всех ее фаз охватывали средний магнитопровод диаметрально.

Наклеивание зубцов возможно выполнять с помощью ферромагнитного клея.

Зубцы желательно ориентировать так, чтобы плоскости соседних зубцов образовывали угол, определяемый по формуле = /m, где m - число фаз вторичной обмотки многофазного трансформатора, а витки первичной обмотки оказывались размещенными в пазах между зубцами.

Катушки вторичной многофазной обмотки целесообразно выполнять аналогично катушкам первичной обмотки. При этом необходимо размещать катушки вторичной обмотки на среднем кольцевом магнитопроводе перед размещением на нем катушек первичной обмотки. Для этого заводят поочередно каждую катушку сбоку упомянутого магнитопровода и продвигают ее в позицию, соответствующую диаметральному положению, после чего среднюю ее часть вдавливают в центральную полую область среднего магнитопровода. Соседние катушки вторичной обмотки допустимо ориентировать друг относительно друга под углом, определяемым по формуле = /m, где m - число фаз вторичной обмотки трансформатора, с вершиной угла, расположенной на оси симметрии магнитопровода.

Вторичную многофазную обмотку возможно выполнять в виде катушек, форма внутренней полости которых соответствует форме зубцов. Эти катушки следует размещать на зубцах после наклеивания зубцов на средний магнитопровод.

Катушки вторичной обмотки желательно изготавливать с помощью шаблона, имеющего намоточную поверхность и борта. При этом намоточная поверхность должна соответствовать форме поперечного сечения зубца, и по крайней мере один из бортов должен быть выполнен съемным.

На завершающем этапе сборки трансформатора к торцам зубцов, противоположным приклеенным к среднему кольцевому магнитопроводу, прикладывают преимущественно боковые витые кольцевые магнитопроводы, после чего собранный многофазный трансформатор скрепляют, например, стяжками.

Сущность группы изобретений поясняется следующими графическими материалами.

На фигуре 1 показан общий вид многофазного трансформатора (пример девятифазного трансформатора - показана одна фазная обмотка); на фиг.2 - вид сбоку катушки первичной обмотки; на фиг.3 - общий вид шаблона для изготовления катушек; на фиг.4 - схема извлечения катушки из шаблона; на фиг.5 - схема упрощенного шаблона; на фиг.6 - схема начала этапа установки катушки на средний магнитопровод; на фиг.7 - схема этапа установки катушек на средний магнитопровод (установлено две катушки); на фиг.8 - схема установки зубцов.

Многофазный трансформатор по варианту 1 (фиг.1) содержит средний витой кольцевой магнитопровод (не обозначено), выполненный из двух одинаковых колец (1), склеенных между собой по торцовым не шлифованным поверхностям.

На среднем магнитопроводе размещены катушки (2, 3) трехфазной первичной обмотки и катушки m-фазной вторичной обмотки (не показаны).

Каждая фаза трехфазной первичной обмотки состоит из m/3 катушек, где m - число фаз вторичной обмотки трансформатора, m кратно трем. Одна катушка (2) каждой фазы первичной обмотки охватывает средний магнитопровод диаметрально. Другие катушки (3) той же фазы первичной обмотки охватывают средний магнитопровод по близлежащим хордам справа и слева от диаметральной катушки (2). При этом витки катушек (2, 3) одной и той же фазы первичной обмотки ориентированы параллельно друг другу.

Все катушки m-фазной вторичной обмотки охватывают средний магнитопровод диаметрально. Плоскости, в которых размещены катушки вторичной обмотки, пересекаются на оси симметрии трансформатора. Соседние упомянутые плоскости образуют угол, определяемый по формуле:

= /m,

где m - число фаз вторичной обмотки трансформатора.

С целью унификации используемого провода для изготовления катушек первичной и вторичной обмоток трансформатора эти катушки предпочтительно выполняют одно- или многожильными, причем каждая жила выполнена проводом одинакового сечения. Например, для изготовления первичной обмотки многофазного трансформатора с требуемым сечением провода 4 кв.мм катушки могут выполнять двухжильными с сечением провода каждой жилы 2 кв.мм, а для изготовления вторичной обмотки того же трансформатора с требуемым сечением провода 12 кв.мм катушки выполняют шестижильными с сечением провода каждой жилы 2 кв.мм. Указанное предпочтительное выполнение обмоток многофазного трансформатора позволяет также увеличить коэффициент заполнения.

В пространстве между катушками размещены шихтованные зубцы 4 прямоугольной формы. Зубцы 4 наклеены при помощи ферромагнитного клея на торцовые шлифованные поверхности колец 1. Плоскости соседних зубцов 4 образуют угол, определяемый по формуле = /m с вершиной на оси симметрии трансформатора.

Торцами, противоположными приклеенным к среднему магнитопроводу, зубцы 4 примыкают к шлифованным поверхностям боковых витых кольцевых магнитопроводов 5. Противоположная поверхность боковых кольцевых магнитопроводов 5 выполнена нешлифованной. Высота каждого бокового магнитопровода 5 равна высоте одного кольца 1 среднего магнитопровода.

Многофазный трансформатор по варианту 1 работает следующим образом.

При протекании переменного тока в первичной обмотке трансформатора в среднем магнитопроводе трансформатора создается вращающееся магнитное поле, которое наводит в многофазной вторичной обмотке m-фазную систему ЭДС. При этом ЭДС двух любых соседних фаз вторичной обмотки сдвинуты между собой по фазе на угол 2 /m. В результате происходит преобразование трехфазной первичной системы напряжений в m-фазную вторичную систему.

Многофазный трансформатор по варианту 2 (фиг.1) содержит средний витой кольцевой магнитопровод (не обозначено), выполненный из двух одинаковых колец 1, склеенных между собой по торцовым не шлифованным поверхностям.

На среднем магнитопроводе размещены катушки (2, 3) трехфазной первичной обмотки. Каждая фаза трехфазной первичной обмотки состоит из m/3 катушек, где m - число фаз вторичной обмотки трансформатора, m кратно трем. Одна катушка (2) каждой фазы первичной обмотки охватывает средний магнитопровод диаметрально. Другие катушки (3) той же фазы первичной обмотки охватывают средний магнитопровод по близлежащим хордам справа и слева от диаметральной катушки (2). При этом витки катушек (2, 3) одной и той же фазы первичной обмотки ориентированы параллельно друг другу.

В пространстве между катушками размещены шихтованные зубцы 4 прямоугольной формы. Зубцы 4 наклеены при помощи ферромагнитного клея на торцовые шлифованные поверхности колец 1. Плоскости соседних зубцов 4 образуют угол, определяемый по формуле:

= /m.

Секции трехфазной вторичной обмотки выполнены в виде одинаковых катушек (не показаны), витки которых охватывают зубцы 4. В пределах каждой фазы вторичной обмотки катушки соединены между собой последовательно таким образом, что индуцируемая в этой фазной обмотке ЭДС равна по модулю сумме абсолютных значений ЭДС, индуцируемых в каждой катушке.

С целью унификации используемого провода для изготовления катушек первичной и вторичной обмоток трансформатора эти катушки предпочтительно выполняют одно- или многожильными, причем каждая жила выполнена проводом одинакового сечения. Например, для изготовления первичной обмотки многофазного трансформатора с требуемым сечением провода 4 кв.мм катушки могут выполнять двухжильными с сечением провода каждой жилы 2 кв.мм, а для изготовления вторичной обмотки того же трансформатора с требуемым сечением провода 12 кв.мм катушки выполняют шестижильными с сечением провода каждой жилы 2 кв.мм. Указанное предпочтительное выполнение обмоток многофазного трансформатора позволяет также увеличить коэффициент заполнения.

Торцами, противоположными приклеенным к среднему магнитопроводу, зубцы 4 примыкают к шлифованным поверхностям боковых витых кольцевых магнитопроводов 5. Противоположная поверхность боковых кольцевых магнитопроводов 5 выполнена нешлифованной. Высота каждого бокового магнитопровода 5 равна высоте одного кольца 1 среднего магнитопровода.

Многофазный трансформатор по варианту 2 работает следующим образом.

При протекании переменного тока в первичной обмотке трансформатора в среднем магнитопроводе трансформатора создается вращающееся магнитное поле, которое наводит в многофазной вторичной обмотке m-фазную систему ЭДС. При этом ЭДС двух любых соседних фаз вторичной обмотки сдвинуты между собой по фазе на угол 2 /m. В результате происходит преобразование трехфазной первичной системы напряжений в m-фазную вторичную систему.

Способ сборки многофазного трансформатора заключается в следующем.

Предварительно изготавливают катушки (6) первичной обмотки трансформатора (фиг.2), каждый виток которых имеет форму четырехугольника со скругленными углами, две противолежащие стороны которого, в сущности, прямые, а две другие противолежащие стороны - дугообразные, выгнутые от центра четырехугольника.

Изготовление катушек (6) первичной обмотки производят, предпочтительно, с помощью шаблона (фиг.3), имеющего намоточную поверхность (7) (показана пунктиром) и борта (8). Борта (8) служат для ограничения ширины изготавливаемой катушки (6). По крайней мере один борт (8) выполнен съемным для того, чтобы имелась возможность извлечь изготовленную катушку (6) из шаблона (фиг.4). Для упрощения конструкции шаблона те его части, которые образуют дугообразную намоточную поверхность (7), могут быть заменены частями (или частью), имеющую поверхность, составленную из двух и более плоскостей (фиг.5).

Для многофазных трансформаторов с диаметральным размещением витков вторичной обмотки катушки (9) вторичной обмотки изготавливают аналогично катушкам (6) первичной обмотки. При сборке таких трансформаторов изготовленные катушки (9) вторичной обмотки поочередно размещают на среднем кольцевом магнитопроводе (10) (фиг.6). При этом заводят катушку (9) сбоку магнитопровода (10) и продвигают ее в позицию, соответствующую диаметральному положению катушки При этом упомянутые ранее прямые стороны катушек (9) размещают вдоль высоты среднего магнитопровода (10), а дугообразные - вдоль ширины среднего магнитопровода (10). Поочередное размещение катушек (9) возможно благодаря дугообразной форме части ее витков. После размещения каждой катушки (9) на среднем магнитопроводе ее среднюю часть вдавливают в центральную полую область среднего магнитопровода (10) (фиг.7). Соседние катушки (9) вторичной обмотки ориентируют друг относительно друга под углом, определяемым по формуле = /m, где m - число фаз вторичной обмотки трансформатора, с вершиной угла, расположенной на оси симметрии магнитопровода.

Затем изготовленные катушки (6) первичной обмотки размещают на среднем кольцевом магнитопроводе (10). Катушки (6) первичной обмотки ориентируют так, чтобы витки по крайней мере одной катушки каждой фазы охватывали средний магнитопровод диаметрально (фиг.1, поз.2). Другие катушки первичной обмотки ориентируют так, чтобы их витки охватывали средний магнитопровод либо диаметрально, либо параллельно виткам одноименной фазы первичной обмотки, которые охватывают средний магнитопровод диаметрально (фиг.1, поз.3).

После этого при помощи, предпочтительно, ферромагнитного клея наклеивают прямоугольные шихтованные зубцы (4) на торцовые поверхности среднего магнитопровода (10) (фиг.8). Зубцы (4) ориентируют так, чтобы плоскости соседних зубцов (4) образовывали угол, определяемый по формуле = /m, где m - число фаз вторичной обмотки трансформатора. При этом витки первичной обмотки оказываются размещенными в пазах между зубцами (4).

Для многофазных трансформаторов с размещением витков вторичной обмотки на прямоугольных зубцах (4) катушки вторичной обмотки изготавливают любым из известных способов, например способом намотки на шаблон с намоточной поверхностью, форма которой соответствует форме зубцов. Для таких трансформаторов катушки вторичной обмотки размещают на зубцах после из наклеивания на средний магнитопровод (не показано).

К торцам зубцов (4), противоположным приклеенным к среднему магнитопроводу (10), прикладывают боковые витые кольцевые магнитопроводы (5).

После этого собранный многофазный трансформатор скрепляют, например, с помощью стяжек.

В заявляемом способе сборки многофазного трансформатора заявляемый технический результат: "упрощение способа, повышение степени его механизации, повышение технологичности" достигается за счет того, что согласно способу:

- изготавливают трехфазную первичную обмотку в виде катушек, каждый виток которых имеет форму четырехугольника, две противолежащие стороны которого прямые, а две другие противолежащие стороны - дугообразные, выгнутые от центра упомянутого четырехугольника;

- затем размещают изготовленные катушки трехфазной первичной обмотки на средний кольцевой магнитопровод. Для этого каждую катушку по крайней мере поочередно заводят сбоку магнитопровода и продвигают ее до требуемого положения;

- после этого наклеивают зубцы на средний кольцевой магнитопровод.

Указанный способ позволяет изготавливать и первичные, и вторичные обмотки многофазного трансформатора автоматизированным способом, и без использования магнитопровода. Благодаря исключению этапа намотки обмоток трансформатора непосредственно на магнитопровод и перемещению этапа наклеивания зубцов к концу способа практически полностью исключается вероятность отрыва наклеенных на магнитопровод зубцов в ходе осуществления способа. При этом полностью исключается необходимость дополнительной фиксации зубцов, например сваркой, как описано в одном из аналогов [5].

Заявляемые многофазные трансформаторы могут быть изготовлены на предприятиях электротехнической промышленности. Изготовленные опытные образцы подтвердили достижение заявленного технического результата.

Заявляемый способ сборки многофазного трансформатора осуществлен на территории предприятия-заявителя. Его практическое применение подтверждает достижение заявленного технического результата.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. Описание к патенту РФ на изобретение № 2115186, МПК 6 H01F 30/14, Н02М 5/14, 1998.

2. Описание к патенту РФ на изобретение № 2125312, МПК 6 H01F 30/14, Н02М 5/14, 1999.

3. Описание к патенту РФ на изобретение № 2187163, МПК 7 H01F 30/14, 2002.

4. Описание к патенту РФ на изобретение № 2218626, МПК 7 H01F 30/14, 2003.

5. Описание к патенту РФ на изобретение № 2246151, H01F 30/14, 2003.

6. Описание к патенту РФ на изобретение № 2310939, H01F 30/14, Н02М 5/14, 2007.

7. Описание изобретения к а.с. СССР № 1022568, МПК 5 Н01В 19/00, H01F 19/00, 1994.

8. Описание к патенту РФ на изобретение № 2240618, МПК 7 H01F 41/06, H01F 38/28, H01F 21/12, 2004.