Трехфазный трансформатор
Трехфазный трансформатор, предназначенный для электропитания различных потребителей. Технический результат заключается в снижении тока холостого хода в трансформаторах средней и большой мощности, упрощении технологии изготовления и улучшении электрических и массогабаритных характеристик трансформатора, снижении нагрева магнитопровода. Трехфазный трансформатор состоит из магнитной системы, трех первичных и трех вторичных обмоток. Магнитная система трансформатора состоит из трех O-образных цельных колец с прямоугольным окном, навитых из ленты электротехнической стали, расположенных в одной плоскости, причем первые два кольца расположены вплотную рядом и по одной оси симметрии, а третье кольцо охватывает первые два. Стороны соседних магнитопроводов образуют три стержня трансформатора, причем ленточные магнитопроводы выполнены цельными, а каркас для намотки обмоток выполнен составным. Ил. Фиг.5. Ф.1
Полезная модель относится к электротехнике, а конкретно к трансформаторам, предназначенным для электропитания различных устройств.
Известна конструкция однофазного трансформатора [Б.Н.Сергеенков, В.М.Киселев, Н.А.Акимова. Электрические машины. Москва. "Высшая школа". 1989 г. с.107], состоящего из стыкового магнитопровода, первичной и вторичной обмоток. Магнитопровод состоит из четырех П-образных частей, которые образуют два O-образных кольца с прямоугольным окном расположеных рядом на одной плоскости. Каркас с обмотками охватывает стержни двух соседних O-образных колец магнитопровода, которые фиксируются элементом фиксации в единую конструкцию. Такая конструкция трансформатора позволяет механизировать производство и снизить магнитное сопротивление магнитопровода, так как переход от стержня к ярму производится по кривой, совпадающей с направлением магнитного потока. Однофазные маломощные трансформаторы с навитыми магнитопроводами нашли самое широкое применение и выпускаются в массовом количестве. Недостаток: ограниченное применение данной конструкции в мощных трансформаторах.
Наиболее близкой по технической сути, к заявляемому техническому решению, является конструкция трехфазного трансформатора [Б.Н.Сергеенков, В.М.Киселев, Н.А.Акимова. Электрические машины. Москва. "Высшая школа" 1989 г. с.103] (Фиг 1) состоящего из стыкового магнитопровода, трех первичных обмоток и трех вторичных обмоток. Магнитопровод состоит из шести П-образных частей, которые образуют три O-образных кольца (1, 2, 3), с прямоугольным окном, расположенных в одной плоскости, причем два первых кольца (1, 2) располагаются рядом, а третье O-образное кольцо (3) охватывает два первых. Обмотки трансформатора охватывают стержни двух соседних O-образных колец магнитопровода, части которого фиксируются элементом фиксации в единую конструкцию (Фиг.1). Недостатком данной конструкции трансформатора является повышенный ток холостого хода трансформатора, обусловленный наличием немагнитного зазора (13) в магнитопроводе и появлением дополнительных вихревых токов, в местах стыка частей магнитопровода. Для снижения потерь от вихревых токов, магнитопровод
трансформатора навит, из ленты трансформаторной стали с изоляцией между витками. Однако в процессе изготовления частей колец магнитопровода, при шлифовке торцов, между слоями стальной ленты (20) возникают перемычки (21), вследствие чего существенно увеличиваются вихревые токи (Фиг.2). Кроме этого, в процессе сборки трансформатора, при незначительном смещении частей магнитопровода (22, 23), в месте стыка между витками стальной ленты возникает дополнительное замыкание по всей поверхности стыка (24) (Фиг.3). Вихревые токи в месте стыка частей магнитопровода, разогревают стержни трансформатора и даже могут привести к "Пожару в стали", причем с ростом мощности трансформатора этот эффект существенно усиливается, что приводит к значительному увеличению тока холостого хода трансформатора.
Таким образом, производство мощных трансформаторов, с магнитной системой, собранной из частей навитых и состыкованных магнитопроводов становится технологически сложной задачей, так как при механической обработке частей магнитопровода невозможно сохранить изоляцию, между витками электротехнической стальной ленты и устранить эффект "Пожара в стали". В трансформаторах небольшой мощности этим эффектом пренебрегают.
Технический результат - снижение тока холостого хода трансформатора, упрощение технологии изготовления и улучшение электрических и массогабаритных характеристик, снижение потерь на нагрев магнитопровода.
Технический результат достигается тем, что в трехфазном трансформаторе, состоящем из трех O-образных магнитопроводов, навитых из тонкой ленты электротехнической стали и расположенных в одной плоскости, трех первичных и трех вторичных обмоток расположенных на каркасе, O-образные магнитопроводы, навитые из тонкой ленты электротехнической стали, выполнены цельными, а каркас для обмоток выполнен составным. Это позволило исключить немагнитный зазор в магнитопроводе, сохранить межвитковую изоляцию и тем самым устранить причины возникновения дополнительных вихревых токов, и соответственно снизить ток холостого хода трансформатора. При этом исключаются сложные технологические операции (резка магнитопровода после навивки, шлифовка торцов т.д.), отпадает необходимость в сложной системе фиксации магнитной системы в одно целое.
Сущность полезной модели раскрывается на Фиг.4, Фиг.5, Фиг.6, при этом на Фиг.5 показаны основные элементы конструкции трехфазного трансформатора, на Фиг.4 - расположение каркаса на стержнях трансформатора, на Фиг.6 - схема намотки обмоток трансформатора.
Трехфазный трансформатор (Фиг.5), состоящий из магнитопровода (1, 2, 3), трех каркасов для намотки обмоток (10, 11, 12), трех первичных обмоток (4, 5, 6) и трех вторичных обмоток (7, 8, 9), расположенных концентрично первичным.
Магнитопровод состоит из трех O-образных колец с прямоугольным окном (1, 2, 3), расположенных в одной плоскости, причем первые два кольца (1, 2) расположены вплотную рядом и по одной оси симметрии, а третье кольцо (3) охватывает первые два. Стороны соседних магнитопроводов образуют три стержня трансформатора. Первичные (4, 5, 6) и вторичные (7, 8, 9) обмотки расположены на каркасах (10, 11, 12) и пофазно охватывают стержни двух смежных O-образных магнитопроводов, а именно: обмотки 4, 7 охватывают стержни магнитопроводов 1, 3, обмотки 5, 8 - стержни магнитопроводов 1, 2, обмотки 6, 9 - стержни магнитопроводов - 2, 3.
Расположение каркаса на стержнях трансформатора показано на Фиг.4. Части каркаса 14, 15 расположены на стержне трансформатора 16 и зафиксированы, например склеены.
Схема намотки обмоток показана на Фиг.6. Провод 19 наматывается на каркас 12, который приводится во вращение по стрелке 18.
Испытания опытного образца показали положительные результаты
Трехфазный трансформатор, содержащий плоскую магнитную систему, состоящую из трех O-образных магнитопроводов, навитых из ленты трансформаторной стали и расположенных в одной плоскости, трех первичных и трех вторичных обмоток, расположенных на каркасе, отличающийся тем, что, с целью снижения тока холостого хода, навитые магнитопроводы выполнены цельными, а каркас для обмоток выполнен составным.
