Трансформатор с вращающимся магнитным полем улучшенной конструкции

Авторы патента:


 

Известно, что в трансформаторах с вращающимся магнитным полем используются трехфазные обмотки, которые укладываются в соответствующие пазы. При этом возможно несколько вариантов исполнения паза: овальный полузакрытый, овальный закрытый, прямоугольный открытый, прямоугольный закрытый. Каждому из этих типов пазов присущи свои недостатки. Всем видам закрытых пазов свойственна низкая технологичность сборки и укладки обмоток; полностью открытые пазы - имеют повышенные зубцовые гармоники магнитного потока рабочих обмоток. Прямоугольные открытые пазы - наиболее технологичный в изготовлении вид, но качество рабочего магнитного потока при этом наихудшее. Отличие предлагаемого решения в использовании гибридной конструкции магнитопровода, сочетающей достоинства полностью открытого и овального закрытого пазов. При этом магнитопровод трансформатора состоит из наружной кольцевой и внутренней цилиндрической частей, пазы имеют овальную форму. Все рабочие обмотки трансформатора укладываются в пазы совместно, а разрыв между наружной и внутренней частями магнитопровода произведен по ширине зубца, что в результате обеспечивает возможность свободной укладки предварительно изготовленных на специализированном станке обмоток при сохранении овальной формы пазов. Результатом такого решения является упрощение конструкции магнитопровода и технологии изготовления рабочих обмоток, а также улучшение гармонического состава магнитного потока.

Название полезной модели. Трансформатор с вращающимся магнитным полем улучшенной конструкции.

Область техники, к которой относится полезная модель. Полезная модель относится к силовой электротехнике и может быть использована в полупроводниковых преобразователях на базе трансформатора с вращающимся магнитным полем, а также в электрических реакторах и умножителях частоты с вращающимся магнитным полем для упрощения конструкции и снижения себестоимости изготовления трансформатора.

Уровень техники. Из уровня техники известен многофазный трансформатор [патент РФ 2305339], содержащий трехфазную первичную и многофазную вторичную обмотки, охватывающие ярмо среднего магнитопровода и два боковых магнитопровода, примыкающих к торцам среднего магнитопровода через немагнитные прокладки. При этом средний магнитопровод выполнен шихтованным из пакетов разного профиля с пазами на торцевых, внутренних и боковых поверхностях, в которые уложены трехфазная и многофазная обмотки, при этом два крайних пакета среднего шихтованного магнитопровода имеют пазы на полную высоту катушечной группы, центральная часть среднего магнитопровода имеет пазы у наружной и внутренней поверхностей шихтованного магнитопровода для укладки в них витков обмоток, а дополнительные магнитопроводы выполнены витыми без пазов.

К недостатку этого решения можно отнести наличие прямоугольных пазов открытого типа, что приводит к ухудшению гармонического состава магнитного потока рабочих обмоток, ухудшает качество выходного напряжения и служит причиной повышенной вибрации. Наличие большого числа составных частей магнитопровода трансформатора усложняет технологию его изготовления и сборки, что ведет к увеличению трудозатрат на производство и соответствующее увеличение себестоимости.

Также известен преобразовательный трансформатор с вращающимся магнитным полем [патент РФ 2353014], содержащий составной магнитопровод, имеющий внешнюю полую часть с полузакрытыми пазами для вторичной обмотки, расположенными на ее внутренней поверхности, а также внутреннюю часть в виде цилиндра с полузакрытыми пазами для первичной трехфазной обмотки, который является наиболее близким по своей технической сущности прототипом к данной полезной модели.

К недостаткам такого решения можно отнести применение полузакрытых пазов для укладки первичной и вторичной обмоток, что значительно затрудняет технологию их изготовления и увеличивает трудозатраты. Также недостатком является использование раздельных пазов для обмоток, на внешней и внутренней части магнитопровода, что приводит к дополнительному затруднению технологии сборки и увеличению себестоимости трансформатора в целом.

Раскрытие полезной модели. Известно, что в электрических машинах и трансформаторах с вращающимся магнитным полем используются трехфазные обмотки, которые укладываются в соответствующие пазы. При этом возможно несколько вариантов исполнения паза: овальный полузакрытый, овальный закрытый, прямоугольный открытый, прямоугольный закрытый.

Каждому из этих типов пазов присущи свои недостатки. Всем видам закрытых пазов свойственна низкая технологичность сборки и укладки обмоток; полностью открытые пазы - имеют повышенные зубцовые гармоники магнитного потока рабочих обмоток. Прямоугольные открытые пазы - наиболее технологичный в изготовлении вид, но качество рабочего магнитного потока при этом наихудшее.

Отличие предлагаемого решения в использовании гибридной конструкции магнитопровода, сочетающей достоинства полностью открытого и овального закрытого пазов. При этом магнитопровод трансформатора состоит из наружной кольцевой и внутренней цилиндрической частей, пазы имеют овальную форму. Все рабочие обмотки трансформатора укладываются в пазы совместно, а разрыв между наружной и внутренней частями магнитопровода произведен по ширине зубца, что в результате обеспечивает возможность свободной укладки предварительно изготовленных на специализированном станке обмоток при сохранении овальной формы пазов.

Предлагаемое техническое решение является новым, имеющим три принципиальных отличия от прототипа:

- первичная и вторичная обмотки укладываются в пазах совместно;

- форма пазов в магнитопроводе соответствует закрытому овальному типу;

- конструкция магнитопровода трансформатора является составной, с наружной кольцевой частью, содержащей внешнюю часть паза, и внутренней цилиндрической частью, содержащей углубление паза с рабочими обмотками, причем разрыв между наружной и внутренней частями магнитопровода произведен на ширине зубца.

Таким образом, совокупность существенных признаков полезной модели приводит к новому техническому результату - упрощению конструкции магнитопровода и технологии изготовления рабочих обмоток, а также улучшению гармонического состава магнитного потока.

Краткое описание чертежей. На фиг. 1 показан поперечный разрез магнитопровода. Здесь 1 - наружный кольцевой магнитопровод, 2 - внутренний цилиндрический магнитопровод.

Трансформатор с вращающимся магнитным полем, предназначенный для использования в полупроводниковых преобразователях и умножителях частоты на его базе, содержащий цилиндрический составной шихтованный магнитопровод с наружной кольцевой и внутренней цилиндрической частями, в пазах которого уложены рабочие обмотки, отличающийся тем, что пазы выполнены по типу овальных закрытых, при этом наружная кольцевая часть магнитопровода содержит внешнюю часть паза, внутренняя цилиндрическая часть магнитопровода содержит углубление паза с рабочими обмотками, а разрыв между наружной и внутренней частями магнитопровода произведен по ширине зубца, первичные и вторичные обмотки уложены вместе, что позволяет улучшить гармонический состав магнитного потока, при максимально возможном упрощении конструкции магнитопровода трансформатора и технологии укладки рабочих обмоток в пазы.

РИСУНКИ



 

Похожие патенты:
Наверх