Устройство для охлаждения и крепления силового моточного узла

Полезная модель относится к конструированию устройств для охлаждения и крепления моточных узлов, работающих в широком диапазоне частот, и предназначена для использования в устройствах электропитания различных технических средств.

Технический результат, на достижение которого направлено предлагаемое техническое решение, заключается в обеспечении эффективного охлаждения и надежного крепления силового моточного узла при механических воздействиях. Результат достигается тем, что устройство для охлаждения и крепления моточного узла содержит теплопроводный элемент, моточный узел, включающий сердечник и обмотку с контактными выводами. Причем, теплопроводный элемент выполнен в виде двух радиаторов, охватывающих моточный узел. Радиаторы взаимодействуют с сердечниками посредством пазов, выполненных на внутренних поверхностях радиаторов и соединенных между собой. При этом в устройство вновь введена монтажная плата и фиксирующее устройство. Монтажная плата выполнена с контактами и размещена между верхним радиатором и верхней торцевой поверхностью катушек обмотки. Фиксирующее устройство включает ленточный хомут с вкладышами и крепежным элементом. Ленточный хомут размещен в пазах на внешних поверхностях радиаторов с возможностью охвата их и боковой поверхности сердечника.

Полезная модель относится к конструированию устройств для охлаждения и крепления моточных узлов, работающих в широком диапазоне частот, и предназначена для использования в устройствах электропитания различных технических средств.

Известно устройство для охлаждения моточного узла (Заявка на изобретение RU №93039896, 1996 г, МПК: Н01F 27/08), герметизированного электроизоляционным теплопроводным компаундом, содержащее тороидальный сердечник с обмоткой, узел крепления в виде винта с пластиной, прилегающей к торцевой поверхности обмотки, и теплопроводный элемент, выполненный в виде пластины с оребрением.

Недостатком данного устройства является его ограниченное применение в связи с малой эффективностью охлаждения.

Известно устройство для охлаждения моточного узла (Заявка на изобретение RU №93039890, 1996 г., МПК: Н01F 27/08), содержащее тороидальный сердечник с обмоткой, монтажную плату, узел крепления в виде винта с пластиной, прилегающей к торцевой поверхности обмотки, и теплопроводный элемент, укрепленный на боковой поверхности обмотки и выполненный в виде разрезного кольца с ребрами по образующей, имеющими вырезы, обращенные к монтажной плате. При этом моточный узел герметизирован электроизоляционным теплопроводным компаундом.

Недостатком данного устройства является невысокая эффективность охлаждения.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемым результатам к предлагаемому техническому решению является устройство

для охлаждения и экранирования моточного узла (Патент на полезную модель RU №65287, 2007 г., МПК: H01F 27/08), преимущественно тороидального. Устройство содержит теплопроводный элемент, охватывающий моточный узел, включающий тороидальный сердечник с обмоткой, и электроизоляционную нетеплопроводную подставку, прилегающую к внешней торцевой поверхности обмотки и контактирующую с теплопроводным элементом. При этом теплопроводный элемент выполнен многослойным из различных металлов, а объем между обмоткой и теплопроводным элементом заполнен электроизоляционным теплопроводным компаундом.

Недостатком данного устройства является его ограниченное применение, преимущественно для охлаждения моточных узлов с тороидальным сердечником.

Технический результат, на достижение которого направлено предлагаемое техническое решение, заключается в обеспечении эффективного охлаждения и надежного крепления силового моточного узла при механических воздействиях.

Технический результат достигается тем, что устройство для охлаждения и крепления моточного узла содержит теплопроводный элемент, моточный узел, включающий сердечник и обмотку с контактными выводами. Причем, теплопроводный элемент выполнен в виде двух радиаторов, охватывающих моточный узел. Радиаторы взаимодействуют с сердечниками посредством пазов, выполненных на внутренних поверхностях радиаторов и соединенных между собой. При этом в устройство вновь введена монтажная плата и фиксирующее устройство. Монтажная плата выполнена с контактами и размещена между верхним радиатором и верхней торцевой поверхностью катушек обмотки. Фиксирующее устройство включает ленточный хомут с вкладышами и крепежным элементом. Ленточный хомут размещен в пазах

на внешних поверхностях радиаторов с возможностью охвата их и боковой поверхности сердечника.

При этом катушки обмотки установлены в два ряда с зазором между их торцевыми поверхностями. Радиаторы выполнены с ребрами на боковых поверхностях и пазами на внутренних и внешних поверхностях. Причем, пазы на внутренних поверхностях радиаторов имеют криволинейную форму, идентичную форме сердечников, а на внешней поверхности радиаторов выполнены пазы П-образной формы для установки ленточного хомута.

Сущность полезной модели поясняется чертежами Фиг.1 - Фиг.8, где:

Фиг.1 - общий вид устройства для охлаждения и крепления силового моточного узла;

Фиг.2 - вид устройства сбоку;

Фиг.3 - вид устройства сверху;

Фиг.4 - вид устройства снизу;

Фиг.5 - вид верхнего радиатора сверху;

Фиг.6 - вид верхнего радиатора снизу;

Фиг.7 - вид нижнего радиатора сверху;

Фиг.8 - вид монтажной платы.

Устройство для охлаждения и крепления силового моточного узла содержит два радиатора 1, 2 охватывающих моточный узел 3, фиксирующее устройство 4 (Фиг.1). Моточный узел 3 включает сердечник 5 и обмотку в виде катушек 6, а также монтажную плату 7. Сердечник 5 состоит из двух скоб, охватывающих катушки 6 (Фиг.2).

Радиаторы 1, 2 закреплены при помощи фиксирующего устройства 4, включающего ленточный хомут 8, с вкладышами 9 и крепежный элемент 10. Ленточный хомут 8 охватывает радиаторы 1, 2 и боковую поверхность сердечника 5, проходя через отверстия катушек 6 и прямоугольное окно 21 монтажной платы 7 (Фиг.3, 8).

Радиаторы 1, 2 выполнены монолитными с криволинейными пазами 11, 12 на внутренних поверхностях, посредством которых осуществляют взаимодействие с торцевыми поверхностями сердечника 5. Форма пазов 11, 12 идентична форме сердечников 5 (Фиг.6, 7).

На внешних поверхностях радиаторов 1, 2 выполнены пазы 13, 14 П-образной формы для размещения ленточного хомута 8 (Фиг.5, 7).

Радиаторы 1, 2 выполнены с вертикальными ребрами 15, 16 на боковых поверхностях (Фиг.3, 4, 5, 6).

Катушки 6 с контактными выводами 19, расположенными со стороны их наружных торцевых поверхностей, установлены в два ряда с зазором между торцевыми поверхностями 17, 18, обеспечивающим циркуляцию воздуха, (Фиг.2).

Монтажная плата 7 выполнена с контактами 20, прямоугольным окном 21 для выхода сердечника 5 и размещена между верхним радиатором 1 и катушками 6. При этом она контактирует пазом 22 с выступами 23 радиатора 1, а ребрами 24 с торцевыми поверхностями 25, 26 катушек 6 (Фиг.2, 6, 8).

Сборка устройства для охлаждения и крепления силового моточного узла осуществляется следующим образом. Сердечник 5, выполненный в виде скоб, устанавливают в центральные отверстия каркаса катушек 6, охватывая их поверхности. Устанавливают монтажную плату 7, которая ребрами 24 контактирует с торцевыми поверхностями 25, 26 катушек 6.

При этом в прямоугольном окне 21 монтажной платы 7 размещают сердечник 5 с выходом над ее поверхностью, образуя, таким образом, моточный узел 3 (Фиг.1, 2, 8).

Моточный узел 3 нижней скобой сердечника 5 (Фиг.1) устанавливают в паз 12 криволинейной формы нижнего радиатора 2 (Фиг.7). Форма паза идентична форме сердечника 5. Затем помещают ленточный хомут 7 в паз 14 П-образной формы радиатора 2 (Фиг.7), с выходом через центральные отверстия каркаса катушек 5 в прямоугольное

окно 21 монтажной платы 7. В паз 22 монтажной платы 7 (Фиг.8) устанавливают верхний радиатор 1 (Фиг.1), который взаимодействует с верхней торцевой поверхностью сердечника 5 (Фиг.2) посредством криволинейного паза 11 (Фиг.6), выполненного на внутренней поверхности радиатора 1. Криволинейный паз 11 также имеет форму, идентичную форме сердечника, обеспечивая контакт с торцевой поверхностью сердечника 5. Выступы 23 верхнего радиатора 1 контактируют с поверхностью паза 22 монтажной платы 7 (Фиг.6, 8). После предварительной установки вкладышей 9 в ленточный хомут 8 последний стягивается крепежным элементом 10, фиксируя все элементы устройства (Фиг.3).

Контактные выводы 19 катушек 6 соединяются проводниками с контактами 20 монтажной платы 7 (Фиг.2, 3).

Посредством отверстий 27 в крайних ребрах 28 нижнего радиатора 2 заявляемое устройство крепится к изделию (Фиг.4).

Примером использования устройства для охлаждения и крепления моточного узла может служить трансформатор силовой, установленный на корпусе изделия и предназначенный для применения в устройствах электропитания различных технических средств.

Устройство для охлаждения и крепления моточного узла включает два радиатора 1, 2, охватывающих моточный узел 3, и фиксирующее устройство 4.

Моточный узел 3 включает сердечник 5 и монтажную плату 7. Сердечник 5 состоит из двух скоб, охватывающих четыре катушки 6 (Фиг.2). Скобы сердечника 5 выполнены из ленты стальной электротехнической, холоднокатаной, анизотропной марки 3423 методом намотки в виде прямоугольной рамки с радиусами большой величины с последующей разрезкой на скобы. Скобы сверху и снизу установлены в центральные отверстия каркаса катушек 6, охватывая их поверхности. Радиаторы 1, 2 в виде скоб установлены на скобах сердечника 5 и

соединены вместе с монтажной платой 7 фиксирующим устройством 4. Взаимодействие монолитных радиаторов 1, 2 со скобами сердечника 5 осуществляется посредством пазов криволинейной формы 11, 12, выполненных на внутренних поверхностях радиаторов 1, 2. Форма пазов 11, 12 идентична форме сердечников 5 и позволяет обеспечить максимальное контактирование радиаторов 1, 2 со скобами сердечника 5. При этом катушки 6 установлены с зазором между торцевыми поверхностями 17, 18, позволяющим обеспечить циркуляцию воздуха, увеличивая тем самым теплоотдачу. Для обеспечения технологичности монолитные радиаторы 1, 2 выполнены, например, литьем из алюминиевого сплава. Боковые поверхности радиаторов 1, 2 выполнены с вертикальными ребрами 15, 16 (Фиг.3, 4, 5, 6, 7), ориентированными в противоположные стороны, что позволяет увеличить эффективность теплоотвода. Ленточный хомут 8 охватывает радиаторы 1, 2 и боковую поверхность сердечника 5, проходя через отверстия катушек 6 и прямоугольное окно 21 монтажной платы 7 (Фиг.3). В крайних ребрах 28 нижнего радиатора 2 выполнены сквозные отверстия 27, обеспечивающие крепление силового трансформатора к корпусу изделия (Фиг.1, 4).

Предлагаемая конструкция устройства для охлаждения и крепления силового моточного узла позволяет повысить эффективность охлаждения и надежность крепления силового моточного узла при механических воздействиях.

1. Устройство для охлаждения и крепления моточного узла, содержащее теплопроводный элемент, моточный узел, включающий сердечник и обмотку с контактными выводами, отличающееся тем, что теплопроводный элемент выполнен в виде двух радиаторов, охватывающих моточный узел, при этом радиаторы взаимодействуют с сердечниками посредством пазов, выполненных на внутренних поверхностях радиаторов и соединенных между собой, причем в устройство вновь введена монтажная плата и фиксирующее устройство, включающее ленточный хомут с вкладышами и крепежным элементом, при этом ленточный хомут размещен в пазах на внешних поверхностях радиаторов с возможностью охвата их и боковой поверхности сердечника, проходя через отверстия катушек обмотки, а монтажная плата выполнена с контактами и размещена между верхним радиатором и верхней торцевой поверхностью катушек обмотки.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что катушки обмотки установлены в два ряда с зазором между их торцевыми поверхностями.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что радиаторы выполнены с ребрами на боковых поверхностях.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что пазы на внутренних поверхностях радиаторов имеют криволинейную форму, идентичную форме сердечников.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что пазы на внешних поверхностях радиаторов имеют П-образную форму для размещения ленточного хомута.