Устройство трансформации тока и напряжения

Полезная модель относится к области электротехники и может быть использована при проектировании изделий промышленной электроники, радиотехники и электротехники при преобразовании электрической энергии, имеющих минимальные размеры и вес при заданной мощности. Устройство состоит из трансформатора, выполненного на Ш - образном сердечнике 1, на одном из кернов которого размещены первичная и вторичная обмотки 2 и 3, которые намотаны бескаркасным способом в два слоя. Поток хладагента проходит вдоль зазора между внутренней поверхностью слоев обмоток и керном сердечника 1. Поток хладагента формируется вентилятором 4, установленным с наружной стороны одной из торцевых стенок корпуса 5, в котором имеются отверстия для его циркуляции. Обмотки трансформатора намотаны в два слоя многожильным проводом в термостойкой изоляции. Сердечник стянут металлической стяжкой 7, соединяющей две половинки Ш-образного сердечника. Поверхность стяжки 7 имеет выдавленные формирования, представляющие собой вентиляционные щели жаберного типа, предназначенные для увеличения охлаждаемой поверхности. Технический результат заключается в повышении надежности работы за счет увеличения интенсивности охлаждения. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

Полезная модель относится к области электроники, радиотехники и электротехники и может быть использована при проектировании мощных инверторных сварочных аппаратов.

Известно устройство трансформации тока и напряжения (1), выполненное в виде трансформаторов с размещенными на их сердечниках обмотками и узлами дополнительного охлаждения, выполненными в виде теплоотводящих шин, осуществляющих отток тепла от обмоток, увеличивая тем самым интенсификацию теплоотдачи сердечников.

Устройство (1) отличается низкой надежностью из-за недостаточной эффективности отвода тепла от сердечника и обмоток трансформатора.

Наиболее близким к полезной модели является устройство преобразования тока и напряжения (2), состоящее из трансформатора, имеющего Ш-образный замкнутый сердечник, на котором расположены первичные и вторичные обмотки. Между внутренней поверхностью нижнего слоя обмоток и сердечником имеется зазор, предназначенный для прохождения потока хладагента, нагнетаемого вентилятором.

Устройство так же имеет низкую надежность из-за недостаточной эффективности отвода тепла от сердечника и обмоток трансформатора. Это объясняется тем, что поток хладагента, нагнетаемого вентилятором, не сформирован и протекает вне охлаждаемых поверхностей.

Техническим результатом, которого можно достичь при использовании полезной модели, является повышение надежности за счет увеличения эффективности охлаждения нагреваемых в процессе работы элементов трансформатора.

Технический результат достигается за счет того, что в устройстве трансформации тока и напряжения, содержащем Ш-образный замкнутый сердечник, на керне которого размещены первичная и вторичная обмотки, соединенные с входными и выходными выводами соответственно, при этом первичная и вторичная обмотки намотаны бескаркасным способом в два слоя, а между внутренним слоем обмоток и керном сердечника имеется воздушный зазор (2), сердечник с обмотками установлен размещенырькамиого размещены первичная и вторичная корпуса, причем направление потока хладагента совпфективности охлажд в корпусе, в торцевых стенках которого имеются отверстия для прохождения потока хладагента, формируемого вентилятором, установленным с наружной стороны одной из торцевых стенок корпуса, причем поток хладагента направлен вдоль керна, при этом наружная поверхность сердечника охвачена металлической стяжкой. Металлическая стяжка может иметь

выдавленные формирования, предназначенные для увеличения охлаждаемой поверхности. Между наружной поверхностью сердечника трансформатора и стяжкой нанесена теплопроводная паста, при этом стяжка имеет вырубленные образования для закрепления трансформатора на установочной плате.

На фиг.1 и 1а изображена конструктивная схема устройства.

На фиг.2 представлен внешний вид стяжки.

Устройство содержит трансформатор (фиг.1), на керне стержневого замкнутого Ш-образного сердечника 1 которого размещены первичная 2 и вторичная 3 обмотки, связанные соответственно с входными и выходными выводами, служащими для подсоединения к выводам питания и нагрузки. Первичная и вторичная обмотки намотаны бескаркасным способом в два слоя. Между внутренним слоем обмоток и керном сердечника 1 имеется воздушный зазор, служащий для прохождения вдоль него потока хладагента (например, воздуха), формируемого вентилятором 4. Вентилятор 4 установлен с наружной стороны одной из торцевых стенок корпуса 5, внутри которого размещен трансформатор. В торцевых стенках корпуса 5 имеются отверстия 6 для прохождения потока хладагента. Поток хладагента направлен вдоль керна, проходя вдоль зазора между внутренней поверхностью обмоток и керном сердечника. Наружная поверхность сердечника 1 охвачена металлической стяжкой 7, стягивающей две половинки Ш-образного сердечника и служащей для крепления трансформатора на установочной плате с помощью выполненных в стяжке формирований.

Устройство работает следующим образом.

Входное напряжение подводят к входным выводам трансформатора, нагрузка подсоединяется к выходным выводам трансформатора. Выделяемая трансформатором мощность потерь в сердечнике и обмотках приводит к увеличению их температуры. Для предотвращения изменения параметров трансформатора и выхода его из строя под воздействием высокой температуры служит сформированный поток хладагента высокой интенсивности. Поток формируется вентилятором 4 и направляется корпусом устройства 7 на охлаждаемый трансформатор таким образом, что поток хладагента равномерно распределяется между зазором между керном сердечника трансформатора, слоями обмоток и внешней поверхностью сердечника трансформатора, охваченной металлической теплоотводящей стяжкой. Для улучшения отвода тепла поверхность стяжки увеличена за счет выдавленных формирований, представляющих собой вентиляционные щели жаберного типа, а сама стяжка установлена на теплопроводную пасту, нанесенную на ее внутреннюю поверхность.

Данная система охлаждения позволяет обеспечить наиболее эффективный отвод тепла от всех слоев обмоток и от сердечника трансформатора, используя практически весь поток хладагента, вырабатываемый вентилятором. При этом исключается нагрев всасываемого потока хладагента нагретым отработанным потоком. Интенсивное охлаждение позволяет повысить надежность работы устройства, обеспечивая при этом возможность перемагничивания сердечника по полной петле гистерезиса, увеличение плотности тока в обмотках трансформатора и, следовательно, повышение выходной мощности.

Полезная модель может быть использована при изготовлении сварочных аппаратов.

Составитель описания: А.В.Миронов

Источники информации, принятые во внимание при составлении описания:

Р.X.Бальян «Трансформаторы для радиотехники» М: Сов. Радио. 1971, с.54, 56, 57. Рис.2.39, рис.2.40.

Патент РФ RU 2150761 C1.

1. Устройство трансформации тока и напряжения, содержащее Ш-образный замкнутый сердечник, на керне которого размещены первичная и вторичная обмотки, соединенные с входными и выходными выводами соответственно, при этом первичная и вторичная обмотки намотаны бескаркасным способом в два слоя, а между внутренним слоем обмоток и керном сердечника имеется воздушный зазор, отличающееся тем, что сердечник с обмотками установлен в корпусе, в торцевых стенках которого имеются отверстия для прохождения потока хладагента, формируемого вентилятором, установленным с наружной стороны одной из торцевых стенок корпуса, причем поток хладагента направлен вдоль керна, при этом наружная поверхность сердечника охвачена металлической стяжкой.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что металлическая стяжка имеет выдавленные формирования, предназначенные для увеличения ее охлаждаемой поверхности.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что между наружной поверхностью сердечника трансформатора и стяжкой нанесена теплопроводная паста.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что стяжка имеет вырубленные образования для закрепления трансформатора на установочной плите.