Трансформатор живлення

Трансформатор, що складається з броньового пластинчастого шихтованого сердечника, на якому знаходяться котушки первинної і вторинної обмоток, який відрізняється тим, що сердечник складається з пластин одного геометричного розміру з послідовною перев'язкою та укладанням пластин усередину заздалегідь підготовлених котушок, так, що сторони магнітопроводу утворюють квадрат на кожному із стрижнів якого знаходиться котушка первинної обмотки зверху якої навита котушка вторинної обмотки Винахід відноситься до галузі електротехніки, зокрема до трансформаторобудування, і може бути використаним в якості підвищуючого чи понижуючого трансформатора живлення, а також як джерело живлення зварювального струму Найбільш близький до запропонованого трансформатор із квадратним вікном сердечника і конічних котушок обмотки на кожному із його чотирьох стрижнів [1] Недоліком даної конструкції є те, що стрижні магнітопроводу зібрані «у стик», це приводить до підвищених втрат у залізі, а також низької технологічності зборки, через що дана конструкція не одержала поширення Задачею винаходу є підвищення технологічності зборки й зменшення маса - габаритних параметрів трансформатора Поставлена задача досягнута в трансформаторі, що складається з броньового шихтованого пластинчастого магнітопроводу квадратної форми, на кожнім зі стрижнів якого знаходяться котушка первинної обмотки поверх, якої навита котушка вторинної обмотки Для будь-якого трансформатора одним із визначальних параметрів є струм х х, що визначається тільки вхідним опором трансформатора Вхідний опір складається з активної частини і реактивної (індуктивної) Активна складова через те, що провідність провідника обмотки велика, має невелике числове значення і складає дуже малу частку усього вхідного опору У цьому випадку визначальним є індуктивний опір первинної обмотки Для одержання оптимального вхідного індуктивного опору використовують співвідношення КІЛЬ КОСТІ витків первинної обмотки і поперечного переріза магнітопроводу [2] S c e p = U,/4 44fBWi де Seep - перетин магнітопроводу трансформатора, U| - вхідна напруга, f - частота живильної мережі, В - амплітуда магнітної індукції, Wi - КІЛЬКІСТЬ ВИТКІВ первинної обмотки При виконанні цього співвідношення і ЯКІСНІЙ зборці магнітопроводу струм хх виходить досить низьким Якщо струм хх малий, то амплітуда магнітного потоку, що наводиться в сердечнику, теж не велика При довжині сердечника, на якому знаходиться котушка, більше, ніж довжина котушки, можна спостерігати зменшення намагніченості сердечника практично до нульового значення на кінцях Таким чином, змінюючи співвідношення перетину сердечника і КІЛЬКОСТІ первинних витків можна визначати масогабаритні параметри трансформатора не змінюючи величини струму хх При роботі трансформатора, у якому котушка вторинної обмотки намотана на первинну, магнітний потік, що наводиться в сердечнику струмом первинної обмотки, індуцірує струм у вторинній обмотці, спрямований у бік, протилежний первинному току У свою чергу вторинний струм наводить магнітний потік у сердечнику протилежноспрямований первинному магнітному потоку При додаванні векторів магнітної індукції за принципом суперпозиції полів, одержуємо сумарний магнітний потік, значно менше первинного потоку Різниця ПОТОКІВ визначається потужностями розсіювання (О ю 56977 первинної і вторинної котушок і потужностями втрат на нагрівання первинної й вторинної обмоток Якщо стрижень сердечника по довжині більше чим довжина котушок, то відбувається загасання магнітного потоку до КІНЦІВ стрижня Виходячи з вищевикладеного, перетин сердечника можна вибирати, приймаючи в розрахунок тільки сумарний магнітний потік Передбачувана конструкція трансформатора дозволяє використовувати вищевикладені властивості При з'єднанні стрижнів сердечника у квадрат, і розміщенні на кожнім стрижні сполучених первинних і вторинних котушок, одержуємо у режимі х х магнітні лінії замикаються через весь контур сердечника Через малу потужність струму х х перетин сердечника особливого значення не має, а має значення тільки співвідношення КІЛЬКОСТІ витків первинної обмотки й перетину сердечника Тому що для струму х х має значення тільки індуктивний вхідний опір, у режимі роботи під навантаженням магнітні лінії, як і в режимі х х , замикаються через весь контур сердечника Але, оскільки, величина магнітного потоку до країв стрижнів убуває, то передана через периметр потужність значно менше потужності всього трансформатора Звідси випливає, що перетин сердечника може визначатися тільки сумарним магнітним потоком усередині котушки Виходячи із зазначених властивостей можна зробити висновок, що дану конструкцію варто розглядати як чотири незалежних трансформатори, кожний з який працює на чверть сумарної потужності Через розподіл котушок по сторонах квадрата відбувається розбивка КІЛЬКОСТІ ВИТКІВ, ЩО при водить до зменшення довжини витка і, ВІДПОВІДНО, до зменшення довжини всієї обмотки А це, у свою чергу, приводить до зменшення активного опору обмоток і зменшення КІЛЬКОСТІ кольорових металів у трансформаторі Знаючи вагарні характеристики проводів обмоток і матеріалу сердечника, досить легко варіювати масою усього трансформатора Технологія зборки трансформатора із сердечником із шихтованого заліза практично нічим не відрізняється від технології зборки класичного трансформатора з аналогічним сердечником із шихтованого заліза Котушки трансформатора встановлюються на шаблоні, після чого виробляється укладання залізних пластин усередину котушок Зборка сердечника здійснюється з пластин одного геометричного розміру з послідовною перев'язкою, так, що сторони утворюють квадрат Після зборки пластини по кутах стягаються кронштейнами з трьома крапками стяжки, що дає МІЦ НІСТЬ конструкції Для фіксування обмоток і для стяжки пластин сердечника по центрі стрижнів котушки розклинюються На кресленні схематично показана активна частина трансформатора Трансформатор містить магнітопровід 1 у виді квадрата на кожнім стрижні якого розміщені котушки первинної 2 з виводами 4, 5 і вторинної 3 із виводами 6, 7 обмоток У котушках витки вторинної обмотки 3 покладені поверх первинної 2 Усі ряди первинної 2 і вторинної 3 обмоток ізольовані друг від друга термостійкою електроізоляцією Котушки закріплюються на магнітопроводі 1 за допомогою розпірок із діелектричного матеріалу Зазор між котушкою і магнітопроводом, необхідний для вільної циркуляції повітря, досягається за допомогою розпірок Котушки первинної обмотки 2 з'єднані між собою утворюють єдину первинну обмотку Кожна котушка має 1/4 КІЛЬКОСТІ витків первинної обмотки Котушки вторинної обмотки 3 комутуються в залежності від вхідної напруги, вихідної напруги, вихідного струму Був створений досвідчений зразок трансформатора і досліджені його характеристики, магнітопровід набирався з пластин електротехнічної сталі розміром 50 х 125 х 0,35мм Висота набору складала 28мм Первинна обмотка виконувалася з мідного проводу ПЭТ-155 діаметром 1,7мм, вторинна з мідного проводу ПСДКТЛ 1,8 х Змм Габаритні розміри трансформатора - 275 х 275 х 100мм Вага зразка склала 11,7кг Струм х х = 0.625А при иЖив = 220В РВИх = ЗОООВт Перелік фігур креслення 1 Схема трансформатора на одній сторінці з прийнятними позначеннями 1 - магнітопровод, 2 - котушка первинної обмотки, 3 - котушка вторинної обмотки, 4, 5 - виводи котушки первинної обмотки, 6, 7 - виводи котушки вторинної обмотки, 8 - котушки первинної та вторинної обмотки Винахід реалізований в дослідноконструкторській роботі по створенню трансформатора, на базі Товариства з обмеженою відповідальністю "Епектрополюс" Було виготовлено шість перших примірників трансформатора ДОСЛІДНІ зразки трансформатора, пройшли випробування в лабораторії ТОВ "Електрополюс" Результати випробувань позитивні Трансформатор живлення - був визнаний придатним до промислового використання Інформаційні джерела (література) 1 Патент Франции № 421426, m21d2 49, 1911 2 Пиотровский Л П Электрические машины Л , Госэнергоиздат 1949г 56977 _ і I I 1 I 1 t 2-У Підписано до друку 05 06 2003 р Тираж 39 прим ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)236-47-24