Магнітопровід індукційного пристрою та спосіб його виготовлення

1 Магнітопровід індукційного пристрою, який містить стрижень під обмотки у вигляді пакета шарів електротехнічної сталі, паралельних його осі, та ярмо, намотане із стрічки електротехнічної сталі, який відрізняється тим, що поздовжні крайки шарів стрижня примикають до радіальної площини ярма, перекриваючи поздовжні крайки шарів його витків у радіальному напрямку 2 Магнітопровід за п 1, який відрізняється тим, що стрижень виконаний у вигляді багатовиткової, витягнутої по осі стрижня петлі, намотаної з стрічки електротехнічної сталі та опресованої до зближення суміжних площин стрічки внутрішнього витка 3 Магнітопровід за пп 1,2, який відрізняється тим, що стрижень виконаний з кількох суміжних петель зменшеної товщини, зібраних в пакет, ВІДПОВІДНИЙ до перерізу стрижня зняється тим, що ярмо поділене на дві паралельні ярмові ділянки, що примикають до протилежних поздовжніх крайок шарів стрижня 5 Магнітопровід за будь-яким з пп 1-4, який відрізняється тим, що містить декілька стрижнів під обмотки, розташованих в одній площині 6 Магнітопровід за будь-яким з пп 1-5, який відрізняється тим, що містить декілька ярмових ділянок, що обмежують та розділяють стрижні під обмотки 7 Спосіб виготовлення магнітопроводу індукційного пристрою, що включає розкрій електротехнічної сталі на стрічки з поздовжнім напрямком прокату сталі, намотку на прямокутну оправку ярма, намотку на циліндричну оправку стрижня, який відрізняється тим, що одержаний тор стрижня звільняють від оправки та опресовують до зближення площин стрічки його внутрішнього витка, утворюючи витягнуту за віссю стрижня петлю 8 Спосіб виготовлення магнітопроводу за п 7, який відрізняється тим, що для стрижня намотують кілька торів зі зменшеною КІЛЬКІСТЮ ВИТКІВ, а з одержаних після опресування торів петель набирають пакет стрижня заданого перерізу 4 Магнітопровід за будь-яким з пп 1-3, який відрі О со Винахід належить до області електротехніки і може бути використаний у конструкціях та технологи виготовлення магнітопроводів трансформаторів, реакторів та дроселів Відома конструкція магнітопроводу за патентом Франції № 2373133, кл H01F27/24 Відомий магнітопровід має дві П-образні ділянки ярма та стрижень під обмотки Ярмо намотують зі стрічки електротехнічної сталі на прямокутну оправку, відпалюють та калібрують, просочують епоксидним компаундом, полімеризують та розрізають на дві П- образні ярмові ділянки Стрижень під обмотки набирають з прямокутних пластин електротехнічної сталі, просочують епоксидним компаундом, полімеризують, бандажують та з'єднують з ярмовими ділянками так, щоб поздовжні крайки шарів пакета та пластин перекривали поперечні крайки перетину витків ярма Недоліками відомої конструкції магнітопровода та технології його виготовлення є - необхідність розрізки намотаного ярма на дві частини, - необхідність порізки пластин та шихтування їх в стрижень, - неприйнятність для багатофазних індукційних пристроїв Відома конструкція магнітопроводу за патентом Франції № 2190007, кл H01F3/00, що має замкнене за периметром ярмо, намотане зі стрічки електротехнічної сталі, стержень під обмотки, зібраний з пластин електротехнічної сталі та встановлений між торцевими відносно стрижня ділянками ярма, який примикає до площини стрічки його внутрішнього витка Недоліками відомої конструкції є - необхідність точної калібровки ярма відносно (О (О 46630 осьової довжини стрижня, - шліфування торця стрижня, - збільшення нагріву магнітопроводу та енергетичних втрат в індукційному пристрої, оскільки магнітний потік зі стрижня потрапляє в площину витків ярма, що значно збільшує вихрові струми Крім того, порока пластин, шихтування їх в стрижні, шліфування торців стрижня та підвищена точність калібровки ярма збільшують витрати на виготовлення магнітопроводу Відома конструкція за патентом Великобританії № 2098403, кл H01F27/24, що має намотані зі стрічки електротехнічної сталі стежень під обмотки та ярмові ділянки у вигляді торів, з'єднаних з покладеними навпроти торцями стрижня Стрижень поділено на два концентри На внутрішній концентр стрижня встановлюються обмотки, а ЗОВНІШНІЙ концентр встановлюється зверху обмоток, закриваючи їх Ярмові тори перекривають торці внутрішнього та зовнішнього концентрів стержня Така конструкція зменшує витрати на виготовлення магнітопроводу та збирання індукційного пристрою, а також витрати обмотувального проводу, оскільки обмотка намотується на внутрішній концентр стрижня, що має зменшений діаметр Недоліками відомої конструкції магнітопроводу є, - підвищені нагрів ярма та енергетичні втрати при експлуатації індукційного пристрою, оскільки магнітний потік між ЗОВНІШНІМ та внутрішнім концентрами стрижня замикається перпендикулярно площинам витків ярмових торів, - підвищені нагрів та втрати у стрижні, оскільки ширина рулону електротехнічної сталі не є достатньою для отримання стрічок, порізаних впоперек и прокату для намотки концентрів стрижня ВІДПОВІДНО, стрічки ріжуться вздовж прокату сталі, й у стрижнях магнітний потік спрямовано впоперек її прокату, - перегрів обмоток, оскільки вони закриті ЗОВНІШНІМ концентром стрижня Відома конструкція магаїтопровода за заявкою ФРН № 4030124, кл H01F27/24, що має два циліндричні стрижні під обмотки та дві прямокутні Побразні ділянки ярма Циліндричні стрижні під обмотки виконуються шляхом намотування стрічки електротехнічної сталі на оправці, просочування отриманого пакета шарів стрижня епоксидним компаундом, полімеризації поздовжнього розрізу однієї стінки циліндру та бандажування Ярмові ділянки виконуються шляхом намотування стрічки електротехнічної сталі на прямокутну оправку, просочування епоксидним компаундом, полімеризації та розрізання на дві П- образні ярмові ділянки У магнітопроводі площини зрізів ярмових ділянок поперечними крайками своїх витків примикають до поздовжніх крайок шарів циліндричних стержнів За єдністю ознак беремо цю конструкцію та спосіб за прототип Недоліками відомої конструкції магнітопроводу є - необхідність розрізки ярма на дві П- образні ділянки та поздовжнього розрізу стрижнів, - збільшена витрата сталі на стрижні через наявність в них осьових каналів, ВІДПОВІДНИХ ДО діаметра намотувальних оправок, та на ярма, оскільки квадратний перетин ярма має повністю перекривати окружність перетину стрижня та описувати її, - збільшені втрати та нагрів магнітопроводу, оскільки стрижень намотано зі стрічки, отриманої під час поздовжнього розкрою електротехнічної сталі, й магнітний потік у стержні направлено впоперек її прокату В основу винаходу покладене завдання розробки конструкції та способу виготовлення магнітопроводу, що забезпечили б зменшення матеріаломісткості магнітопроводу, працемісткості та витрат на його виготовлення, а також нагріву та енергетичних втрат в індукційних пристроях з його використанням Рішення поставленого завдання забезпечує магнітопровід індукційного пристрою, що містить стрижень у вигляді пакета шарів електротехнічної сталі, паралельних його осі, та ярмо, намотане зі стрічки електротехнічної сталі, за рахунок того, що поздовжні крайки шарів стержня примикають до радіальної площини ярма, перекриваючи поздовжні крайки шарів його витків у радіальному напрямку Для зменшення витрат на виготовлення, стрижень виконано у вигляді багатовиткової витягнутої за віссю стрижня петлі, намотаної зі стрічки електротехнічної сталі та опресованої до зближення площин стрічки внутрішнього витка Для підвищення коефіцієнта заповнення перетину стрижня сталлю за рахунок виключення хвильоутворень внутрішніх витків петлі, стержень виконано з кількох суміжних петель зменшеної товщини, зібраних в пакет, що відповідає перетину стрижня Для зменшення витрат електротехнічної сталі за рахунок зменшення середнього периметру витків ярма, ярмо поділене на дві паралельні ярмові ділянки, що примикають до протилежних повздовжніх крайок шарів стрижня Для використання в багатофазових індукційних пристроях магнітопровід містить декілька стрижнів під обмотки, що розташовані аксіальне та розділені й обмежені примикаючими до них ярмовими ділянками Вирішенню поставленого в основу винаходу завдання сприяє спосіб виготовлення магнітопроводу індукційного пристрою, що включає розкрій електротехнічної сталі на стрічки з поздовжнім напрямком прокату сталі, намотування на прямокутну оправку ярма, намотку на циліндричну оправкутора стрижня, його подальшого висвободження від оправки та опресування до зближення площин стрічки його внутрішнього витка, утворюючи витягнуту за віссю стержня петлю При цьому для стрижня намотують декілька торів зі зменшеною КІЛЬКІСТЮ ВИТКІВ, з яких після опресовки набирають пакет стрижня заданого перерізу Технічний результат, що досягається при використанні винаходу - значно знижується працемісткість виготовлення магнітопроводу за рахунок використання намотки ярм та стрижнів магнітопроводу, що ви 46630 здовжніми крайками шарів 6 своїх витків При цьоключає нарізку пластин для стержнів та розрізку му зменшується й осьова довжина стрижнів 2 на ярм, величину зменшення радіального перерізу ярма - зменшуються втрати та нагрів елементів маДля трифазного виконання та більшої КІЛЬКОСТІ гнітопроводу та індукційного пристрою з його вифаз на ярмі 1 або між ярмовими ділянками 7 та 8 користанням за рахунок того, що магнітний потік в розташовано в одній площині декілька стрижнів 2 петлях направлено вздовж напрямку прокату стапід обмотки (фіг 2 та 3) лі, - зменшено витрату сталі за рахунок розділенУ виконанні для каскадних індукційних приня ярма на дві паралельні ділянки, що зменшує строїв (фіг 4) кілька стрижнів під обмотки розташосередній периметр витків ярма та осьовий розмір вані аксіально, обмежені ярмовими ділянками 9 та стрижнів, розділені ярмовими ділянками 10 При цьому в розділяючи ярмові ділянки 10 надходить магнітний - забезпечується придатність для однофазних потік від двох примикаючих до них стрижнів 2 та багатофазних конструкцій Всередині ярмових ділянок мають розміститися Сутність винаходу пояснюється нижченаведеобмотки, що виступають від цих стрижнів ВІДПОВІним описом та малюнками, де на фіг 1 показано ДНО ширину цих ділянок збільшено до потрібного вигляд в плані магнітопроводу для однофазного розміру пристрою з одним ярмом На фіг 2 - вигляд в шині трифазного магнітоПри роботі індукційного пристрою магнітний проводу з ярмом, розділеним на дві паралельні потік в стрижнях проходить до ярмових ділянок ділянки вздовж напрямку прокату електротехнічної сталі та переходить з поздовжніх крайок шарів петель 5, На фіг 3 - вигляд за стрілкою А фіг 1 що утворюють стержні, в поздовжні крайки шарів На фіг 4 - вигляд збоку магнітопроводу з роз6, що утворюють витки ярма діленням стрижнів Магнітопровід у виконанні для однофазного При виготовленні магнітопроводу за винахоіндукційного пристрою (фиг 1) містить намотані зі дом рулон електротехнічної сталі розкроюють на стрічки електротехнічної сталі з поздовжнім настрічки завданої ширини з напрямком прокату стапрямком прокату ярмо 1 та стежень 2 під обмотки лі вздовж довжини стрічок 3 отриманих стрічок на З (вказані штрихпунктирними ЛІНІЯМИ) прямокутну оправку намотують ярмо 1 або ярмові ділянки 7 та 8 Стрижень 2 може бути виконаний у вигляді пакета пластин електротехнічної сталі, що утворюСтрижні намотують з отриманих стрічок на циють шари 4, паралельні осі стержня, або у вигляді ліндричні оправки, отримуючи тори зі зменшеною багатовиткових, втягнутих вздовж осі стрижня пеКІЛЬКІСТЮ витків Тори знімають з оправок та опретель 5, що утворюють шари пакета стрижня совують до зближення площин стрічок їх внутрішніх битків, отримуючи витягнуті за віссю стрижня Поздовжні крайки шарів 4 стрижня 2 примикапетлі 5 Петлі 5 вкладають суміжно з площинами ють до радіальної площини ярма 1, перекриваючи стрічок в пакет, ВІДПОВІДНИЙ ДО перерізу стрижня 2 поздовжні крайки шарів 6 його витків у радіальному напрямку Збирання індукційного пристрою з магнітопроводом за винаходом здійснюється за традиційною Найбільш доцільно стрижень 2 формувати із технологією збільшеної КІЛЬКОСТІ петель 5 зі зменшеною КІЛЬКІСТЮ витків з подальшим збиранням їх в петлі та Завдяки тому, що в усіх варіантах поздовжні опресуванням до зближення суміжних площин крайки шарів стрижнів примикають до поздовжніх стрічки внутрішніх витків петель 5 крайок витків ярма, не трапляється перетину магнітним потоком площин стрічки сусідніх витків, що Ярмо 1 доцільно виконати з двох паралельних значно покращує електромагнітні та експлуатаційділянок 7 та 8 (фіг 3) зі зменшеною КІЛЬКІСТЮ ВИТКІВ ні характеристики індукційного пристрою та ВІДПОВІДНО зменшеним середнім периметром витків ярма за рахунок розгалуження магнітного Крім того, розташування обмоток у межах ярпотоку мових ділянок покращує компактність пристрою, його масогабаритні характеристики, а також умови Ділянки 7 та 8 ярма 1 примикають до протимонтажу та експлуатації лежних поздовжніх крайок шарів 4 стрижнів 2 по 46630 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна (044) 456 - 20 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71