Пакет стрижневої шихтованої магнітної системи трансформатора

Пакет стрижневої шихтованої магнітної системи трансформатора, складений з шарів стальних пластин, які входять у склад трьох стрижнів та двох ярм, стрижні та ярма розділені вікнами пакета, пакет має дві вузькі та, прінаймні, одну широку пластину в кожному ярмі, а стрижні пакета складені з двох пластин - широкої та вузької, зістикованих поздовжніми крайками, пластини, що у непарих шарах знаходились в одному крайньому стрижні, в парних шарах укладені в другий крайній стрижень, причому на місце широких пластин укладені вузькі, а на місце вузьких широкі, на місце широкої пластини середнього стрижня в непарному шарі в парному шарі укладена вузька пластина, а на місце вузької - широка, пластини стрижнів та ярм зістиковані між собою по лініях, що складають кут 45° з поздовжніми крайками пластин пакета, який в і д р і з н я є т ь с я тим, що коротші поздовжні крайки обох вузьких пластин кожного ярма розміщені по контурах вікон пакета, відношення ширини широких та вузьких пластин ярм більше за відношення ширини широких та вузьких пластин стрижнів, скошені кінці пластин середнього стрижня вставлені в кожне ярмо, причому при вході в ярмо зістиковані з вузькими пластинами ярм, а далі - зістиковані зі сторонами трикутних висічок а суцільних широких пластинах ярм або з крайками двох частин широких ярмових пластин, розрізаних по стороні висічки. С > NJ О ON Винахід відноситься до сфери електротехніки і може бути застосований в трансформаторобудуванні. Стрижні шихтованої магнітної системи трансформатора несуть на собі обмотки циліндричного окреслення і найбільш ефективною формою поперечного перерізу стрижнів є фігура, близька до круга. Це досягається тим, що стрижні збирають з пакетів стальних пластин, кожний з пакетів в перерізі являє собою прямокутник. Центральний пакет має найбільші ширину і товщину, а обіч нього, здебільшого симетрично, розташовані пакети, розміри яких зменшуються з віддаленням від центрального пакета. Такий набір прямокутників являє собою східчасту фігуру, вписану в круг. У трансформаторів дуже великої потужності ширина центрального або центрального і сусідніх з ним пакетів така, що стандартної ширини рулону електротехнічної сталі не вистачає і доводиться складати такі пакети з двох пластин, які 27061 зістиковані поздовжніми крайками так, що зовнішній контур складаної пластини, як правило, повторює контур суцільних пластин менших пакетів. Через це можна казати про розрізні пластини начебто суцільна пластина розрізана і складена по розрізу. Ярма не несуть обмоток, але рекомендованою є така конструкція, у якої поперечний переріз ярма такий же, як поперечний переріз стрижнів. Ярма, на відміну від стрижнів, можуть складатися не з двох, а з трьох або чотирьох пластин. Виявляється, що від того, як складені стрижні та ярма найбільших пакетів, залежать найважливіші показники ефективності магнітної сістеми трансформатора: витрати та струм холостого ходу трансформатора. В пропонованому технічному рішенні якраз і йде мова про структуру пакетів, в яких кожен стрижень та ярмо в кожному шарі пакета зібрані з кількох пластин, широких та вузьких. Аналогом є структура центрального пакета, описана в японському патенті 11]. В цьому пакеті стрижневої магнітної системи трансформатора, складеному з шарів стальних пластин, які входять в склад трьох стрижнів та двох ярм, стрижні та ярма розділені вікнами пакета, пакет має дві вузькі та дві широкі пластини в кожному ярмі, а стрижні пакета складені з двох пластин - широкої та вузько?. Пластини, що в непарних шарах знаходились в одному з крайніх стрижнів, в парних шарах укладені в другий крайній стрижень, причому на місце широких пластин укладені вузькі і, навпаки, на місце широкої пластини середнього стрижня в непарному шарі в парному шарі укладена вузька пластина, а вузька - на місце широкої. В ярмах пластини, які лежали в непарному шарі з одного боку середнього стрижня, в парному шарі лежать з другого боку, причому широкі - на місцях вузьких, та навпаки. Заміна вузьких пластин широкими, а широких - вузькими робиться заради того, щоб зазори між частинами розрізаних пластин в одному шарі пакета були з обох боків перекриті пластинами сусідніх шарів. Перекриття зазорів дозволяє магнітним потокам в пластинах, як по містках, переходити з однієї частини до другої через сусідні пластини, бо навіть невеликі зазори являють собою великий магнітний опір. Недоліком аналога є та обставина, що в ньому застосована застаріла конструкція магнітної системи, яка і при суціль 5 10 15 20 25 ЗО 35 40 45 50 55 них і при розрізних пластинах призводить до високих втрат та струму холостого ходу трансформатора. Прототипом для пропонованого технічного рішення є структура пакета, приведена в патенті ФРН [2]. Це видно з того, що коли б пластини пакета були суцільними, то структура пакета у пропонованого технічного рішення співпала б зі структурою прототипу, але вся справа в тому, що для розрізних пластин з широкими і вузькими частинами конструкція пакета-прототіпу потребує поліпшення. Недолік прототипу виявляється при розгляді структури ярм. Як і у аналога [1], так і у прототипу [2] і в стрижнях І в ярмах широкі пластини однаково не набагато ширші за вузькі. Таке співвідношення ширин раціональне, коли треба, щоб зазори між частинами розрізних пластин кожного шару перекривались пластинами сусідніх шарів. . Ретельне виконання будь-яким коштом цієї вимоги призвело до того, що у центральній зоні ярма над (під) середнім стрижнем сходяться лінії стикування шести пластин, вся ця зона покрита сіткою розрізів, так що магнітним потокам нема місця для вільного проходу по розрізний пластинк Шляхи магнітних потоків в цій зоні дуже складні, потоки змушені весь час обходити розрізи, переходячи в сусідні шари і назад, а це збільшує втрати та струм холостого ходу. Із сказаного ясно, що головна задача, на рішення якої націлено винахід, складається в поліпшенні умов проходження магнітних потоків в зоні ярм над (під) середнім стрижнем, щоб зменшити втрати та струм холостого ходу; поряд з тим можна суттєво зменшити число типорозмірів пластин, які використовуються в пакеті, а це дає (хоч і невелику) економію дорогої електротехнічної сталі та зменшує трудомісткість виготовлення та складання пакета. Поставлена задача вирішується в пакеті стрижневої шихтованої магнітної системи трансформатора, складеній з шарів стальних пластин, які входять у склад трьох стрижнів та двох ярм, стрижні та ярма розділені вікнами пакета, пакет має дві вузькі та принаймні одну широку пластину в кожному ярмі, а стрижні пакета складені з двох пластин - широкої та вузької, зістикованих поздовжніми крайками, пластини, що у непарних шарах знаходились в одному крайньому стрижні, в парних шарах укладені в другий крайній 27061 стрижень, причому на місце широких пласпластинами ярма не перекриті, як у прототин укладені вузькі, а на місце вузьких типу, пластинами сусідніх шарів, але через широкі, на місце широкої пластини середте, що вузькі пластини ярм мають малі нього стрижня в непарному шарі в парнорозміри, це погіршення незначне у порівму шарі укладена вузька пластина, а на 5 нянні з тим виграшем, який отримано з місце вузької - широка, пластини стрижможливості застосувати суцільну широку нів та ярм зістиковані між собою по лініях, пластину ярма. що складають кут 45° з поздовжніми крайПри використанні винаходу зменшуютьками пластин пакета, коротші поздовжні ся не тільки характеристики холостого хокрайки обох вузьких пластин кожного ярма 10 ду, також зменшується, якоюсь мірою, і розміщені по контурах вікон пакета, відношум трансформатора, бо зменшуються магшення ширин широких та вузьких пластин нітні потоки з одного шару пластин до ярм більше за відношення ширин широких других шарів. та вузьких пластин стрижнів, скошені кінці На фіг.1 показано розміщення пласпластин середнього стрижня вставлені в 15 тин ярм і стрижнів в прийнятому за кожне ярмо, причому при вході в ярмо непарний шарі пакета магнітної системи; вони зметиковані з вузькими пластинами на фіг.2 - те саме, в прийнятому за парний ярм, а далі зістиковані зі сторонами трикутшарі пакета магнітної системи; на фіг.З них висічок в суцільних широких пластите саме, в непарному шарі при викориснах ярм або з крайками двох частин 20 танні розрізних широких пластин ярма; на широких ярмових пластин, розрізаних по фіг.4 - те саме, в парному шарі при стороні висічки. використанні розрізних широких пластин ярма. Ознаки, які відрізняють об'єкт винаходу від прототипу, такі: коротші поздовжні В непарному шарі (фіг.1) пластин пакрайки вузьких пластин кожного ярма роз- 25 кета один крайній стрижень складений із міщені по контурах вікон пакета, відновузької пластини 1 та широкої пластини 2, шення ширин широких та вузьких пластин середній стрижень складений із вузької ярм більше за відношення ширин широких пластини 3 та широкої пластини 2, а та вузьких пластин стрижнів, скошені кінці другий крайній стрижень складений із вузьпластин середнього стрижня вставлені в 30 j кої пластини 3 та широкої пластини 4. кожне ярмо, причому при вході в ярмо Кожне ярмо (верхнє і нижнє) складене із вони зістиковані з вузькими пластинами двох вузьких пластин 5 та однієї широкої ярм, а далі - зі сторонами трикутних випластини 6, яка має трикутну висічку. Як січок в суцільних широких пластинах ярм видно, всі пластини стрижнів та ярм зісабо з крайками двох частин широких ярмо- 35 тиковані між собою по лініях, які нахилені вих пластин, розрізаних по стороні висічдо крайок пластин під кутом 45°, пластики. ни стрижнів зістиковані між собою по поздовжніх крайках, те ж саме і пластини Між сукупністю ознак, які відрізняють ярм. Коротші поздовжні крайки ярмових об'єкт винаходу від прототипу, та одержаним технічним результатом є причинно- 40 пластин 5 розміщені по контуру вікон панаслідковий зв'язок. кета, відношення ширини пластини 6 до Вузькі пластини кожного ярма мають ширини пластини 5 більше, ніж відношенмалі розміри у порівнянні з пластинами ня ширини пластини 2 до ширини пластипрототипу - вони коротші та більш вузькі', ни 1, відношення ширини пластини 2 до • ніж у прототипу. Коротші, бо обидві приля- 45 ширини пластини 3 і відношення ширини гають до вікон пакета, і більш вузькі тому, пластини 4 до ширини пластини 3. що відношення ширини широкої пластини Складені по більших поздовжніх крайярма менше, ніж у прототипу; таким чиках пластини 2 і 3 середнього стрижня ном, домінуючу площу ярма займає сузістиковані своїми скошеними кінцями з цільна широка пластина. Втрати та струм 50 пластинами 5, між якими кінці пластин 2 холостого ходу при використанні суцільі 3 проходять, а далі кінці пластин 2 і З них пластин менші, ніж при використанні зістиковані зі сторонами трикутноі висічки складнорозрізаних пластин ярма у протов пластинах 6 кожного ярма. типу, бо магнітні потоки мають можливість В парному шарі пластин пакета (фіг.2) проходити по ярму, не зустрічаючи в центрі 55 в тому крайньому стрижні, де були розміярма стільки розрізів, скільки їх було у щені на фіг.1 вузька пластина 1 та широка прототипу. пластина 2, розміщені широка пластина 4 та вузька пластина 3, а в другому крайньоЗвісно, ефект винаходу дещо зменму стрижні замість вузької пластини 3 в шується тим, що в кожному шарі пластин непарному шарі (фіг.1) розміщена широка ярма зазори між вузькими та широкою 27061 пластина 2, а замість широкої пластини 4 (фіг.1) розміщена вузька пластина 1. У середньому стрижні пластини 3 та 2 в непарному шарі (фіг. 1) помінялись місцями, так що в парному шарі (фіг.2) зліва розміщена пластина 2, а справа - пластина 3. Таким чином, всі перелічені вище та нижче, в формулі винаходу ознаки пакета випливають з зображень на фіг. 1 та 2, а також з порівняння цих зображень між собою. Якщо порахувати число типорозмірів пластин, застосованих у пакеті-прототипі та в даному рішенні (фіг.1 або 2), то видно, що число типорозмірів пластин, застосованих в пропонованому пакеті {фіг. 1,2), в півтора рази менше, ніж у прототипу (шість проти дев'яти). Під час шихтовки ярма буває незручно маніпулювати з дуже довгими пластинами (три метри і більше). В цьому разі досить часто виконують так званий технологічний розріз широкої пластини, тобто складають розрізну широку пластину ярма (фіг.З). Зовнішній контур розрізної пластини збігається з контуром пластини 6 на 5 10 15 20 25 8 фіг.1. Розрізна пластина складається з двох частин - пластини 6 та пластини 7 на фіг.З. Всі інші пластини на фіг.З (непарний шар) такі ж, як пластини на фіг.1 (непарний шар з суцільною пластиною 6) і таким же чином розміщені. На фіг.4 показано структуру, аналогічну у всьому, окрім широких пластин ярм, структурі на фіг.2. Це структура пакета для парного шару у випадку використання розрізної широкої пластини в кожному ярмі. При включенні трансформатора по всіх пластинах всіх пакетів магнітної системи циркулюють магнітні потоки. В зв'язку з тим, що вузькі пластини ярма мають малі розміри, основний магнітний поток в ярмі проходить по суцільній широкій пластині з висічкою, а це суттєво зменшує магнітний опір в порівнянні з тим опором, який має місце в конструкції прототипу, де центральна зона ярма над середнім стрижнем вся порізана стиками шістьох пластин. Чісленні переходи магнітного потоку в сусідні шари пластин з метою обминути зозори в розрізах, розділ ярмових пластин майже навпіл - ці недоліки прототипу виправляє нова конструкція. 27061 \JC Фіг. З ^ 27061 ФІГ.4 Упорядник Замовлення 550 Техред М. Келемеш Коректор А.Маковська Підписне Державне патентне відомство України, 254655, ГСП, Київ-53, Львівська пл., 8 Відкрите а к ц і о н е р і товариство "Патент", м. Ужгород, вул. Гагаріна, 101