Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

(57) Магнитная система трансформатора, состоящая из трех стержней и двух ярм, изготовленных из пластин электротехнической стали, уложенных слоями в пакеты, пластины крайних стержней системы соединены с ярмами косыми стыками, пластины среднего стержня имеют один прямоугольный конец, состыкованный с боковой кромкой пластин одного из противолежащих ярм, а другим двусторонне скошенным концом входят в V-образные высечки в пластинах другого из противолежащих ярм или в незаполненные площади составных пластин, отличающаяся тем, что линии стыков пластин ярм и стержней разнесены в каждых четырех следующих друг за другом слоях более чем в две плоскости, пластины среднего стержня имеют скосы разной длины, вершины V-образной высечки в ярмовых пластинах смещены от оси среднего стержня, пластины ярм и пластины среднего стержня уложены через слой с разворотом на 180° вокруг вертикальной оси и через слой с разворотом вокруг горизонтальной оси.

Текст

Магнитная система трансформатора, состоящая из трех стержней и двух ярм, изготовленных из пластин электротехнической стали, уложенных слоями в пакеты, пласти ны крайних стержней системы соединены с ярмами косыми стыками, пластины среднего стержня имеют один прямоугольный конец, состыкованный с боковой кромкой пластин одного из противолежащих ярм, а другим двусторонне скошенным концом входят в V-образные высечки в пластинах другого из противолежащих ярм или в незаполненные площади составных пластин, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что линии стыков пластин ярм и стержней разнесены в каждых четырех следующих друг за другом слоях более чем в две плоскости, пластины среднего стержня имеют скосы разной длины, вершины V-образной высечки в ярмовых пластинах смещены от оси среднего стержня, пластины ярм и пластины среднего стержня уложены через слой с разворотом на 180° вокруг вертикальной оси и через слой с разворотом вокруг горизонтальной оси. Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в трансформаторостроении. В настоящее время магнитные системы трансформаторов, у которых пластины среднего стержня с одного конца скошены, а с другого конца - прямоугольные, находят все большее применение Известна магнитная система [1], у которой пластины среднего стержня имеют с одного конца односторонний скос, а с другого - прямоугольные. Наилучшей среди магнитных систем с вышеуказанным строением пластин среднего стержня оказалась магнитная система, у которой пластины среднего стержня на од ном конце двусторонне скошены, а на другом - прямоугольные. Именно эту систему следует принять в качестве прототипа для заявляемого решения [2]. Магнитная система трансформатора, состоящая из трех стержней и двух ярм, изготовленных из пластин электротехнической стали, уложенных слоями в пакеты, пластины крайних стержней системы соединены с ярмами косыми стыками, пластины среднего стержня имеют один прямоугольный конец, состыкованный с боковой кромкой пластин одного из противолежащих ярм, а другим двусторонне симметрично скошенным концом входят в V-образные высечки в пластинах другого из противолежащих ярм С > о ел о Пакеты системы прототипа сложены из групп слоев, каждая группа содержит два слоя Оба слоя содержат одни и то же пластины, но в каждом из слоев группы пластины уложены по-разному, так чго стыки 5 пластин ярм и стержней разнесены в две плоскости, не совпадают при наложении слоев группы друг на друга. Недостатком прототипа, который препятствует получению технического эффекта - 10 снижения потерь и тока холостого хода является тот факт, что в его конструкции стыки не разнесены более чем в две плоскости. Если сдвигать одинаковые по длине пла- 15 стины среднего стержня, то благодаря изменению глубины высечки в ярмовой пластине можно обеспечить стыковку скошенного конца пластины среднего стержня с одним ярмом, но прямоугольный конец пластины 20 оторвется на шаг от пластины другого ярма. Задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в таком усовершенствовании конструкции магнитной системы трансформатора, которое позволило бы рас- 25 положить линии стыков более чем в двух плоскостях, сохранив при этом экономию стали и обеспечить, болььшую простоту изготовления. Поставленная задача решена в конст- 30 рукции магнитной системы трансформатора, состоящей из трех стержней и двух ярм, изготовленных из пластин электротехнической стали, уложенных слоями в пакеты, пластины крайних с т е р ж н е й системы 35 соединены с ярмами косыми стыками, пластины среднего стержня имеют один прямоугольный конец, состыкованный с боковойо кромкой пластин одного из противолежащих ярм, а другим, двусторонне скошенным, 40 концом входят в V-образные высечки в пластинах другого из противолежащих ярм или в незаполненные площади составных пластин, линии стыков пластин ярм и стержней разнесены в каждых четырех следующих 45 друг за другом слоях более чем в две плоскости, пластины среднего стержня имеют скосы разной длины, вершины V-образной высечки в ярмовых пластинах смещены от оси среднего стержня пластины ярм и пла- 50 стины среднего стержня уложены через слой с разворотом на 180° вокруг вертикальной оси и через слой с разворотом вокруг горизонтальной оси. Отличие от прототипа заключается в 55 "том, что линии стыков пластин ярм и стержней разнесены в каждых четырех следующих друг за другом слоях более чем в две плоскости, пластины среднего стержня имеют скосы размой длины, вершины. V-образной височки R ярмовых пластинах смещены от оси среднего стержня, пластины ярм и пластины среднего стержня уложены через слои с разворотом на 180° вокруг вертикальной оси и через с'лой с разворотом вокруг горизонтальной оси. Между совокупностью отличительных признаков и достигаемых техническим результатом имеется причинно-следственная связь. Предположим, что скосы пластины среднего стержня так же как и у прототипа, имеют одинаковую длину и вершины высечек не смещены от оси среднего стержня. При таком предположении один конец пластины среднего стержня представляет собою равнобедренный треугольник и при повороте на 180° вокруг вертикальной оси старые и новые линии стыка среднего стержня с ярмом совместятся, размещение их в разных плоскостях не будет реализовано. Эффект улучшения характеристик холостого хода не достигается. Разворот слоев на 180° вокруг горизонтальной оси (или, что то же, развороты на 180° пластин ярм и среднего стержня) обеспечивают, например, перекрытие пластинами следующего слоя зазора в стыке прямоугольного конца пластины среднего стержня с пластиной ярма в предыдущем стыке. Если в качестве второго слоя взять первый слой, повернутый на 180° вокруг верти кальной оси, то стыки прямоугольного конца совпадут в двух слоях подряд Только совместно повороты вокруг горизонтальной и вертикальной оси размещают линии стыков среднего стержня с ярмами более чем в двух плоскостях. Что касается структуры стыков пластин крайних стержней с пластинами ярм, то в описании прототипа [2] эта структура не раскрыта, линии стыка изображены символически, поскольку при любом повороте слоев они совпадают. В нижеприведенном описании раскрыты два из ряда возможных конструкторских решений в части указанной структуры, которые обеспечивают размещение линий стыков в слоях группы в ^четырех плоскостях, несовпадение линий стыков ни в какой паре слоев группы из четырех слоев. При этом во всех четырех слоях пакетов системы используется один и тот же набор пластин четырех типоразмеров как и у прототипа т.е. система сравнительно проста в изготовлении. Нетрудно показать, что признак разнесения стыков более чем в две плоскости в соединении с признаками разворотом на 6465 180° дает возможность построить обычным конструкторским расчетом более чем два варианта структур стыков пластин крайнего стержня с пластинами ярм, при котором эти стыки разнесены в четыре плоскости. 5 Если уменьшать разницу между длинами скосов пластины среднего стержня, то в пределе получим номинально симметричные скосы (скосы отличаются по длине в пределах допуска на длину). Это частный 10 случай общего решения, при котором сохраняется разнесение стыков крайних стержней и ярм в четыре плоскости, а стыки среднего стержня разнесены в две плоскости. 15 Раздел "суть изобретения" завершаем указанием на дополнительный эффект внедрения изобретения: снижение шума трансформатора не менее чем на 2 дБА. Сущность изобретения и возможность 20 его реализации поясняется чертежами и дальнейшим описанием. На фиг.1 показано расположение пластин ярм и стержней в принятом за первый слое пакета магнитной системы. 25 На фиг.2 - расположение пластин во втором слое. На фиг.З - в третьем слое. На фиг.4 - в четвертом слое. На фиг.5 показано расположение линий 30 стыков пластин ярм и стержней при наложении друг на друга всех четырех слоев групп, из которых складывается пакет. На фиг.6 показано, что стыки пластин крайних стержней с ярмами (с зазорами 35 между пластинами, поскольку длины пластин задаются только с отрицательным допуском) разнесены в четыре плоскости. На фиг.7 показано, что стыки пластин среднего стержня с ярмовыми пластинами 40 разнесены в 3 плоскости. На фиг.8 показан один вариант конструкции с составной пластиной ярма. На фиг.9 показан другой вариант конструкции с составной пластиной ярма и другой 45 вариант, по сравнению с фиг. 1-4 и фиг.8, из возможных структур стыков крайних стержней и ярм. На фиг.1,2,3,4 цифровые обозначения ярмовых пластин 1,2, пластин 3 крайних 50 стержней и пластин 4 среднего стержня одни и те же. В первом слое (фиг.1) ярмовая пластина 1, имеющая V-образную высечку, расположена в одном ярме, верхнем, а ярмовая пла- 55 стина 2, не имеющая высечки, - в противолежащем, нижнем, ярме. Линия стыка пластины 3 правого крайнего стержня с пластиной 2 проходит по биссектрисе угла окна системы, а линия стыков той же пласти ны 3 с пластиной 1 смещена от биссектрисы соответствующего окна системы по оси стержня в наружную сторону (вверх), так же как и линия стыка той же пластины 1 с другой пластиной 3 левогокрайнего стержня, зато стык левой стержневой пластины 3 с пластиной 2 смещен от биссектрисы угла окна во внутреннюю сторону. Вершина V-образной высечки в пластине 1 и короткий скос конца пластины 4 среднего стержня расположены справа от оси среднего стержня, а прямоугольный конец пластины 4 среднего стержня состыкован с боковой кромкой пластины 2. Во втором слое фиг.2 пластины ярма и среднего стержня занимают положение, которое получается, если первый слой развернуть на 180° вокруг горизонтальной оси слоя. Во втором слое все линии стыков расположены в других плоскостях по сравнению с линиями стыков в первом слое (фиг.1). Так, стык пластины 2 верхнего ярма с пластиной 3 левого стержня располагался в первом слое выше биссектрисы угла окна, а теперь располагается ниже биссектрисы, вместо стыка по ломаной линии пластины среднего стержня и верхнего ярма состыкованы по прямой, а в правом углу правого окна системы линия стыков пластин 2 и 3 проходят по биссектрисе угла окна. В третьем слое (фиг.З) пластины ярма и среднего стержня занимает положение, которое получается, если первый слой развернуть на 180° вокруг вертикальной оси (оси среднего стержня). Короткий скос пластины 4 среднего стержня и вершина высечки в пластине 1 верхнего стержня теперь расположены слева от оси среднего стержня, тогда как в первом слое они расположены справа. Это дает возможность разнести линии стыка в третьи плоскости, не совпадающие с плоскостями, где расположены линии стыка пластин верхнего ярма со средним стержнем в первом (фиг.1) и втором (фиг.2) слоях. То же и в части стыков пластин ярма с пластинами 3 крайних стержней. В правом углу правого окна слоя линия стыка пластины 1 и 3 проходит выше (дальше в наружную сторону) от биссектрисы, чем в первом слое, и не совпадает с биссектрисой угла окна, как во втором слое. В четвертом слое (фиг.4) пластины ярма и среднего стержня занимают положение, которое получается, если второй слой развернуть на 180° вокруг вертикальной оси. Стыки пластин 3 с пластинами верхнего ярма оказываются разнесенными в четыре плоскости. Действительно, в верхнем правом углу правого окна в первом слое (фиг.1) 6465 линия стыка проходит над биссектрисой угла окна, во втором слое (фиг.2) линия стыка проходит по биссектрисе угла окна, в третьем слое (фиг.З) - выше чем в первом слое, а в четвертом слое (фиг.4) линия стыка проходит под биссектрисой угла окна. Что касается линий стыка пластин 4 среднего стержня с верхним ярмом, то они оказываются разнесенными в три плоскости, поскольку во втором слое (фиг.2) и четвертом (фиг.4) линии стыков прямоугольного конца пластины 4 с пластиной 2 совпадают. Четыре описанных слоя составляют группу, из таких групп набирается весь пакет. Для наглядности разнесение линий стыков в разные плоскости в четырех слоях пакета магнитной системы показано дополнительно на фиг.5. Сплошными линиями показаны линии стыков в первом (фиг,1) слое, линиями с кружками - во втором (фиг.2), линиями с крестиком - в третьем (фмг.З) и пунктиром в четвертом (фиг.4). В сечении пакета через стыки пластин крайних стержней с ярмом (сечение А-А на фиг.5), как видно из фиг.6, зазоры в стыках расположены в че г ырех плоскостях. В сечении че^ аз л и ы У стыков плгатин среднего стержни с ярм > * (сечение В 3 на фиг.5), как видно из фиг /, зазоры в сшках расположены в трэх пл« скостях. Таким образо* , стьки разнесены « каждых чегырех слоя бол'эе чем в две п оскости. Из технологических соображени 1 для трансформатороь большой мощности пластины ярма могут выполняться составными (разрезными). Од!1н вариант (разрез по сто-в роне высечки) пр дставлен на фиг.8. О'* разреза увеличивав ся ток холостого х* да, а главный показате )ь качества - потери холостого хода - изме іяется мало. 8 Пока технологически затруднительно осуществить наклон хотя бы одной из кромок высечки и, соответственно, хотя бы одного скоса пластины среднего стержня под 5 углом, несколько'отличающимся от 45°. В этом случае вершину высечки можно не сносить от оси среднего стержня, а перекрытие стыков будет осуществляться за счет разного наклона линий стыков. 10 На фиг. 9 показана пластина ярма с разрезом через вершину высечки перпендикулярно оси ярма, а, кроме того, показан еще один вариант из возможного ряда вариан15 тов структуры стыков пластины ярма и пластин крайних стержней, при которых будет выполняться признак разнесения стыков более чем в две плоскости, изложенный в формуле. 20 При работе трансформатора, в связи с разнесением стыков более чем в две плоскости, создаются более благоприятные условия по сравнению с [2] для перехода магнитного потока, циркулирующего по пла25 стинам, через зазоры в стыках (фиг.6, фиг.7). Это видно уже хотя бы из того, что при разнесении линий стыков в 2 плоскости у [2] зазоры занимают в каждой из этих двух плоскостей 50% сечения, а при разнесении сты30 ков в 4 плоскости - всего 25% от площади сечения, мысленно проведенного перпендикулярного к плоскости чертежа через середины зазоров на фиг.6, 7. 35 Плотность магнитного потока, проходящего через зазоры, будет меньшей, чем резко снижает ток холостого хода, плотность поперечных потоков, выходящих из пластины перед зазором, чтобы обойти зазор по 40 стали соседних пластин, при значении стыков более чем в две плоскости снижается, а это снижает потери холостого хода. ?'гпф X I \ 6465 Фиг, 5 по л-л Г/////Д ////// \

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Magnetic transformer system

Автори англійською

Afiian Oleksii Semenovych, Biki Mengert Akoshevych, Ivanchenko Oles Mykolaiovych

Назва патенту російською

Магнитная система трансформатора

Автори російською

Афиян Алексей Семенович, Бики Меньгерт Акошевич, Иванченко Олесь Николаевич

МПК / Мітки

МПК: H01F 27/245

Мітки: система, магнітна, трансформатора

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/8-6465-magnitna-sistema-transformatora.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Магнітна система трансформатора</a>

Подібні патенти