УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОХЛАЖДЕНИЯ И КРЕПЛЕНИЯ СИЛОВОГО МОТОЧНОГО УЗЛА

Полезная модель относится к конструированию устройств для охлаждения и крепления моточных узлов, работающих в широком диапазоне частот, и предназначена для использования в устройствах электропитания различных технических средств.
Известно устройство для охлаждения моточного узла (Заявка на изобретение RU №93039896, 1996 г, МПК: Н01F 27/08), герметизированного электроизоляционным теплопроводным компаундом, содержащее тороидальный сердечник с обмоткой, узел крепления в виде винта с пластиной, прилегающей к торцевой поверхности обмотки, и теплопроводный элемент, выполненный в виде пластины с оребрением.
Недостатком данного устройства является его ограниченное применение в связи с малой эффективностью охлаждения.
Известно устройство для охлаждения моточного узла (Заявка на изобретение RU №93039890, 1996 г., МПК: Н01F 27/08), содержащее тороидальный сердечник с обмоткой, монтажную плату, узел крепления в виде винта с пластиной, прилегающей к торцевой поверхности обмотки, и теплопроводный элемент, укрепленный на боковой поверхности обмотки и выполненный в виде разрезного кольца с ребрами по образующей, имеющими вырезы, обращенные к монтажной плате. При этом моточный узел герметизирован электроизоляционным теплопроводным компаундом.
Недостатком данного устройства является невысокая эффективность охлаждения.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемым результатам к предлагаемому техническому решению является устройство
для охлаждения и экранирования моточного узла (Патент на полезную модель RU №65287, 2007 г., МПК: H01F 27/08), преимущественно тороидального. Устройство содержит теплопроводный элемент, охватывающий моточный узел, включающий тороидальный сердечник с обмоткой, и электроизоляционную нетеплопроводную подставку, прилегающую к внешней торцевой поверхности обмотки и контактирующую с теплопроводным элементом. При этом теплопроводный элемент выполнен многослойным из различных металлов, а объем между обмоткой и теплопроводным элементом заполнен электроизоляционным теплопроводным компаундом.
Недостатком данного устройства является его ограниченное применение, преимущественно для охлаждения моточных узлов с тороидальным сердечником.
Технический результат, на достижение которого направлено предлагаемое техническое решение, заключается в обеспечении эффективного охлаждения и надежного крепления силового моточного узла при механических воздействиях.
Технический результат достигается тем, что устройство для охлаждения и крепления моточного узла содержит теплопроводный элемент, моточный узел, включающий сердечник и обмотку с контактными выводами. Причем, теплопроводный элемент выполнен в виде двух радиаторов, охватывающих моточный узел. Радиаторы взаимодействуют с сердечниками посредством пазов, выполненных на внутренних поверхностях радиаторов и соединенных между собой. При этом в устройство вновь введена монтажная плата и фиксирующее устройство. Монтажная плата выполнена с контактами и размещена между верхним радиатором и верхней торцевой поверхностью катушек обмотки. Фиксирующее устройство включает ленточный хомут с вкладышами и крепежным элементом. Ленточный хомут размещен в пазах
на внешних поверхностях радиаторов с возможностью охвата их и боковой поверхности сердечника.
При этом катушки обмотки установлены в два ряда с зазором между их торцевыми поверхностями. Радиаторы выполнены с ребрами на боковых поверхностях и пазами на внутренних и внешних поверхностях. Причем, пазы на внутренних поверхностях радиаторов имеют криволинейную форму, идентичную форме сердечников, а на внешней поверхности радиаторов выполнены пазы П-образной формы для установки ленточного хомута.
Сущность полезной модели поясняется чертежами Фиг.1 - Фиг.8, где:
Фиг.1 - общий вид устройства для охлаждения и крепления силового моточного узла;
Фиг.2 - вид устройства сбоку;
Фиг.3 - вид устройства сверху;
Фиг.4 - вид устройства снизу;
Фиг.5 - вид верхнего радиатора сверху;
Фиг.6 - вид верхнего радиатора снизу;
Фиг.7 - вид нижнего радиатора сверху;
Фиг.8 - вид монтажной платы.
Устройство для охлаждения и крепления силового моточного узла содержит два радиатора 1, 2 охватывающих моточный узел 3, фиксирующее устройство 4 (Фиг.1). Моточный узел 3 включает сердечник 5 и обмотку в виде катушек 6, а также монтажную плату 7. Сердечник 5 состоит из двух скоб, охватывающих катушки 6 (Фиг.2).
Радиаторы 1, 2 закреплены при помощи фиксирующего устройства 4, включающего ленточный хомут 8, с вкладышами 9 и крепежный элемент 10. Ленточный хомут 8 охватывает радиаторы 1, 2 и боковую поверхность сердечника 5, проходя через отверстия катушек 6 и прямоугольное окно 21 монтажной платы 7 (Фиг.3, 8).
Радиаторы 1, 2 выполнены монолитными с криволинейными пазами 11, 12 на внутренних поверхностях, посредством которых осуществляют взаимодействие с торцевыми поверхностями сердечника 5. Форма пазов 11, 12 идентична форме сердечников 5 (Фиг.6, 7).
На внешних поверхностях радиаторов 1, 2 выполнены пазы 13, 14 П-образной формы для размещения ленточного хомута 8 (Фиг.5, 7).
Радиаторы 1, 2 выполнены с вертикальными ребрами 15, 16 на боковых поверхностях (Фиг.3, 4, 5, 6).
Катушки 6 с контактными выводами 19, расположенными со стороны их наружных торцевых поверхностей, установлены в два ряда с зазором между торцевыми поверхностями 17, 18, обеспечивающим циркуляцию воздуха, (Фиг.2).
Монтажная плата 7 выполнена с контактами 20, прямоугольным окном 21 для выхода сердечника 5 и размещена между верхним радиатором 1 и катушками 6. При этом она контактирует пазом 22 с выступами 23 радиатора 1, а ребрами 24 с торцевыми поверхностями 25, 26 катушек 6 (Фиг.2, 6, 8).
Сборка устройства для охлаждения и крепления силового моточного узла осуществляется следующим образом. Сердечник 5, выполненный в виде скоб, устанавливают в центральные отверстия каркаса катушек 6, охватывая их поверхности. Устанавливают монтажную плату 7, которая ребрами 24 контактирует с торцевыми поверхностями 25, 26 катушек 6.
При этом в прямоугольном окне 21 монтажной платы 7 размещают сердечник 5 с выходом над ее поверхностью, образуя, таким образом, моточный узел 3 (Фиг.1, 2, 8).
Моточный узел 3 нижней скобой сердечника 5 (Фиг.1) устанавливают в паз 12 криволинейной формы нижнего радиатора 2 (Фиг.7). Форма паза идентична форме сердечника 5. Затем помещают ленточный хомут 7 в паз 14 П-образной формы радиатора 2 (Фиг.7), с выходом через центральные отверстия каркаса катушек 5 в прямоугольное
окно 21 монтажной платы 7. В паз 22 монтажной платы 7 (Фиг.8) устанавливают верхний радиатор 1 (Фиг.1), который взаимодействует с верхней торцевой поверхностью сердечника 5 (Фиг.2) посредством криволинейного паза 11 (Фиг.6), выполненного на внутренней поверхности радиатора 1. Криволинейный паз 11 также имеет форму, идентичную форме сердечника, обеспечивая контакт с торцевой поверхностью сердечника 5. Выступы 23 верхнего радиатора 1 контактируют с поверхностью паза 22 монтажной платы 7 (Фиг.6, 8). После предварительной установки вкладышей 9 в ленточный хомут 8 последний стягивается крепежным элементом 10, фиксируя все элементы устройства (Фиг.3).
Контактные выводы 19 катушек 6 соединяются проводниками с контактами 20 монтажной платы 7 (Фиг.2, 3).
Посредством отверстий 27 в крайних ребрах 28 нижнего радиатора 2 заявляемое устройство крепится к изделию (Фиг.4).
Примером использования устройства для охлаждения и крепления моточного узла может служить трансформатор силовой, установленный на корпусе изделия и предназначенный для применения в устройствах электропитания различных технических средств.
Устройство для охлаждения и крепления моточного узла включает два радиатора 1, 2, охватывающих моточный узел 3, и фиксирующее устройство 4.
Моточный узел 3 включает сердечник 5 и монтажную плату 7. Сердечник 5 состоит из двух скоб, охватывающих четыре катушки 6 (Фиг.2). Скобы сердечника 5 выполнены из ленты стальной электротехнической, холоднокатаной, анизотропной марки 3423 методом намотки в виде прямоугольной рамки с радиусами большой величины с последующей разрезкой на скобы. Скобы сверху и снизу установлены в центральные отверстия каркаса катушек 6, охватывая их поверхности. Радиаторы 1, 2 в виде скоб установлены на скобах сердечника 5 и
соединены вместе с монтажной платой 7 фиксирующим устройством 4. Взаимодействие монолитных радиаторов 1, 2 со скобами сердечника 5 осуществляется посредством пазов криволинейной формы 11, 12, выполненных на внутренних поверхностях радиаторов 1, 2. Форма пазов 11, 12 идентична форме сердечников 5 и позволяет обеспечить максимальное контактирование радиаторов 1, 2 со скобами сердечника 5. При этом катушки 6 установлены с зазором между торцевыми поверхностями 17, 18, позволяющим обеспечить циркуляцию воздуха, увеличивая тем самым теплоотдачу. Для обеспечения технологичности монолитные радиаторы 1, 2 выполнены, например, литьем из алюминиевого сплава. Боковые поверхности радиаторов 1, 2 выполнены с вертикальными ребрами 15, 16 (Фиг.3, 4, 5, 6, 7), ориентированными в противоположные стороны, что позволяет увеличить эффективность теплоотвода. Ленточный хомут 8 охватывает радиаторы 1, 2 и боковую поверхность сердечника 5, проходя через отверстия катушек 6 и прямоугольное окно 21 монтажной платы 7 (Фиг.3). В крайних ребрах 28 нижнего радиатора 2 выполнены сквозные отверстия 27, обеспечивающие крепление силового трансформатора к корпусу изделия (Фиг.1, 4).
Предлагаемая конструкция устройства для охлаждения и крепления силового моточного узла позволяет повысить эффективность охлаждения и надежность крепления силового моточного узла при механических воздействиях.