ТРАНСФОРМАТОР

Полезная модель относится к электротехнике, в частности к трансформаторам, используемым в различных электрических устройствах, и касается крепления электрических обмоток на магнитопроводе устройства.
Известен трансформатор, содержащий магнитопровод, на котором установлена катушка с каркасом. В каркасе катушки выполнена полость, через которую пропущена лента из электроизоляционного материала, стягивающая части магнитопровода и фиксирующая на нем катушку с обмоткой, (а.с. СССР №1460744, кл. Н01А 27/30, 1987 г.). Фиксация катушки к магнитопроводу с помощью ленты не обеспечивает необходимую надежность крепления, особенно при появлении нештатных ситуаций, например, при возникновении каких-либо вибраций или других случайных воздействий.
Известен трансформатор, содержащий замкнутый магнитопровод со средним стержнем, на котором размещены первичная обмотка и высоковольтная вторичная обмотка с изоляцией. Вторичная обмотка имеет прямоугольную форму, при этом две противоположные стороны этой обмотки отстоят от оси магнитопровода (Андриевский М.Н. Конструирование элементов радиопередатчиков, устанавливаемых на подвижных объектах. (М., Гос. изд. оборонной промышленности, 1959 г., с.222, фиг.201). Недостатком известной конструкции трансформатора является то, что в нем не предусмотрено устройство для крепления вторичной обмотки на магнитопроводе. Отсутствие надежного крепления обмотки снижает надежность работы трансформатора, т.к. при возникновении каких-либо случайных воздействий на него, например вибраций, механических воздействий и т.п., может произойти смещение вторичной обмотки относительно стержня магнитопровода, на котором она установлена. Смещение вторичной катушки приведет к тому, что неизолированные части витков первичной и вторичной обмоток сблизятся на такое расстояние, при котором возможно возникновение электрических пробоев.
Технической задачей полезной модели является повышение надежности работы трансфоматора, за счет обеспечения надежной фиксации вторичной обмотки на магнитопроводе.
Техническая задача решается тем, что в трансформаторе, содержащем замкнутый магнитопровод, по меньшей мере, с одним окном, образующим стержни, по меньшей мере, на одном из которых размещена первичная обмотка и высоковольтная вторичная обмотка, преимущественно прямоугольной формы, две противоположные стороны которой отстоят от оси магнитопровода, трансформатор снабжен устройством для фиксации вторичной обмотки на магнитопроводе, содержащим, выполненные из жесткого электроизоляционного материала, преимущественно, две пластины, размещенные на магнитопроводе с двух сторон относительно торцов вторичной обмотки, и, преимущественно, два фиксирующих элемента, закрепленных на пластинах в контакте с наружной поверхностью вторичной обмотки, при этом указанные пластины неподвижно соединены с магнитопроводом.
Полезная модель поясняется рисунками.
На рис.1 показан трансформатор с замкнутым магнитопроводом и двумя окнами, у которого обмотки расположены одна в другой, а пластины фиксирующего устройства расположены на наружных торцевых поверхностях магнитопровода.
На рис.2 показан вид по стрелке А на трансформатор.
На рис.3 показан фиксирующий элемент с выступом для установки его в прорезь пластины устройства для фиксации вторичной обмотки.
На рис.4 показан трансформатор с замкнутым магнитопроводом и двумя окнами, у которого обмотки расположены одна в другой, а пластины фиксирующего устройства расположены в окнах магнитопровода.
На рис.5 показан вид по стрелке Б на трансформатор.
На рис.6 показан вид по стрелке В на трансформатор.
На рис.7 показана пластина с фиксирующим окном и пазом для установки фиксирующего элемента.
На рис 8 показан трансформатор с замкнутым магнитопроводом и двумя окнами, у которого обмотки расположены последовательно, а пластины фиксирующего устройства расположены на наружных торцевых поверхностях магнитопровода.
На рис.9. показан трансформатор с замкнутым магнитопроводом и двумя окнами, у которого обмотки расположены последовательно, а пластины фиксирующего устройства расположены в окнах магнитопровода.
На рис.9 показан трансформатор с замкнутым магнитопроводом и двумя окнами, у которого обмотки расположены последовательно, а пластины фиксирующего устройства расположены в окнах магнитопровода так, что одна из пластин расположена между первичной и вторичной обмотками.
Трансформатор содержит замкнутый магнитопровод 1, имеющий в зависимости от его конструкции одно или два окна. Для примера в описываемом трансформаторе выполнено два окна 2 и 3, образующие средний стержень 4 и два боковых стержня 5 и 6. На среднем стержне расположена первичная 7 и высокопотенциальная вторичная 8 обмотки. Вторичная обмотка 8, как правило, бескаркасная, имеет, преимущественно, форму прямоугольника. Однако форма вторичной обмотки может быть иной. Две короткие противоположные стороны обмотки равноудалены от оси 9 магнитопровода на величину, превышающую максимальный размер первичной обмотки.
Первичная и вторичная обмотки в зависимости от конструкции трансформатора могут иметь различное расположение на среднем стержне магнитопровода. На рис.1 показан трансфоматор, у которого первичная обмотка 7 расположена внутри вторичной обмотки 8. Устройство для фиксации вторичной обмотки содержит две пластины 10 и 11. При вышеуказанном расположении обмоток пластины установлены на магнитопроводе 1, с двух боковых сторон 12 и 13 вторичной обмотки и примыкают к торцам 14 и 15 магнитопровода. На пластинах установлены фиксирующие элементы 16 и 17. Элементы установлены так, что они находятся в контакте с наружной поверхностью 18 вторичной обмотки. Пластины 10 и 11 жестко соединены с магнитопроводом. Жесткое соединение можно осуществить с помощью любых известных средств, например, с помощью стальной стягивающей ленты 19. Для этого лентой охватывают магнитопровод вместе с пластинами, находящимися в контакте с ним.
Для обеспечения жесткости и надежности конструкции пластины и фиксирующие элементы выполнены из жесткого электроизоляционного материала. Таким материалом может служить, например, стеклотекстолит, и другие подобные материалы. При необходимости такое устройство для фиксации может служить опорным элементом трансформатора. Пластины и фиксирующие элементы могут быть вырезаны из листового материала, преимущественно прямоугольной формы. Пластины снабжены прорезями 20, а фиксирующие элементы - выступами 21, входящими в прорези 20. Благодаря прорезям и выступам пластины и фиксирующие элементы жестко соединены друг с другом.
Ниже приведены другие примеры выполнения устройства для фиксации вторичной обмотки, в которых пластины расположены на магнитопроводе с учетом расположения обмоток на стержне магнитопровода.
На рис.4 и 5 показано расположение пластин в окнах магнитопровода на среднем стержне, т.е в непосредственной близости от боковых сторон 12 и 13 вторичной обмотки 8. Для этого беру пластины 22 и 23, которые отличаются от пластин 10 и 11 только тем, что в них выполнено фиксирующее окно 24. Окно имеют форму и размеры, соответствующие форме и размеру среднего стержня магнитопровода. При сборке устройства пластины насаживаются на средний стержень магнитопровода, который удерживает пластины от смещения. Фиксация вторичной обмотки 8 осуществляется фиксирующими элементами 25 и 26, имеющими меньшую длину, чем фиксирующие элементы 16, 17.
На рис.8 показан трансформатор, у которого обмотки 7 и 8 расположены на среднем стержне последовательно. Для этого варианта использованы пластины 10 и 11 для фиксации вторичной обмотки, которые закреплены на торцах магнитопровода 1, одна из них - с боковой стороны первичной 7 обмотки, а вторая - с боковой стороны вторичной 8 обмотки. Фиксирующие элементы 27 и 28 будут иметь длину большую, чем длина фиксирующих элементов 16, 17 в варианте, показанном на рис.1.
На рис.9 показан трансформатор с последовательным расположением обмоток на среднем стержне магнитопровода. Для данного варианта использованы пластины 22 и 23 с фиксирующими окнами 24, которые установлены в окнах магнитопровода также, как в трансформаторе на рис.4 и 5.
На рис.10 показан трансформатор с последовательным расположением обмоток на среднем стержне, в котором также использованы пластины 22 и 23 с фиксирующими окнами 24. В этом варианте одна из пластин 22 установлена в окне магнитопровода 1 с наружной боковой стороны 12 вторичной обмотки, а вторая пластина 23 - между вторичной и первичной обмотками.
Таким образом, независимо от расположения обмоток на магнитопроводе трансформатора, устройство для фиксации вторичной обмотки содержит, преимущественно, две пластины и два фиксирующих элемента. Размеры всех деталей устройства определяются конструкцией и размерами трансформатора.
Количество пластин и фиксирующих элементов также зависит от размеров трансформатора, от назначения, условий использования и.т.п. В некоторых случаях, например в миниатюрных трансформаторах, достаточно использовать одну пластину, на которой закреплен фиксирующий элемент, например, г-образной формы.
Для защиты от электрических пробоев длинные стороны вторичной обмотки изолированы с помощью электроизоляционной ленты 29.
Устройство работает следующим образом.
Собирают устройство в следующей последовательности. На среднем стержне 4 устанавливают первичную обмотку 7, снаружи которой размещают вторичную обмотку 8. Затем устанавливают пластины 10 и 11 в контакте с торцами 14 и 15 магнитопровода и на пластинах крепят фиксирующие элементы 16 и 17 в контакте с наружной поверхностью 18 вторичной обмотки. Фиксирующие элементы устанавливают так, чтобы их выступы 21 входили в прорези 20. С помощью стальной стягивающей лентой 19 пластины жестко закрепляют на магнитопроводе.
При расположении пластин вблизи торцов вторичной обмотки на средний стержень 4 первой половину магнитопровода насаживают вначале пластину 22, пропуская стержень сквозь окно 24 пластины, затем устанавливают первичную и вторичную обмотки, после чего насаживают вторую пластину 23 и фиксируют пластины фиксирующими элементами 25, 26. Устанавливают вторую половину магнитопровода, соединяют обе части стягивающей лентой 19. Пластина, установленная на среднем стержне магнитопровода с помощью окна обеспечивает надежную фиксацию вторичной обмотки относительно магнитопровода.
Аналогичным образом собирают трансформатор при других вариантах расположения обмоток. Сборка может осуществляться и в другой последовательности, в зависимости от конструктивных особенностей трансформатора и удобства сборки устройства.
При включении первичной обмотки 7 во вторичной обмотке 8 возникает напряжение, необходимое для питания, например, высоковольтного устройства. Трансформатор готов к работе.
Данное устройство может быть использовано для трансформаторов любых типов: стержневого или броневого, имеющих одно или два окна.
Таким образом, в предложенном трансформаторе, вторичная обмотка благодаря устройству для фиксации, надежно закреплена на магнитопроводе, так, что исключается ее смещение относительно магнитопровода при случайных воздействиях, например при вибрациях, ударах и т.п. Пластины и фиксирующие элементы, выполненные из жесткого материала, обеспечивают высокую прочность и жесткость конструкции, при этом устройство может служить опорным элементом трансформатора. Надежная фиксация вторичной обмотки позволяет изолировать только боковые длинные стороны вторичной обмотки, оставляя короткие стороны открытыми, и тем самым обеспечивая хорошее охлаждение обмоток, не опасаясь возникновения электрических пробоев.