ОБМОТКА НИЗШЕГО НАПРЯЖЕНИЯ ЭЛЕКТРОПЕЧНОГО ТРАНСФОРМАТОРНОГО АГРЕГАТА

Полезная модель относится к области электротехнической промышленности, а именно к обмоткам трансформаторов и может быть использовано, преимущественно, в трансформаторостроении при производстве однофазных электропечных трансформаторных агрегатов.
Электропечные трансформаторы (ЭПТ) предназначены для питания различных электротермических установок. Особенности режимов работы последних требует широких диапазонов регулирования питающего их напряжения, что обеспечивается различными схемными решениями ЭПТ.
Известна схема косвенного регулирования вторичного напряжения ЭПТ с помощью вольтодобавочного трансформатора описанная, например, в статье Захваткина Н.И. и др. «Схемы регулирования напряжения электропечных трансформаторов» (Электротехника, 1987, №10, С.10-14) и книге «Силовые трансформаторы. Справочная книга» под ред. С.Д. Лизунова и А.К. Лоханина (М.: Энергоиздат, 2004, С.527-530). В этом случае в ЭПТ используется две электромагнитных единицы, и он представляет собой, по сути, трансформаторный агрегат, состоящий из главного трансформатора и вольтодобавочного трансформатора, размещенных в общем баке. Обмотки низшего напряжения (обмотки НН) обоих трансформаторов в этом случае соединяются последовательно внутри агрегата, образуя одну общую обмотку НН.
Известно (см., например, Аншин В.Ш. и др. «Трансформаторы для промышленных электропечей» (М.: Энергоиздат, 1982, С.270-272), что обмотки НН обеих электромагнитных единиц представляют собой одну или несколько соединенных параллельно катушек низшего напряжения (катушек НН) из листовой меди, скрепленных между собой, а также с отводами низшего напряжения (отводами НН) болтовым соединением. Известны также конструкции катушек в виде цельных, сваренных или спаянных медных цилиндров, разделенные каналами с помощью реек их электроизоляционного материала и имеющие не более двух витков, описанные в книгах Аншина В.Ш. и др. «Трансформаторы для промышленных электропечей» (М.: Энергоиздат, 1982, С.83-84) и Фарбмана С.А. и др. «Ремонт и модернизация трансформаторов» (М.-Л.: Госэнергоиздат, 1961, С.45, С.305).
Известное устройство по совокупности существенных признаков является наиболее близким к заявляемому техническому решению и выбрано в качестве ближайшего аналога (прототипа).
Недостатками известного устройства являются:
- низкая технологичность изготовления особенно в том случае если требуется изготавливать катушки обмоток НН, состоящие более чем из двух витков, связанная с необходимостью выполнять и совмещать большое количество прорезей в витках, либо выполнять прямолинейные участки на каждом витке;
- дополнительные электрические потери, связанные с наличием болтового соединения для скрепления катушек обмоток НН отдельных электромагнитных единиц;
- сложность установки и снятия катушек обмоток НН на стержни главного и вольтодобавочного трансформатора и совмещения их между собой.
Техническим результатом использования заявляемой полезной модели является повышение технологичности изготовления устройства, уменьшение электрических потерь и упрощение установки и снятия устройства.
Указанный технический результат достигается тем, что в обмотке низшего напряжения электропечного трансформаторного агрегата, содержащей обмотки главного и вольтодобавочного трансформаторов, каждая из которых выполнена в виде катушек, разделенных каналами с помощью реек из электроизоляционного материала, при этом внутренние витки катушек вольтодобавочного трансформатора выполнены в виде колец, согласно полезной модели, остальные витки соответствующих катушек главного и вольтодобавочного трансформаторов выполнены из сдвоенных полуколец, спаянных в местах переходов с помощью пластин, причем упомянутые полукольца витков главного и вольтодобавочного трансформаторов образованы одной медной полосой.
Повышение технологичности изготовления обусловлено отсутствием необходимости совмещать прорези в отдельных витках или выполнять прямолинейные участки, при этом совмещение отдельных витков выполняется пайкой через дополнительную медную пластину.
Снижение электрических потерь обусловлено отсутствием болтового соединения катушек НН главного и вольтодобавочного трансформатора, которые в данном случае представляют собой единое целое (одну катушку НН трансформаторного агрегата).
Упрощение установки, снятия и совмещения катушек обмотки НН обусловлено тем, что катушка НН трансформаторного агрегата, выполненная как единое целое, представляет собой более жесткую конструкцию по сравнению с конструкцией из отдельных катушек, а требуемая ориентация и взаимное расположение катушек определяется технологически. Это приводит к существенному ускорению и удешевлению сборки и разборки активной части трансформатора.
Охарактеризованная указанными выше существенными признаками полезная модель на дату подачи заявки не известна в Российской Федерации и за границей и отвечает требованиям критерия «новизна».
Полезная модель может быть реализована промышленным способом с использованием известных технических средств, технологий и материалов и соответствует требованиям критерия «промышленная применимость».
Сущность полезной модели поясняется графическими материалами, где: - на фиг.1 изображен общий вид устройства (переходы между витками катушки условно не показаны);
- на фиг.2 приведена схема соединения витков катушки НН трансформаторного агрегата;
- на фиг.3 показана общая схема устройства катушки НН трансформаторного агрегата (вид в плане);
- на фиг.4 приведена схема выполнения перехода пайкой через дополнительную медную пластину между отдельными сдвоенными полукольцами витков катушки НН трансформаторного агрегата.
Обмотка НН электропечного трансформаторного агрегата состоит из отдельных катушек 1 НН, разделенных прокладками 2 из электроизоляционного материала, каждая из которых содержит обмотки главного и вольтодобавочного трансформаторов.
Каждая катушка 1 НН содержит медное кольцо 3, медные сдвоенные полукольца 4, 5, 6, 7, 8, 9 и 10, количество которых определяется числом витков катушки 1 НН, спаянные между собой в местах переходов с помощью пластин 11. Сдвоенные полукольца 4, 5, 6, 7, 8, 9 и 10 витков главного и вольтодобавочного трансформаторов образованы одной медной полосой. Между отдельными витками катушки 1 НН выполнен канал, который образуется установкой реек 12 из электроизоляционного материала. В требуемом месте последних полуколец 9 и 10, определяемом компоновкой агрегата, выполняются отгибы 13 для соединения катушек 1 обмоток НН между собой и присоединения их к шинам отводов НН (на фиг.1 шины отводов НН условно показаны поз. III).
Для увеличения удобства сборки можно придать дополнительную жесткость всей катушке 1 НН, стянув ее болтовым соединением 14 через прокладки 15 из электроизоляционных материалов.
Для обеспечения дополнительной изоляции в местах пайки отдельных колец устанавливаются электроизоляционные детали 16.
Устройство работает следующим образом.
Для сборки обмотки сначала соответствующим образом устанавливают магнитопроводы главного и вольтодобавочного трансформаторов (на фиг.1 условно изображены только стержни I и II магнитопроводов). Затем устанавливают катушку 1 НН трансформаторного агрегата (изготовленную из кольца 3 и спаянных сдвоенных полуколец 4-10) одновременно на оба магнитопровода. Между катушками 1 устанавливаются прокладки 2 из электроизоляционного материала. Катушки 1 присоединяются к шинам III отводов НН и таким образом соответственно соединяются между собой. При подаче напряжения по катушкам 1 НН и, следовательно, обмотке НН трансформаторного агрегата протекает электрической ток, величина которого зависит от числа витков катушке 1 НН.
В настоящее время заявителем изготовлен опытный образец устройства. Предварительные испытания показали его высокую эффективность.