ДРОССЕЛЬ ЧАСТОТНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ

Предлагаемая полезная модель может быть использована в электротехнических изделиях, в частности в электромагнитных преобразователях, например в станциях управления с частотным регулированием режимов работы электродвигателя при большой длине кабеля.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому устройству является дроссель частотного преобразователя, содержащий корпус, катушки индуктивности и вентилятор (см. патент RU №2268517, опубл. 20.01.2006.). Недостатком его является сложность конструкции, узкие технические возможности, высокий нагрев обмоток катушки индуктивности, низкая надежность.
Технической задачей предлагаемого технического решения является упрощение конструкции, снижение нагрева обмоток катушки индуктивности, расширение технических возможностей, повышение надежности и удобства в обслуживании.
Для решения поставленной технической задачи дроссель частотного преобразователя содержит корпус, катушки индуктивности и вентилятор, причем дроссель составлен из ряда 2к, где к целое число ≥1, расположенных в параллельных плоскостях перпендикулярно общей оси с возможностью параллельного соединения катушек индуктивности, намотанных по плоской спирали, причем все катушки установлены в корпусе из изоляционного материала с радиальными охлаждающими каналами между всеми катушками между собой и корпусом и снабжены прокладками из изоляционного материала, установленными в радиальных охлаждающих каналах, при этом вентилятор установлен жестко на корпусе рядом с катушками так, что ось вентилятора совпадает с плоскость симметрии ряда катушек и перпендикулярна общей оси катушек, при этом в центральном радиальном охлаждающем канале между катушками установлена(ы) прокладка(и), обеспечивающая(ии) ширину канала L удовлетворяющую соотношению 20<L<30 мм, а в остальных охлаждающих каналах между катушками установлены прокладки обеспечивающие ширину каждого канала М удовлетворяющую соотношению 3<М<8 мм, а в охлаждающих каналах между корпусом и крайними катушками установлены прокладки обеспечивающие ширину каждого канала N удовлетворяющую соотношению 10<N<25 мм, причем все прокладки расположены радиально по отношению к оси параллельной общей оси катушек и расположенной от общей оси на расстоянии дальше вентилятора.
Отличительной особенностью предлагаемого технического решения является то, что дроссель составлен из ряда 2к, где к целое число ≥1, расположенных в параллельных плоскостях перпендикулярно общей оси с возможностью параллельного соединения катушек индуктивности, намотанных по плоской спирали, причем все катушки установлены в корпусе из изоляционного материала с радиальными охлаждающими каналами между всеми катушками между собой и корпусом и снабжены прокладками из изоляционного материала, установленными в радиальных охлаждающих каналах, при этом вентилятор установлен жестко на корпусе рядом с катушками так, что ось вентилятора совпадает с плоскость симметрии ряда катушек и перпендикулярна общей оси катушек, при этом в центральном радиальном охлаждающем канале между катушками установлена(ы) прокладка(и), обеспечивающая(ии) ширину канала L удовлетворяющую соотношению 20<L<30 мм, а в остальных охлаждающих каналах между катушками установлены прокладки обеспечивающие ширину каждого канала М удовлетворяющую соотношению 3<М<8 мм, а в охлаждающих каналах между корпусом и крайними катушками установлены прокладки обеспечивающие ширину каждого канала N удовлетворяющую соотношению 10<N<25 мм, причем все прокладки расположены радиально по отношению к оси параллельной общей оси катушек и расположенной от общей оси на расстоянии дальше вентилятора.
Сущность предлагаемой полезной модели иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 изображен общий вид дросселя сбоку, на фиг.2 разрез по А-А фиг.1, на фиг.3. разрез по Б-Б фиг.1, на фиг.4 вид по стрелке А на фиг.3, на фиг.5 разрез по В-В фиг.1, на фиг.6 разрез по Д-Д фиг.1.
Дроссель частотного преобразователя содержит корпус 1, катушки индуктивности 2 и вентилятор 3. Дроссель составлен из ряда 2к, где к целое число ≥1, расположенных в параллельных плоскостях перпендикулярно общей оси 4 с возможностью параллельного соединения катушек 2 индуктивности, намотанных по плоской спирали. Все катушки 2 установлены в корпусе 1 из изоляционного материала с радиальными охлаждающими каналами между всеми катушками 2 между собой и корпусом 1 и снабжены прокладками из изоляционного материала, установленными в радиальных охлаждающих каналах. Вентилятор 3 установлен жестко на корпусе с внешней стороны рядом с катушками 2 так, что ось а-а вентилятора 3 совпадает с плоскостью симметрии ряда катушек 2 и перпендикулярна общей оси 4 катушек 2, при этом в центральном радиальном охлаждающем канале 5 между катушками установлена(ы) прокладка(и) 6, обеспечивающая(ии) ширину L охлаждающего канала 5 удовлетворяющую соотношению 20<L<30 мм, а в остальных охлаждающих каналах 7 между катушками 2 установлены прокладки 8 обеспечивающие ширину М каждого канала 7 удовлетворяющую соотношению 3<М<8 мм, а в охлаждающих каналах 9 между корпусом 1 и крайними катушками 2 установлены прокладки 10 обеспечивающие ширину N каждого канала 9 удовлетворяющую соотношению 10<N<25 мм, причем все прокладки расположены радиально по отношению к оси 11 параллельной общей оси 4 катушек 2 и расположенной на расстоянии от общей оси 4 катушек 2 дальше вентилятора 3. Такое расположение катушек индуктивности и прокладок, а также выполнение ширины каналов в заданных пределах обеспечивают оптимальный температурный режим работы дросселя, что позволяет использовать его при токовых нагрузках до 1000 А и частоте до 4 кГц. Предлагаемые размеры центрального охлаждающего канала обеспечивают вывод концов обмоток катушек индуктивности с внутреннего диаметра спирали обмотки.
Корпус коробчатой формы выполнен из пластин установленных под прямым углом друг к другу. Прокладки и пластины корпуса 1 дросселя выполнены из гетинакса или из текстолита. Корпус 1 снабжен ножками 12.
Боковые стенки корпуса 1 расположенные перпендикулярно оси 4 стянуты с помощью гаек 13 и латунных шпилек 14, с надетыми на них изолирующими трубкам 15, например, из пропилена. Стенки 16, 17 корпуса 1 расположенные параллельно общей оси 4 катушек выполнены на половину высоты катушек 2 таким образом, что в корпусе образованы боковые отверстия, для прохождения воздуха подаваемого вентилятором 3. Кроме того, для свободного прохождения воздуха в корпусе со стороны противоположной вентилятору пластина также не устанавливается. Такое выполнение конструкции дросселя обеспечивает работу катушек индуктивности в оптимальном диапазоне температур не превышающем 80°С.
Обмотки катушек индуктивности могут быть выполнены из медного или алюминиевого провода со стекло или бумажной изоляцией прямоугольного сечения со сторонами а=3,35÷5,6 мм в=11,2÷12,5 мм. Количество витков в катушках 29÷38. Внутренне отверстие катушек 80÷100 мм.
Порядок изготовления дросселя следующий.
После намотки первую катушку 2 устанавливают в оправку для сборки дросселя. На внутренний конец провода одевают изоляционную трубку и заводят дальше начала сгиба провода на 40 мм. Трубку нагревают феном до плотного прилегания к проводу.
Сверху укладывают три прокладки 10 радиально (веерообразно) с центром на оси 11 параллельной оси 4 катушки 2 и находящейся на расстоянии за вентилятором 3, затем укладывают вторую катушку 2, которую скрепляют одним хомутом с первой катушкой. На вторую катушку 2 укладывают три прокладки 8 также веерообразно, и укладывают следующую катушку, соединяемую хомутом со второй катушкой. Половину дросселя вынимают из оправки и перемещают к месту сборки дросселя. Вторую половину дросселя выполняют согласно той же технологии.
На две шпильки 14 одевают последовательно: гайку, шайбу гровера, шайбу кузовную, на другие две шпильки 14 одевают последовательно: гайку, шайбу гровера, ножку 12.
Четыре шпильки 14 вставляют в отверстия пластины корпуса 1 из гетинакса. На шпильки одевают изоляционные трубки 15, например из пропилена. Данную пластину корпуса 1 со шпильками располагают на сборочном столе горизонтально ножками вниз. На пластину укладывают три прокладки по известной схеме. Половину дросселя помещают на прокладки, укладывают прокладку 6 и вторую половина дросселя. Затем - три прокладки по той же схеме, вторую пластину корпуса 1 надевают на шпильки 14 и закрывают конструкцию. Далее производят установку крепежа. Дроссель ставят на ножки 12 и делают его выравнивание относительно горизонтальной плоскости, далее осуществляют затяжку гаек и фиксацию ножек кровельными саморезами, с предварительным засверливанием отверстий под саморезы.
Производят торцевание концов провода на 10 мм выше стенок дросселя.
Производят зачистку концов провода от изоляционного материала на длину 40-50 мм. Одетые на концы провода наконечники спрессовывают.
Пластины корпуса соединяют между собой с помощью саморезов. Сверху к корпусу крепят вентилятор, например, вентилятор W2E200-HH38-01 (Производство Германии).
В таблице приведены технические параметры ряда собранных и испытанных дросселей.
Ток номинальный
Основная рабочая частота
Кол-во катушек (шт.)
Число витков в катушке (шт.)
Индуктивность
250 а-
3 кГц
4
38
200 мкгн
400 а-
3 кГц
6
29
88 мкгн
630 а
3 кГц
8
29
70 мкгн
Испытания показали, что предлагаемая конструкция дросселя обеспечивает эффективное охлаждение обмоток катушек, надежна в работе, удобна в обслуживании и работоспособна в широком диапазоне нагрузок.