ТРЕХФАЗНЫЙ ТРАНСФОРМАТОР

Полезная модель относится к электротехнике, а конкретно к трансформаторам, предназначенным для электропитания различных устройств.
Известна конструкция однофазного трансформатора [Б.Н.Сергеенков, В.М.Киселев, Н.А.Акимова. Электрические машины. Москва. "Высшая школа". 1989 г. с.107], состоящего из стыкового магнитопровода, первичной и вторичной обмоток. Магнитопровод состоит из четырех П-образных частей, которые образуют два O-образных кольца с прямоугольным окном расположеных рядом на одной плоскости. Каркас с обмотками охватывает стержни двух соседних O-образных колец магнитопровода, которые фиксируются элементом фиксации в единую конструкцию. Такая конструкция трансформатора позволяет механизировать производство и снизить магнитное сопротивление магнитопровода, так как переход от стержня к ярму производится по кривой, совпадающей с направлением магнитного потока. Однофазные маломощные трансформаторы с навитыми магнитопроводами нашли самое широкое применение и выпускаются в массовом количестве. Недостаток: ограниченное применение данной конструкции в мощных трансформаторах.
Наиболее близкой по технической сути, к заявляемому техническому решению, является конструкция трехфазного трансформатора [Б.Н.Сергеенков, В.М.Киселев, Н.А.Акимова. Электрические машины. Москва. "Высшая школа" 1989 г. с.103] (Фиг 1) состоящего из стыкового магнитопровода, трех первичных обмоток и трех вторичных обмоток. Магнитопровод состоит из шести П-образных частей, которые образуют три O-образных кольца (1, 2, 3), с прямоугольным окном, расположенных в одной плоскости, причем два первых кольца (1, 2) располагаются рядом, а третье O-образное кольцо (3) охватывает два первых. Обмотки трансформатора охватывают стержни двух соседних O-образных колец магнитопровода, части которого фиксируются элементом фиксации в единую конструкцию (Фиг.1). Недостатком данной конструкции трансформатора является повышенный ток холостого хода трансформатора, обусловленный наличием немагнитного зазора (13) в магнитопроводе и появлением дополнительных вихревых токов, в местах стыка частей магнитопровода. Для снижения потерь от вихревых токов, магнитопровод
трансформатора навит, из ленты трансформаторной стали с изоляцией между витками. Однако в процессе изготовления частей колец магнитопровода, при шлифовке торцов, между слоями стальной ленты (20) возникают перемычки (21), вследствие чего существенно увеличиваются вихревые токи (Фиг.2). Кроме этого, в процессе сборки трансформатора, при незначительном смещении частей магнитопровода (22, 23), в месте стыка между витками стальной ленты возникает дополнительное замыкание по всей поверхности стыка (24) (Фиг.3). Вихревые токи в месте стыка частей магнитопровода, разогревают стержни трансформатора и даже могут привести к "Пожару в стали", причем с ростом мощности трансформатора этот эффект существенно усиливается, что приводит к значительному увеличению тока холостого хода трансформатора.
Таким образом, производство мощных трансформаторов, с магнитной системой, собранной из частей навитых и состыкованных магнитопроводов становится технологически сложной задачей, так как при механической обработке частей магнитопровода невозможно сохранить изоляцию, между витками электротехнической стальной ленты и устранить эффект "Пожара в стали". В трансформаторах небольшой мощности этим эффектом пренебрегают.
Технический результат - снижение тока холостого хода трансформатора, упрощение технологии изготовления и улучшение электрических и массогабаритных характеристик, снижение потерь на нагрев магнитопровода.
Технический результат достигается тем, что в трехфазном трансформаторе, состоящем из трех O-образных магнитопроводов, навитых из тонкой ленты электротехнической стали и расположенных в одной плоскости, трех первичных и трех вторичных обмоток расположенных на каркасе, O-образные магнитопроводы, навитые из тонкой ленты электротехнической стали, выполнены цельными, а каркас для обмоток выполнен составным. Это позволило исключить немагнитный зазор в магнитопроводе, сохранить межвитковую изоляцию и тем самым устранить причины возникновения дополнительных вихревых токов, и соответственно снизить ток холостого хода трансформатора. При этом исключаются сложные технологические операции (резка магнитопровода после навивки, шлифовка торцов т.д.), отпадает необходимость в сложной системе фиксации магнитной системы в одно целое.
Сущность полезной модели раскрывается на Фиг.4, Фиг.5, Фиг.6, при этом на Фиг.5 показаны основные элементы конструкции трехфазного трансформатора, на Фиг.4 - расположение каркаса на стержнях трансформатора, на Фиг.6 - схема намотки обмоток трансформатора.
Трехфазный трансформатор (Фиг.5), состоящий из магнитопровода (1, 2, 3), трех каркасов для намотки обмоток (10, 11, 12), трех первичных обмоток (4, 5, 6) и трех вторичных обмоток (7, 8, 9), расположенных концентрично первичным.
Магнитопровод состоит из трех O-образных колец с прямоугольным окном (1, 2, 3), расположенных в одной плоскости, причем первые два кольца (1, 2) расположены вплотную рядом и по одной оси симметрии, а третье кольцо (3) охватывает первые два. Стороны соседних магнитопроводов образуют три стержня трансформатора. Первичные (4, 5, 6) и вторичные (7, 8, 9) обмотки расположены на каркасах (10, 11, 12) и пофазно охватывают стержни двух смежных O-образных магнитопроводов, а именно: обмотки 4, 7 охватывают стержни магнитопроводов 1, 3, обмотки 5, 8 - стержни магнитопроводов 1, 2, обмотки 6, 9 - стержни магнитопроводов - 2, 3.
Расположение каркаса на стержнях трансформатора показано на Фиг.4. Части каркаса 14, 15 расположены на стержне трансформатора 16 и зафиксированы, например склеены.
Схема намотки обмоток показана на Фиг.6. Провод 19 наматывается на каркас 12, который приводится во вращение по стрелке 18.
Испытания опытного образца показали положительные результаты