ТРАНСФОРМАТОРНОЕ НАГРЕВАТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО

Полезная модель относится к электротехнике и может быть использована в электротермических установках для нагрева различных изделий и сред.
Известно трансформаторное нагревательное устройство, содержащее трансформатор, первичная обмотка которого подключена к напряжению сети, а вторичная выполнена в виде одного или нескольких соединенных между собой короткозамкнутых трубчатых витков из электро- и теплопроводящего металла. В этих витках выделяется тепло, которое отводится и далее передается нагреваемому изделию циркулирующей под действием насоса жидкостью, обычно водой. (ЕЛШИН А.И. «Конструкции и расчет трансформаторных устройств низкотемпературного нагрева для жизнеобеспечения человека», Наука, Новосибирск, 2000, стр.20).
Недостатками такого трансформатора нагревательного устройства являются ограничение нагрева изделий выше температуры кипения теплоносителя и сложность системы нагрева, обусловленная необходимостью применения контура теплопередачи, а также сложность регулирования напряжения на вторичной обмотке.
Технический результат состоит в устранение этих недостатков, а именно, расширение эксплуатационных возможностей за счет повышения нагрева изделий, а также упрощении регулирования напряжения на вторичной обмотке.
Достигается он тем, что в трансформаторном нагревательном устройстве, содержащем магнитопровод с расположенными на нем первичной и
n
вторичной обмотками, вторичная обмотка выполнена из разомкнутых изолированных друг от друга витков из металлических шин или проволочных проводников, начала и концы которых выведены на клеммную плату, причем, число разомкнутых витков вторичной обмотки равно целой степени числа два, то есть N=2, где N - число витков, n - произвольное целое число.
Полезная модель поясняется чертежами, где на фиг.1 показано трансформаторное нагревательное устройство в сечении, параллельном плоскости его магнитопровода, а на фиг.2 - его клеммная панель.
n
Трансформаторное нагревательное устройство содержит магнитопровод 1 с расположенными на нем первичной 2 и вторичными обмотками. Вторичные обмотки выполнены из разомкнутых изолированных друг от друга витков 3 из металлических шин или проволочных проводников. Область окна, занимаемая первичной обмоткой 1, отделена сплошной линией от области 4 окна, занимаемой витками 3 вторичной обмотки. Пунктирные линии разделяют области 5, занимаемые каждым отдельным витком 3 вторичной обмотки. Начала 6 и концы 7 каждого витка 3 вторичной обмотки выведены на клеммную панель 8. Число разомкнутых витков 3 вторичной обмотки равно целой степени числа два, то есть N=2, где N - число витков, n - произвольное целое число.
вых
i
i
i
За счет этого в предлагаемом трансформаторном нагревательном устройстве можно получить (n+1) значений напряжения на вторичной обмотке, то есть выходного напряжения U от величины U до величины NU, где U - напряжение одного витка, с минимально возможным внутренним сопротивлением вторичной обмотки и, следовательно, с минимальными потерями в ней и максимальным к.п.д. передачи энергии в нагрузку.
Например, при n=3 вторичная обмотка будет содержать N=8 витков. От такого трансформаторного нагревательного устройства можно получить 4 значения выходного напряжения.
перв.
1
вых
перв
1
вых
Известно, что в трансформаторе отношение числа витков W первичной обмотки к числу витков N вторичной обмотки равно отношению напряжения U первичной обмотки к напряжению вторичной обмоткиU: W/N=U/U.
вых
1
перв
Откуда напряжение на вторичной обмотке, то есть U=U/W·N.
вых
1
перв
i
При параллельном соединении всех 8-ми витков вторичной обмотки выходное напряжение U=U/W·1, то есть выходное напряжение равно напряжению U на одном витке вторичной обмотки.
вых
1
перв
i
При параллельном соединении 4-х групп 2-х последовательно соединенных витков вторичной обмотки выходное напряжение U=U/W·2, то есть выходное напряжение равно напряжению 2U на двух витках.
вых
1
перв
i
При параллельном объединении 2-х групп 4-х последовательно соединенных витков выходное напряжение U=U/W·4, то есть выходное напряжение равно 4U напряжению на четырех витках вторичной обмотки.
вых
1
перв
i
При соединении всех 8-ми витков последовательно вторичной обмотки трансформатора выходное напряжение U=Uвторичной обмотки/W·8, то есть напряжение на вторичной обмотке равно 8U напряжению на 8 витках вторичной обмотки.
При этом, каждый вариант соединения обладает минимальным внутренним сопротивлением, поэтому тепловые потери во вторичной обмотке будут также минимальны.