ТРАНСФОРМАТОР С ВРАЩАЮЩИМСЯ МАГНИТНЫМ ПОЛЕМ УЛУЧШЕННОЙ КОНСТРУКЦИИ

Название полезной модели. Трансформатор с вращающимся магнитным полем улучшенной конструкции.
Область техники, к которой относится полезная модель. Полезная модель относится к силовой электротехнике и может быть использована в полупроводниковых преобразователях на базе трансформатора с вращающимся магнитным полем, а также в электрических реакторах и умножителях частоты с вращающимся магнитным полем для упрощения конструкции и снижения себестоимости изготовления трансформатора.
Уровень техники. Из уровня техники известен многофазный трансформатор [патент РФ №2305339], содержащий трехфазную первичную и многофазную вторичную обмотки, охватывающие ярмо среднего магнитопровода и два боковых магнитопровода, примыкающих к торцам среднего магнитопровода через немагнитные прокладки. При этом средний магнитопровод выполнен шихтованным из пакетов разного профиля с пазами на торцевых, внутренних и боковых поверхностях, в которые уложены трехфазная и многофазная обмотки, при этом два крайних пакета среднего шихтованного магнитопровода имеют пазы на полную высоту катушечной группы, центральная часть среднего магнитопровода имеет пазы у наружной и внутренней поверхностей шихтованного магнитопровода для укладки в них витков обмоток, а дополнительные магнитопроводы выполнены витыми без пазов.
К недостатку этого решения можно отнести наличие прямоугольных пазов открытого типа, что приводит к ухудшению гармонического состава магнитного потока рабочих обмоток, ухудшает качество выходного напряжения и служит причиной повышенной вибрации. Наличие большого числа составных частей магнитопровода трансформатора усложняет технологию его изготовления и сборки, что ведет к увеличению трудозатрат на производство и соответствующее увеличение себестоимости.
Также известен преобразовательный трансформатор с вращающимся магнитным полем [патент РФ №2353014], содержащий составной магнитопровод, имеющий внешнюю полую часть с полузакрытыми пазами для вторичной обмотки, расположенными на ее внутренней поверхности, а также внутреннюю часть в виде цилиндра с полузакрытыми пазами для первичной трехфазной обмотки, который является наиболее близким по своей технической сущности прототипом к данной полезной модели.
К недостаткам такого решения можно отнести применение полузакрытых пазов для укладки первичной и вторичной обмоток, что значительно затрудняет технологию их изготовления и увеличивает трудозатраты. Также недостатком является использование раздельных пазов для обмоток, на внешней и внутренней части магнитопровода, что приводит к дополнительному затруднению технологии сборки и увеличению себестоимости трансформатора в целом.
Раскрытие полезной модели. Известно, что в электрических машинах и трансформаторах с вращающимся магнитным полем используются трехфазные обмотки, которые укладываются в соответствующие пазы. При этом возможно несколько вариантов исполнения паза: овальный полузакрытый, овальный закрытый, прямоугольный открытый, прямоугольный закрытый.
Каждому из этих типов пазов присущи свои недостатки. Всем видам закрытых пазов свойственна низкая технологичность сборки и укладки обмоток; полностью открытые пазы - имеют повышенные зубцовые гармоники магнитного потока рабочих обмоток. Прямоугольные открытые пазы - наиболее технологичный в изготовлении вид, но качество рабочего магнитного потока при этом наихудшее.
Отличие предлагаемого решения в использовании гибридной конструкции магнитопровода, сочетающей достоинства полностью открытого и овального закрытого пазов. При этом магнитопровод трансформатора состоит из наружной кольцевой и внутренней цилиндрической частей, пазы имеют овальную форму. Все рабочие обмотки трансформатора укладываются в пазы совместно, а разрыв между наружной и внутренней частями магнитопровода произведен по ширине зубца, что в результате обеспечивает возможность свободной укладки предварительно изготовленных на специализированном станке обмоток при сохранении овальной формы пазов.
Предлагаемое техническое решение является новым, имеющим три принципиальных отличия от прототипа:
- первичная и вторичная обмотки укладываются в пазах совместно;
- форма пазов в магнитопроводе соответствует закрытому овальному типу;
- конструкция магнитопровода трансформатора является составной, с наружной кольцевой частью, содержащей внешнюю часть паза, и внутренней цилиндрической частью, содержащей углубление паза с рабочими обмотками, причем разрыв между наружной и внутренней частями магнитопровода произведен на ширине зубца.
Таким образом, совокупность существенных признаков полезной модели приводит к новому техническому результату - упрощению конструкции магнитопровода и технологии изготовления рабочих обмоток, а также улучшению гармонического состава магнитного потока.
Краткое описание чертежей. На фиг. 1 показан поперечный разрез магнитопровода. Здесь 1 - наружный кольцевой магнитопровод, 2 - внутренний цилиндрический магнитопровод.