PL181561B1 - Transformator wysokiej czestotliwosci PL PL PL - Google Patents

Abstract

1. Transformator, wysokiej czestotliwosci, zawie rajacy pierscieniowy rdzen z amorficznego materialu magnetycznego, usytuowany wewnatrz klatki ochronnej rdzenia z materialu przewodzacego, przy czym na tej klatce ochronnej rdzenia nawiniete jest uzwojenie wyso- konapieciowe z emaliowanego drutu, znamienny tym, ze ksztalt klatki ochronnej (3) rdzenia jest podobny do ksztaltu pierscieniowego rdzenia (2), i w pierscieniowej górnej sciance (31) klatki ochronnej (3) rdzenia znajduje sie pierscieniowa szczelina (32) biegnaca w kierunku obwodowym, zas na wewnetrznym i zewnetrznym obrze- zu wspomnianej pierscieniowej szczeliny (32) znajduje sie wiele, odpowiednio rozmieszczonych w kierunku obwo- dowym przewodów wejsciowych (61, 62, 63, 64, 65, 66; 71, 72, 73, 74, 75, 76) polaczonych elektrycznie z klatka ochronna (3) rdzenia, przy czym wspomniane przewody wejsciowe (61, 62, 63, 64, 65, 66) na wewnetrznym obrzezu i przewody wejsciowe (71, 72, 73, 74, 75, 76) na obrzezu zewnetrznym pierscieniowej szczeliny (32) sa ze soba odpowiednio polaczone elektrycznie i tworza dwie koncówki (60, 70), zas klatka ochronna (3) rdzenia i te dwie koncówki (60, 70) stanowia uzwojenie niskonapie- ciowe transformatora wysokiej (1) czestotliwosci. FIG.1 (51 ) IntCl7 H01F 19/04 H01F 27/24 PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest transformator wysokiej częstotliwości, do przetwomicowo inwersyjnych urządzeń spawalniczych oraz urządzeń zasilających.

Znany jest transformator wysokiej częstotliwości, zawierający pierścieniowy rdzeń z amorficznego materiału magnetycznego, usytuowany wewnątrz klatki ochronnej rdzenia z materiału przewodzącego, przy czym na tej klatce ochronnej rdzenia nawinięte jest uzwojenie wysokonapięciowe z emaliowanego drutu.

Typowy transformator wysokiej częstotliwości z rdzeniami z amorficznego miękkiego materiału magnetycznego umożliwia łatwe uzyskanie strumienia magnetycznego o wysokim stopniu nasycenia i przenikalności. Natomiast taki amorficzny, miękki materiał magnetyczny jest miękki i kruchy i można go bardzo łatwo zniszczyć. W zastosowaniach praktycznych trzeba go często trzymać w klatce ochronnej.

W chińskim modelu użytkowym Nr 942455290.0 ujawniono skrzydełkowo-płytkową niemagnetyczną metalową klatkę ochronną do pierścieniowych rdzeni z amorficznego, miękkiego materiału magnetycznego do transformatorów wysokiej częstotliwości. Na zewnętrznej ściance klatki ochronnej znajdują się promieniujące na zewnątrz, skrzydełkowe płytkowe elementy odprowadzające ciepło, zwiększające pole powierzchni rozpraszającej ciepło, dzięki czemu łatwiej można wypromieniować ciepło powstające wskutek strat magnetycznych w żelazie. W ten sposób przezwyciężono trudności z rozpraszaniem ciepła w wykonanych z tworzywa sztucznego lub bakelitu klatkach chroniących rdzenie w warunkach wysokiej częstotliwości.

Natomiast, ze względu na to, że skrzydełkowo-płytkowe elementy rozpraszające ciepło są bardzo długie, zwiększa się wymiar transformatora wysokiej częstotliwości, w którym stosuje się klatkę ochronną rdzenia, wydłuża się uzwojenie w postaci nawiniętego drutu, a tym samym osłabia się sprzężenie pomiędzy uzwojeniem wysokonapięciowym a uzwojeniem niskonapięciowym, oraz zwiększają się straty magnetyczne uzwojenia i straty cieplne.

Transformator wysokiej częstotliwości według wynalazku charakteryzuje się tym, że kształt klatki ochronnej rdzenia jest podobny do kształtu pierścieniowego rdzenia. Na pierścieniowej ściance górnej klatki ochronnej rdzenia znajduje się pierścieniowa szczelina w kierunku obwodowym, a na wewnętrznym i zewnętrznym obrzeżu pierścieniowej szczeliny znajdują się liczne, biegnące w kierunku obwodowym przewody wejściowe połączone elektrycznie z klatką ochronną rdzenia. Przewody wejściowe na wewnętrznym i na zewnętrznym obrzeżu pierścieniowej szczeliny są ze sobą odpowiednio połączone i tworzą dwie końcówki. Klatka ochronna rdzenia i obie końcówki stanowią uzwojenie niskonapięciowe transformatora wysokiej częstotliwości. Klatka ochronna rdzenia może być wykonana z miedzi albo z aluminium.

Transformator wysokiej częstotliwości z centralnym zaczepem w strefie uzwojenia niskonapięciowego według wynalazku charakteryzuje się tym, że klatka ochronna rdzenia składa się z pierwszej klatki ochronnej i drugiej klatki ochronnej, przy czym kształty pierwszej klatki i drugiej klatki ochronnej rdzenia są podobne do kształtu pierścieniowego rdzenia. Pierwsza klatka ochronna rdzenia bezpośrednio otacza pierścieniowy rdzeń. Druga, izolowana elektrycznie klatka ochronna rdzenia otacza pierwszą klatkę ochronną rdzenia. W pierwszej pierścieniowej ściance górnej pierwszej klatki ochronnej rdzenia znajduje się pierwsza pierścieniowa szczelina biegnąca w kierunku obwodowym, a w drugiej pierścieniowej ściance górnej

181 561 drugiej klatki ochronnej rdzenia znajduje się druga pierścieniowa szczelina. Pierwsza pierścieniowa szczelina odpowiada drugiej pierścieniowej szczelinie. Jedno z wewnętrznych i zewnętrznych obrzeży pierwszej pierścieniowej szczeliny jest połączone elektrycznie z przeciwległym obrzeżem drugiej pierścieniowej szczeliny. Na pierścieniowych ściankach klatek ochronnych rdzenia, w bliskiej odległości od nie połączonych obrzeży pierwszej pierścieniowej szczeliny i drugiej pierścieniowej szczeliny, znajduje się odpowiednio rozmieszczony w kierunku obwodowym pierwszy zespół przewodów wejściowych i drugi zespół przewodów wejściowych połączonych elektrycznie, odpowiednio, z pierwszą klatką ochronną rdzenia i drugą klatką ochronną rdzenia. Na jednej z pierścieniowych ścianek klatek ochronnych rdzenia, w bliskiej odległości od połączonych ze sobą obrzeży, znajdują się trzecie przewody wejściowe biegnące w kierunku obwodowym i połączone elektrycznie z odpowiednią klatką ochronną rdzenia. Na drugiej pierścieniowej ściance górnej znajdują się liczne, zarezerwowane otwory, odpowiadające położeniom pierwszego zespołu przewodów wejściowych na pierwszej pierścieniowej klatce ochronnej. Trzeci zespół przewodów wejściowych i drugi zespół przewodów wejściowych są odpowiednio połączone ze sobą i tworzą trzecią końcówkę i drugą końcówkę. Pierwszy zespół przewodów wejściowych przechodzi przez odpowiednie zarezerwowane otwory, a następnie jest połączony ze sobą tworząc pierwszą końcówkę. Klatka ochronna rdzenia, pierwsza końcówka, druga końcówka i trzecia końcówka stanowią uzwojenie niskonapięciowe z centralnym zaczepem. Również w tym przykładzie wykonania transformatora klatka ochronna rdzenia może być wykonana z miedzi albo z aluminium.

W związku z tym, że klatka ochronna rdzenia do pierścieniowego rdzenia jest wykonana z materiału przewodzącego elektrycznie i służy jako niskonapięciowe uzwojenie transformatora, w transformatorze wysokiej częstotliwości według wynalazku nie ma uzwojenia niskonapięciowego nawiniętego na klatkę ochronną rdzenia, dzięki czemu taki transformator wysokiej częstotliwości ma bardziej zwartą strukturę, jest mniejszy, lżejszy i bardziej nadaje się do seryjnej produkcji na skalę przemysłową. Dzięki temu, że uzwojenie wysokonapięciowe jest ściśle nawinięte na klatkę ochronną rdzenia, zwiększa się sprzężenie magnetyczne pomiędzy uzwojeniem wysokonapięciowym a uzwojeniem niskonapięciowym, tak, że zmniejsza się indukcyjność rozproszenia, a tym samym zmniejszają się również straty.

Tak więc, transformator wysokiej częstotliwości według wynalazku ma mniejsze wymiary, mniejszą wagę i większy współczynnik sprzężenia magnetycznego pomiędzy uzwojeniem wysokonapięciowym a niskonapięciowym, a tym samym mniejszą indukcyjność rozproszenia w porównaniu ze znanymi transformatorami wysokiej częstotliwości.

Przedmiot wynalazku w przykładach wykonania uwidoczniono na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia transformator wysokiej częstotliwości według wynalazku, w przekroju poprzecznym, fig. 2 - transformator wysokiej częstotliwości według wynalazku z centralnym zaczepem w strefie jego uzwojenia niskonapięciowego, w przekroju poprzecznym.

Na figurze 1 pokazano w przekroju poprzecznym transformator 1 wysokiej częstotliwości, według wynalazku. Transformator 1 wysokiej częstotliwości zawiera pierścieniowy rdzeń 2, wykonany z amorficznego materiału magnetycznego, klatkę ochronną 3 rdzenia otaczającą pierścieniowy rdzeń 2 oraz uzwojenie wysokonapięciowe 4 złożone z emaliowanego drutu nawiniętego na klatkę ochronną 3 rdzenia. Klatka ochronna 3 rdzenia jest wykonana z materiału przewodzącego i ma kształt podobny do pierścieniowego rdzenia 2. Korzystnie, materiałem przewodzącym jest aluminium, a bardziej korzystnie miedź. Klatka ochronna 3 rdzenia pełni zarówno rolę elementu ochronnego dla pierścieniowego rdzenia 2 wykonanego z amorficznego, miękkiego materiału magnetycznego, jak również rolę uzwojenia niskonapięciowego transformatora wysokonapięciowego. Na pierścieniowej ściance górnej 31 klatki ochronnej 3 rdzenia biegnie w kierunku obwodowym pierścieniowa szczelina 32. Na wewnętrznym i zewnętrznym obrzeżu pierścieniowej szczeliny 32 znajdują się, w równych odstępach od siebie w kierunku obwodowym, połączone elektrycznie z klatką ochronną rdzenia, liczne przewody wejściowe 61, 62, 63, 64, 65, 66; 71, 72, 73, 74, 75, 76. Przewody te mogą być cylindryczne lub inne. Przewody wejściowe 61, 62, 63, 64, 65, 66 na wewnętrznym obrzeżu pierścieniowej szczeliny 32 przechodzą przez uzwojenie wysokonapięciowe, a następnie są połączone ze sobą elektrycznie, tworząc w ten sposób końcówkę 60. Przewody wejściowe 71,

181 561

72, 73, 74, 75, 76 na zewnętrznym obrzeżu pierścieniowej szczeliny 32 są połączone w podobny sposób, tworząc inną końcówkę 70. Obie te końcówki 60, 70 stanowią wyprowadzenia uzwojenia niskonapięciowego transformatora wysokiej częstotliwości według wynalazku. Uzwojenie wysokonapięciowe 4 transformatora wysokiej częstotliwości jest wykonane z drutu emaliowanego nawiniętego bezpośrednio na klatkę ochronną 3 rdzenia w sposób izolowany elektrycznie, przy czym zwoje tego drutu są równomiernie rozmieszczone pomiędzy przewody wejściowe uzwojenia niskonapięciowego.

Na figurze 2 przedstawiono przekrój poprzeczny transformatora wysokiej częstotliwości według wynalazku z centralnym zaczepem w strefie jego uzwojenia niskonapięciowego. Na figurze widać, że struktura transformatora wysokiej częstotliwości 100 według wynalazku z centralnym zaczepem w strefie uzwojenia niskonapięciowego jest podobna do struktury transformatora wysokiej częstotliwości pokazanego na fig. 1. Różnica polega na tym, że w tym przypadku w skład klatki ochronnej rdzenia wchodzi pierwsza klatka ochronna 300 rdzenia i druga klatka ochronna 900 rdzenia. Pierwsza klatka ochronna 300 rdzenia znajduje się wewnątrz drugiej klatki ochronnej 900 rdzenia i jest izolowana względem niej elektrycznie. W pierwszej pierścieniowej ściance górnej 310 pierwszej klatki ochronnej 300 rdzenia znajduje się pierwsza pierścieniowa szczelina 320. Odpowiednio, w drugiej pierścieniowej ściance górnej 910 drugiej klatki ochronnej 900 rdzenia znajduje się druga pierścieniowa szczelina 920. Jedno z obrzeży wewnętrznych i obrzeży zewnętrznych (np. obrzeże zewnętrzne) pierścieniowej szczeliny 320 jest połączone elektrycznie z przeciwległym obrzeżem (np. obrzeżem wewnętrznym) pierścieniowej szczeliny 920. Na ściankach klatki ochronnej rdzenia, w bliskiej odległości od nie połączonych obrzeży pierścieniowych szczelin 320 i 920, są odpowiednio rozmieszczone w równych odstępach od siebie w kierunku obwodowym i połączone elektrycznie, odpowiednio, z pierwszą klatką ochronną 300 rdzenia i drugą klatką ochronną 900 rdzenia, pierwszy zespół przewodów wejściowych 610, 620, 630, 640, 650, 660 oraz drugi zespół przewodów wejściowych 510, 520, 530, 540. Na ściance klatki ochronnej rdzenia, obok jednego z połączonych obrzeży (np. wewnętrznego obrzeża drugiej pierścieniowej szczeliny 920 drugiej klatki ochronnej 900 rdzenia), jest rozmieszczony w równych odstępach od siebie w kierunku obwodowym i połączony elektrycznie z odpowiednią klatką ochronną rdzenia trzeci zespół przewodów wejściowych 710, 720, 730, 740, 750. W drugiej pierścieniowej ściance górnej 910 znajdująsię liczne zarezerwowane otwory 810, 870, które odpowiadają położeniom pierwszego zespołu przewodów wejściowych 610, 620, 630, 640, 650, 660 w pierwszej klatce ochronnej rdzenia i są otwarte tak, że pierwszy zespół przewodów wejściowych 610, 620, 630, 640, 650, 660 może przejść przez odpowiednie zarezerwowane otwory 810, 870, a następnie przewody tego zespołu są połączone ze sobą, w wyniku czego tworzy się pierwsza końcówka 666. Drugi zespół przewodów wejściowych 510, 520, 530, 540 i trzeci zespół przewodów wejściowych 710, 720, 730, 740, 750 są odpowiednio połączone ze sobą elektrycznie, w wyniku czego powstaje druga końcówka 999 i trzecia końcówka 777. Klatki ochronne 300 i 900 rdzenia, pierwsza końcówka 666, druga końcówka 999 i trzecia końcówka 777 stanowią uzwojenie niskonapięciowe transformatora wysokiej częstotliwości według wynalazku, przy czym trzecia końcówka wejściowa 777 służy jako centralny zaczep uzwojenia niskonapięciowego transformatora wysokiego napięcia.

W powyższym tekście transformator wysokiej częstotliwości według wynalazku z centralnym zaczepem w strefie jego uzwojenia niskonapięciowego opisano w postaci przykładu wykonania. W skład uzwojenia niskonapięciowego transformatora wysokiej częstotliwości wchodzą dwie klatki ochronne rdzenia wykonane z materiału przewodzącego elektryczność. Jednakże powszechnie wiadomo w tej dziedzinie techniki, że jeżeli uzwojenie niskonapięciowe transformatora wysokiego napięcia składa się z większej liczby klatek ochronnych rdzenia połączonych ze sobą w podobny sposób, to można uzyskać transformator z wielozwojowym uzwojeniem niskonapięciowym z centralnym zaczepem lub bez niego umożliwiający przystosowanie do niższej częstotliwości lub do wyższego napięcia wyjściowego. W zakresie chronionym niniejszym wynalazkiem mieszczą się wszystkie ulepszone w ten sposób transformatory.

181 561

FIG.l

FIG.2

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 egz.

Cena 2,00 zł.

Claims (6)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Transformator, wysokiej częstotliwości, zawierający pierścieniowy rdzeń z amorficznego materiału magnetycznego, usytuowany wewnątrz klatki ochronnej rdzenia z materiału przewodzącego, przy czym na tej klatce ochronnej rdzenia nawinięte jest uzwojenie wysokonapięciowe z emaliowanego drutu, znamienny tym, że kształt klatki ochronnej (3) rdzenia jest podobny do kształtu pierścieniowego rdzenia (2), i w pierścieniowej gómej ściance (31) klatki ochronnej (3) rdzenia znajduje się pierścieniowa szczelina (32) biegnąca w kierunku obwodowym, zaś na wewnętrznym i zewnętrznym obrzeżu wspomnianej pierścieniowej szczeliny (32) znajduje się wiele, odpowiednio rozmieszczonych w kierunku obwodowym przewodów wejściowych (61, 62, 63, 64, 65, 66; 71, 72, 73, 74, 75, 76) połączonych elektrycznie z klatką ochronną (3) rdzenia, przy czym wspomniane przewody wejściowe (61, 62, 63, 64, 65, 66) na wewnętrznym obrzeżu i przewody wejściowe (71, 72, 73, 74, 75, 76) na obrzeżu zewnętrznym pierścieniowej szczeliny (32) są ze sobą odpowiednio połączone elektrycznie i tworzą dwie końcówki (60, 70), zaś klatka ochronna (3) rdzenia i te dwie końcówki (60, 70) stanowią uzwojenie niskonapięciowe transformatora wysokiej (1) częstotliwości.
2. 2. Transformator według zastrz. 1, znamienny tym, że klatka ochronna (3) rdzenia jest wykonana z miedzi.
3. 3. Transformator według zastrz. 1, znamienny tym, że klatka ochronna (3) rdzenia jest wykonana z aluminium.
4. 4. Transformator wysokiej częstotliwości, zawierający pierścieniowy rdzeń z amorficznego materiału magnetycznego, usytuowany wewnątrz klatki ochronnej rdzenia z materiału przewodzącego, przy czym na tej klatce ochronnej rdzenia nawinięte jest uzwojenie wysokonapięciowe złożone z emaliowanych drutów, znamienny tym, że klatka ochronna (300, 900) rdzenia składa się z pierwszej klatki ochronnej (300) rdzenia i drugiej klatki ochronnej (900) rdzenia, przy czym kształty pierwszej klatki ochronnej (300) rdzenia i drugiej klatki ochronnej (900) rdzenia są podobne do kształtu pierścieniowego rdzenia (200), i pierwsza klatka ochronna (300) rdzenia otacza bezpośrednio pierścieniowy rdzeń (200), zaś druga, izolowana elektrycznie klatka ochronna (900) rdzenia otacza pierwszą klatkę ochronną (300) rdzenia, i w pierwszej pierścieniowej ściance gómej (310) pierwszej klatki ochronnej (300) rdzenia znajduje się biegnąca w kierunku obwodowym pierwsza pierścieniowa szczelina (320), a w drugiej pierścieniowej ściance gómej (910) drugiej klatki ochronnej (900) rdzenia znajduje się, biegnąca w kierunku obwodowym druga pierścieniowa szczelina (920), przy czym pierwsza pierścieniowa szczelina (320) odpowiada drugiej pierścieniowej szczelinie (920), jedno z wewnętrznych i zewnętrznych obrzeży pierwszej pierścieniowej szczeliny (320) jest połączone elektrycznie z przeciwległym obrzeżem drugiej pierścieniowej szczeliny (920), zaś na ściankach klatki ochronnej rdzenia, w pobliżu nie połączonych obrzeży pierwszej pierścieniowej szczeliny (320) i drugiej pierścieniowej szczeliny (920) znajduje się, odpowiednio rozmieszczony w kierunku obwodowym i odpowiednio połączony z pierwszą klatką ochronną (300) rdzenia i drugą klatką ochronną (900) rdzenia, pierwszy zespół przewodów wejściowych (610, 620, 630, 640, 650, 660) oraz drugi zespół przewodów wejściowych (510, 520, 530, 540), zaś na jednej ze ścianek klatki ochronnej rdzenia, w pobliżu obrzeży, które są połączone ze sobą, znajduje się trzeci zespół przewodów wejściowych (710, 720, 730, 740, 750) rozmieszczonych w kierunku obwodowym i połączonych elektrycznie z odpowiednią klatką ochronną (300, 900) rdzenia, przy czym na drugiej pierścieniowej ściance gómej (910) znajduje się wiele zarezerwowanych otworów (810, 870), które odpowiadają położeniom pierwszego zespołu przewodów wejściowych (610, 620, 630, 640, 650, 660) na pierwszej klatce ochronnej (300), przy czym trzeci zespół przewodów wejściowych (710, 720, 730, 740, 750) i drugi zespół przewodów wejściowych (510, 520, 530, 540) są odpowiednio połączone ze sobą elektrycznie i stanowią trzecią końcówkę (777) i drugą końcówkę (999), zaś pierwszy

   181 561 zespół przewodów wejściowych (610, 620, 630, 640, 650, 660) przechodzi przez odpowiednie zarezerwowane otwory (810, 870), a następnie jest połączony ze sobą tworząc pierwszą końcówkę (666), a ponadto klatka ochronna (300, 900), pierwsza końcówka (666), druga końcówka (999) i trzecia końcówka (777) stanowią uzwojenie niskonapięciowe transformatora (100) wysokiego napięcia z centralnym zaczepem.
5. 5. Transformator według zastrz. 4, znamienny tym, że klatka ochronna (300, 900) rdzenia jest wykonana z miedzi.
6. 6. Transformator według zastrz. 4, znamienny tym, że klatka ochronna (300, 900) rdzenia jest wykonana z aluminium.

   * * *