RO128339A2 - Înfăşurări toroidale cu răcire îmbunătăţită - Google Patents

Abstract

Invenţia se referă la un radiator, sau un ansamblu radiator folosit pentru răcirea înfăşurărilor bobinate pe miezuri magnetice toroidale, din componenţa bobinelor de reactanţă, a transformatoarelor, amplificatoarelor magnetice şi a altor dispozitive electromagnetice. Ansamblul radiator, conform invenţiei, este alcătuit din asamblarea a două radiatoare (): un radiator () folosit pentru răcirea suprafeţei superioare a bobinajului, prevăzut cu nişte aripi () de răcire, solidare cu o suprafaţă () cilindrică, şi o suprafaţă () de la care se preia căldura, care, prin convecţie şi conducţie, este transmisă spre mediul ambiant şi cu ajutorul celui de-al doilea radiator (), având nişte aripi () de răcire, solidare cu o suprafaţă () circulară şi cu o suprafaţă () cilindrică.

Description

Cu începere de la dată publicăriicereriîde brevet, cererea asigură, în mod provizoriu, Solicitantului, protecția conferită potrivit dispozițiilor art.32 din Legea nr.64/1991, cu excepția cazurilor în care cererea de brevet de invenție a fost respinsă, retrasă sau consideratăca fiind retrasă, întinderea protecției conferite de cererea de brevet de inven țieeste determinată de revendicările conținute în cererea publicată în conformitate cu art.23 aiin.(i) - (3).

^?'·^,ί1 PSWRU INVENȚHșTmÂrCî!

--'t' brevet fjg | jț y r> π f j»

-l£l:2ăL.° · . j

ÎNI ĂȘURARi TOROIDALE CU RĂCIRE ÎMBUNĂTĂȚITĂ

Invenția se referă la posibilitatea îmbunătățirii răcirii pentru înfășurările bobinate pe miezuri magnetice toroidale din componența bobinelor de reactanță, transformatoarelor, amplificatoarelor magnetice și alte dispozitive electromagnetice, în prezent, pentru astfel de cazuri se folosește răcirea naturală sau forțată cu ventilatoare locale.

Problema tehnică care o rezolvă invenția constă în îmbunătățirea semnificativă a răcirii înfășurărilor specifice miezurilor magnetice toroidale. în special la puteri mari ale acestora, rezultând posibilitatea funcționării dispozitivelor electromagnetice toroidale la valori peste valoarea curentului nominal.

Creșterea puterii dispozitivelor electrotehnice cu miezuri magnetice toroidale. diversificarea aplicațiilor acestora, chiar dacă se apelează la bobinaje executate cu indice de temperatură ridicat. încălzirea neuniformă conduce la zone în care temperatura maximă poate depăși limitele admise, devenind avantajoasă soluția de evacuare a căldurii cu radiatoare.

Radiatoarele pentru înfășurări toroidale. conform invenției, au o construcție modulară. în contact termic cu zona încălzită de la care se preia căldura și o disipă către mediul ambiant, printr-o suprafață de cedare a căldurii mărită, pe cale naturală datorită convecției și radiației.

Se dau în continuare exemple dc realizare. în legătură și cu figurile 1...5. care reprezintă:

Fig.l. înfășurare toroidală pe conturul căreia sunt marcate temperaturile maxime în regim staționar de încălzire la curentul nominal, pentru a se evidenția zona care necesită radiatoare;

f ig.2. construcția modulară a unui radiator format din două repere:

f ig.3. reperele pentru construcția unui radiator modular, versiune demontată;

f ig.4. reperele pentru construcția unui radiator modular, versiune montată: Fig.5. radiator format dintr-un singur reper turnat.

Ο ' 1-00966-2 9 --gg- 201 ί

Pentru prezentarea construcției radiatoarelor la înfășurări toroidalc. conform invenției, s-a ales un dispozitiv electromagnetic toroidal format dintr-un miez m, Fig.l. construit din bandă fcromagnetică spiralată, având una sau mai multe înfășurări b. cu raza interioară r_b și raza exterioară R_h, pe care s-au marcat temperaturile maxime 0_niax. de pe suprafața bobinajului încălzit în regim staționar la curentul nominal pentru a evidenția necesitatea de a folosi radiatoare. Temperatura mediului ambiant, 0_a. s-a considerat egală cu 20°C.

Zona cea mai încălzită se află pc suprafața cilindrică interioară a bobinajului, deoarece aceasta are grosimea maximă precum și valoarea cca mai mare pentru sarcina termică unitară q. care conduc la zona cu temperatura maximă cu consecințe directe asupra duratei dc viață a bobinajului. Temperatura maximă trebuie să se mențină sub indicele de temperatură la care s-au fabricat bobinele.

Radiatorul arc rolul de a prelua căldura din zona respectivă și de a o ceda mediului ambiant, reducând astfel încălzirea bobinajului. Pentru a-și îndeplini rolul funcțional, radiatorul trebuie să aibă un contact termic cât mai bun cu bobinajul și posibilități mărite dc a ceda căldura mediului ambiant.

Pentru exemplificare se prezintă două soluții.

Prima soluție. Fig.2, conține două repere. 1 și 2, acestea fiind reluate în versiunea tridimensională în Fig.3. reperele demontate, și în Fig.4, reperele montate. Radiatorul superior 1. turnat din aluminiu, poate avea patru sau șase aripi radiante Ai. amplasate decalat la 90. respectiv 60°. pc o suprafață cilindrică Sj. fiecare în contact cu suprafața S|, care preia căldura dc la suprafața superioară a bobinajului S| și o cedează mediului ambiant.

Radiatorul inferior 2, obținut prin turnare din aluminiu, are un corp cilindric S_c2, care preia căldura dc la zona inferioară a bobinajului cu suprafața S₂ . prin coroana circulară S₂ și o transmite mediului ambiant, la care contribuie patru sau șase aripi A₂ amplasate decalat la 90°. respectiv 60°. Fantele I·', asigură pătrunderea aerului pe la partea inferioară.

Suprafețele radiatoarelor sunt acoperite cu un strat subțire dc lac, pentru a evita scurtcircuitarea spirelor bobinajului cu care \in în contact. Dc asemenea, lăcuirca suprafețelor exterioare ale radiatorului îmbunătățește transferul termic către mediul ambiant.

CN-1 O ' ' - O O 9 6 3 - 2 9 -09- 2011

In Fig.3, se prezintă cele două repere demontate, radiatorul superior 1. redat cu aripile de răcire A|. solidare cu suprafața cilindrică S_C|, și suprafața S|. în contact intim de la care se preia căldura, care prin convecție și conducție este transmisă spre mediul ambiant și cu ajutorul radiatorului 2, având aripile de răcire A₂, solidare cu coroana circulară S₂ și cilindrul S_c2.

In Fig.4, se redă. în două vederi. în perspectivă, pentru a se evidenția fantele de răcire de la baza inferioară, montajul cu cele două radiatoare 1 și 2.

în cazul în care, cantitatea de căldură ce trebuie preluată, nu este prea mare, se poate folosi construcția unui radiator simplificat, conform Fig.5. fabricat dintr-un singur reper turnat din aluminiu și prelucrat tehnologic. Acesta are suprafața Si, destinată transmiterii căldurii de la suprafața interioară a toroidului spre aripile dc răcire A și coroana circulară S₂. care conduce căldura dc la partea inferioară spre mediul ambiant, iar prin fantele F. se asigură circulația aerului de răcire prin interior. Radiatorul concomitent constituie și un suport mecanic pentru dispozitivul electromagnetic toroidal.

Pot fi concepute și alte variante constructive de radiatoare inspirate din construcțiile existente, inclusiv cele folosite pentru răcirea semiconductoarelor dc putere. Prezența radiatoarelor la bobinajclc toroidale implică următoarele avantaje:

intensificarea răcirii zonei celei mai calde și ca urmare crește capacitatea de a suporta sarcini termice mai mari;

permite mărirea densității curentului și ca urmare se pol obține economii substanțiale privind cantitatea de cupru pentru bobinaje;

mărește durata de viață a bobinelor;

protejează bobinele toroidale la șocuri mecanice și alte tipuri dc lovituri directe sau indirecte.

Claims (2)

1. REVENDICĂRI

   1. Ansamblu radiator pentru răcirea înfășurărilor dispozitivelor electromagnetice toroidale, caracterizat prin aceea că, pentru a prelua căldura și a o transmite mediului ambiant, este realizat prin reuniunea a două radiatoare; unul pentru răcirea suprafeței superioare a bobinajului (1) și al doilea (2) pentru transmiterea căldurii de la zona interioară a bobinajului și de la suprafața inferioară către mediul ambiant.
2. 2. Radiator, conform cu revendicarea 1, caracterizat prin aceea că. folosește un singur reper turnat din aluminiu, ulterior prelucrat mecanic, având aripi interioare de răcire (A) care ajută la cedarea căldurii din zona inlcrioară (S_t) cea mai caldă și de la partea inferioară (S2) a bobinajului. fiind concomitent și suport mecanic pentru dispozitivul electromagnetic.