RU205573U1

RU205573U1 - Трехфазное магнитоиндукционное устройство

Info

Publication number: RU205573U1
Application number: RU2021102110U
Authority: RU
Inventors: Павел Владимирович Бобров; Михаил Игоревич Никифоров
Original assignee: Першина Светлана Сергеевна
Priority date: 2021-01-31
Filing date: 2021-01-31
Publication date: 2021-07-21

Abstract

Полезная модель относится к электротехнике, в частности к трехфазным магнитоиндукционным устройствам. Технический результат заключается в увеличении технологичности и уменьшении потерь в зазорах смыкания петель за счет создания такой конструкции устройства, в которой каждая рамка магнитного сердечника будет изготовлена из непрерывной ленты, и каждый слой магнитного сердечника будет представлять собой прямоугольную спираль со скругленными углами. Непрерывность поможет избежать стыков по длине петель, также ускорит производство слоёв магнитного сердечника. Технический результат достигается предлагаемым трехфазным магнитоиндукционным устройством, содержащим катушки индукционного устройства и магнитный сердечник, имеющий три рамки магнитного сердечника, причем каждая из рамок сердечника изготовлена из ленты магнитного материала, причем рамки магнитного сердечника расположены в указанном магнитном сердечнике так, что внутренние поверхности рамок обращены друг к другу, тем самым образуя конструкцию, имеющую форму треугольной призмы, отличающимся тем, что катушки индукционного устройства установлены на дополнительных независимых опорах, а каждая из рамок сердечника образована многослойной структурой, представляющей собой прямоугольную спираль с шагом 0,1-0,3 толщины ленты, причем ступенчатая структура каждой рамки опирается на дополнительную опору и не контактирует со ступенчатыми структурами локально примыкающих к ней рамок, формируя зазор между ними и три плеча магнитного сердечника. 4 ил.

Description

Настоящая полезная модель относится к электротехнике, в частности к трехфазным магнитоиндукционным устройствам.

Известен трехфазный трансформатор (США №6683524, опубл. 15.06.2018г.), имеющий треугольную структуру. В соответствии с данным техническим решением сердечник трансформатора составлен из трех рамок, каждая из которых содержит несколько колец, намотанных из ленты магнитного материала постоянной ширины. Рамки собраны в сердечник так, чтобы образовать два треугольных ярма, между углами которых проходят вертикальные плечи, причем указанные плечи образованы из намотанных колец, которые могут быть надвинуты друг на друга, наклонены или сдвинуты друг относительно друга.

Недостаток заключается в том, что такая конфигурация сложна в изготовлении, а ее структурная конфигурация увеличивает магнитные потери.

Наиболее близким к предлагаемой полезной модели является трехфазное магнитоиндукционное устройство (RU № 2635098, опубл. 09.11.2017г.), содержащее магнитный сердечник, имеющий три рамки магнитного сердечника, предназначенные для формирования плеч магнитного сердечника и для установки на них катушек индукционного устройства, причем каждая из рамок сердечника изготовлена из ленты магнитного материала, отличающееся тем, что:

- каждая из рамок сердечника выполнена из нескольких отдельных многослойных петель, ширина каждой из которых отлична от ширины других петель в указанной рамке;

- причем каждая петля рамки отдельно изготовлена из намотанной ленты магнитного материала, имеющей предварительно заданную ширину ленты, задающую толщину указанной петли;

- причем несколько петель, образующих рамку, коаксиально уложены друг поверх друга так, чтобы обеспечить формирование на внутренней и внешней поверхностях рамки ступенчатых структур;

- причем рамки магнитного сердечника расположены в указанном магнитном сердечнике так, что внутренние поверхности рамок обращены друг к другу, тем самым образуя конструкцию, имеющую форму треугольной призмы, причем ступенчатая структура каждой рамки зацеплена со ступенчатыми структурами локально примыкающих к ней рамок, формируя три плеча магнитного сердечника.

Недостаток заключается в том, что на стыках петель возникает возмущение магнитного потока, что влечет за собой повышенные магнитные потери при работе устройства. Также формирование отдельных петель требует, использования дополнительного инструмента и повышенного расхода времени, что понижает технологичность.

Также недостатком является то, что для смыкания двух независимых ступенчатых структур необходимо повторение шага слоев на обеих структурах. К тому же смыкание требует изготавливать эти поверхности с повышенной точностью, что влечет за собой увеличение времени изготовления, сложность оснастки для изготовления и общее уменьшение технологичности.

Установка катушек непосредственно на структуру магнитного сердечника приводит к возникновению дополнительного механического напряжения в структуре металла, что влечет за собой дополнительные потери на перемагничивание металла в процессе работы устройства. Также данный метод установки требует повышенной точности изготовления сопрягаемых поверхностей как катушки, так и магнитопровода, что ограничивает методы изготовления катушек и понижает технологичность как производства магнитного сердечника и катушек, так и общей сборки устройства.

Технический результат заключается в увеличении технологичности и уменьшении потерь в зазорах смыкания петель за счет создания такой конструкции устройства, в которой каждая рамка магнитного сердечника будет изготовлена из непрерывной ленты, и каждый слой магнитного сердечника будет представлять собой прямоугольную спираль со скругленными углами. Непрерывность поможет избежать стыков по длине петель, также ускорит производство слоёв магнитного сердечника.

Технический результат заключается в снижении потерь в магнитопроводе и достигается за счет уменьшения механических напряжений в магнитопроводе путем независимого крепления обмоток относительно магнитопровода таким образом, чтобы масса обмоток не воздействовала на магнитопровод. Такой метод крепления позволит уменьшить требование к точности геометрии магнитопровода и обмоток в месте их сопряжения, тем самым увеличить технологичность.

Технический результат заключается в снижении потерь в магнитопроводе и достигается за счет снижения поперечных вихревых токов, путем создания дополнительных электроизоляционных воздушных зазоров в месте смыкания ступенчатых структур за счет установки дополнительных опор. Это позволит уменьшить требование к точности геометрии магнитопровода в месте смыкания ступенчатых структур, тем самым увеличить технологичность.

Технический результат достигается предлагаемым трехфазным магнитоиндукционным устройством, содержащим катушки индукционного устройства и магнитный сердечник, имеющий три рамки магнитного сердечника, причем каждая из рамок сердечника изготовлена из ленты магнитного материала, причем рамки магнитного сердечника расположены в указанном магнитном сердечнике так, что внутренние поверхности рамок обращены друг к другу, тем самым образуя конструкцию, имеющую форму треугольной призмы, отличающееся тем, что катушки индукционного устройства установлены на дополнительных независимых опорах, а каждая из рамок сердечника образована многослойной структурой, представляющей собой прямоугольную спираль с шагом 0,1-0,3 толщины ленты, причем ступенчатая структура каждой рамки опирается на дополнительную опору и не контактирует со ступенчатыми структурами локально примыкающих к ней рамок, формируя зазор между ними и три плеча магнитного сердечника.

Конструкция устройства подразумевает отсутствие непосредственного зацепления рамок магнитного сердечника. Рамки не смыкаются друг с другом, а опираясь на дополнительные опоры, имеют воздушный зазор в месте их сближения, обеспеченный одной или несколькими опорами. Воздушный зазор препятствует возникновению поперечных токов в магнитном сердечнике, что уменьшает потери на перемагничивание устройства. К тому же данное решение позволяет избегать необходимость повторения шага слоев на независимых структурах, уменьшает требование к точности их изготовления, что влечёт за собой уменьшение времени изготовления и повышение технологичности.

Конструкция подразумевает установку катушек на независимых от магнитного сердечника опорах. Это позволяет избежать механическое воздействие на магнитный сердечник, как следствие увеличить эффективность магнитной системы. Использование пространственно независимых структур позволяет снизить необходимую точность в изготовлении как катушек, так и магнитного сердечника. Это позволяет повысить технологичность изготовления как компонентов, так и устройство в целом. Также пониженные требования к точности геометрии обмоток позволяют использовать различные технологии их изготовления.

Предлагаемая полезная модель поясняется чертежами, где на фиг.1 показан общий вид трехфазного магнитоиндукционного устройства; на фиг. 2 – установка катушек на независимых опорах; на фиг. 3 – схематичное представление формирования слоя из непрерывной ленты; на фиг. 4 – формирование зазора между рамками.

Устройство состоит из:

- катушек 1 индукционного устройства, установленных на дополнительных независимых опорах 2;

- магнитного сердечника, имеющего три рамки 3 магнитного сердечника.

Каждая из рамок 3 сердечника изготовлена посредством соединения слоев 4 из непрерывной магнитной ленты, причем каждый слой представляет собой прямоугольную спираль со скругленными углами и шагом 0,1-0,3 толщины ленты.

Рамки 3 магнитного сердечника расположены в указанном магнитном сердечнике так, что внутренние поверхности рамок обращены друг к другу, тем самым образуя конструкцию, имеющую форму треугольной призмы.

Ступенчатая структура каждой рамки 3 сближается со ступенчатыми структурами соседних рамок 3 и ограничивается опорами 7, формируя зазор 5 между ними и три плеча 6 магнитного сердечника.

Устройство изготавливают следующим образом. На нижнее основание устройства устанавливаются три рамки 3 магнитного сердечника таким образом, чтобы рамки 3 опирались на опоры 7, тем самым формируется зазоры 5 между магнитопроводами. Также на основание прикрепляются опоры 2 катушки 1, на которые устанавливаются катушки 1. Система замыкается верхним основанием с установленными на него опорами 2 катушек 1, таким образом, размерные цепи катушек 1 с опорами и магнитопроводов между верхним и нижним основаниями становятся независимыми. Регулировка расположения магнитопровода осуществляется при помощи общих шпилек для двух оснований. Регулировка опор 2 катушек осуществляется с помощью резьбы на этих опорах.

Claims

Трехфазное магнитоиндукционное устройство, содержащее катушки индукционного устройства и магнитный сердечник, имеющий три рамки магнитного сердечника, причем каждая из рамок сердечника изготовлена из ленты магнитного материала, причем рамки магнитного сердечника расположены в указанном магнитном сердечнике так, что внутренние поверхности рамок обращены друг к другу, тем самым образуя конструкцию, имеющую форму треугольной призмы, отличающееся тем, что катушки индукционного устройства установлены на дополнительных независимых опорах, а каждая из рамок сердечника образована многослойной структурой, представляющей собой прямоугольную спираль с шагом 0,1-0,3 толщины ленты, причем ступенчатая структура каждой рамки опирается на дополнительную опору и не контактирует со ступенчатыми структурами локально примыкающих к ней рамок, формируя зазор между ними и три плеча магнитного сердечника.