RU2444803C1 - Transformer - Google Patents
Transformer Download PDFInfo
- Publication number
- RU2444803C1 RU2444803C1 RU2010125739/07A RU2010125739A RU2444803C1 RU 2444803 C1 RU2444803 C1 RU 2444803C1 RU 2010125739/07 A RU2010125739/07 A RU 2010125739/07A RU 2010125739 A RU2010125739 A RU 2010125739A RU 2444803 C1 RU2444803 C1 RU 2444803C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- windings
- core
- transformer
- winding
- ferromagnetic
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Coils Or Transformers For Communication (AREA)
- Coils Of Transformers For General Uses (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к электротехнике, в частности к электромагнитным трансформаторам.The invention relates to electrical engineering, in particular to electromagnetic transformers.
Известна реактивная катушка без сердечника, обмотка которой выполнена из электропроводящего материала, покрытого ферромагнитной оболочкой и изоляцией (авт. св. №603003, H01F 27/28, 1978). При соединении концов такого провода с полюсами источника электропитания и протекании по нему электрического тока электрический ток наводит магнитное поле, охватывающее этот ток. Магнитное поле полностью замыкается собственной ферромагнитной оболочкой провода, т.к. она имеет невысокое магнитное сопротивление, не выходя в пространство наружной изоляции провода, имеющей высокое магнитное сопротивление. Это значит, что такой провод эквивалентен прямому единичному проводу, индуктивность которого пропорциональна магнитной проводимости среды, охватывающей его, не зависит от формы, взаимного расположения и числа витков обмотки и превосходит индуктивность прямого единичного провода без ферромагнетика в µ раз, где µ - относительная магнитная проницаемость ферромагнетика. Обмотки катушки без сердечника могут быть выполнены из недорогого материала, например полностью из железного провода или другого электропроводящего ферромагнетика, покрытого изоляцией. Так как магнитные поля витков катушки не выходят за пределы провода и не влияют друг на друга, то магнитное потокосцепление обмоток катушки близко к нулю.Known coreless reactive coil, the winding of which is made of an electrically conductive material coated with a ferromagnetic shell and insulation (ed. St. No. 603003, H01F 27/28, 1978). When the ends of such a wire are connected to the poles of a power source and an electric current flows through it, an electric current induces a magnetic field covering this current. The magnetic field is completely closed by its own ferromagnetic sheath of the wire, because it has a low magnetic resistance, without going into the space of the outer insulation of the wire having high magnetic resistance. This means that such a wire is equivalent to a direct single wire, the inductance of which is proportional to the magnetic conductivity of the medium surrounding it, does not depend on the shape, relative position and number of turns of the winding and exceeds the inductance of a direct single wire without a ferromagnet by a factor of µ, where µ is the relative magnetic permeability ferromagnet. The core windings of the coil can be made of inexpensive material, for example, entirely of iron wire or other electrically conductive ferromagnet coated with insulation. Since the magnetic fields of the coil turns do not extend beyond the wire and do not affect each other, the magnetic flux linkage of the coil windings is close to zero.
При создании электромагнитного трансформатора в него были введены замыкающее ярмо обмотки-сердечника и первичные обмотки из неферромагнитного материала, при этом ферромагнитными должны быть: изоляция обмотки-сердечника из электропроводного ферромагнетика, заполнение зазоров между ее витками, зазоров между этой обмоткой и замыкающим ярмом (патент США №3247476, Кл. 336-177, 1966).When creating an electromagnetic transformer, the closing yoke of the core winding and primary windings of non-ferromagnetic material were introduced into it, while the ferromagnetic should be: insulation of the core winding from an electrically conductive ferromagnet, filling the gaps between its turns, the gaps between this winding and the closing yoke (US patent No. 3247476, Cl. 336-177, 1966).
Наиболее близким по совокупности существенных признаков к заявляемому изобретению является трансформатор, содержащий первичные обмотки, выполненные из неферромагнитного материала с высокой электропроводимостью, ярма, выполненные из ферромагнитного материала, и вторичные обмотки-стержни, выполненные из ферромагнитного материала с высокой электропроводимостью. Причем первичные обмотки коаксиально охватывают обмотки-сердечники, которые, чередуясь с ярмами, соединены в замкнутую магнитную цепь. При этом, если сердечник изогнут и образует замкнутое кольцо, наличие ярем необязательно. Совмещение вторичных обмоток с обмотками-сердечниками уменьшило размеры и потери энергии трансформатора в 2,5 раза. Однако каждый виток первичной обмотки связан отдельными магнитными потоками с обмоткой-сердечником и каждым витком вторичной обмотки-сердечника, а между витками первичной обмотки и между витками вторичной обмотки-сердечника такой связи нет. В таксой конструкции магнитные потоки витка первичной обмотки не влияют на витки этой же обмотки. Значит, возможность дальнейшего уменьшения размеров трансформатора и потерь энергии использована не полностью (Вафин Ш.И., Казаков О.В., Казаков В.В., Немцев Г.А. Новые классические трансформаторы с оптимизированной блочной конструкцией. Описание и теоретическое обоснование// Энергетика Татарстана. - Казань, 2008. - №4. - С.77-83 - прототип).The closest set of essential features to the claimed invention is a transformer containing primary windings made of non-ferromagnetic material with high electrical conductivity, yokes made of ferromagnetic material, and secondary windings-rods made of ferromagnetic material with high electrical conductivity. Moreover, the primary windings coaxially cover the core windings, which, alternating with yokes, are connected in a closed magnetic circuit. Moreover, if the core is bent and forms a closed ring, the presence of a jerk is optional. The combination of the secondary windings with the core windings reduced the size and energy loss of the transformer by 2.5 times. However, each coil of the primary winding is connected by separate magnetic fluxes to the core winding and each coil of the secondary core winding, and there is no such connection between the turns of the primary winding and between the turns of the secondary core. In a tax design, the magnetic fluxes of the coil of the primary winding do not affect the turns of the same winding. This means that the possibility of further reducing the size of the transformer and energy losses has not been fully used (Vafin Sh.I., Kazakov OV, Kazakov VV, Nemtsev GA New classical transformers with optimized block design. Description and theoretical justification / / Energy of Tatarstan. - Kazan, 2008. - No. 4. - P.77-83 - prototype).
Задачей изобретения является создание трансформатора с уменьшенными габаритами и массой, снижение потерь энергии в обмотках-сердечниках.The objective of the invention is the creation of a transformer with reduced dimensions and weight, reducing energy losses in the core windings.
Технический результат достигается тем, что в трансформаторе, содержащем первичные обмотки с высокой электропроводимостью, ярма, выполненные из ферромагнитного материала, и вторичные обмотки-сердечники, выполненные из ферромагнитного материала с высокой электропроводимостью, при этом первичные обмотки коаксиально охватывают обмотки-сердечники, которые, чередуясь с ярмами, соединены в замкнутую магнитную цепь, первичная обмотка выполнена из ферромагнитного материала.The technical result is achieved in that in a transformer containing primary windings with high electrical conductivity, yokes made of ferromagnetic material, and secondary windings-cores made of ferromagnetic material with high electrical conductivity, while the primary windings coaxially cover the windings-cores, which, alternating with yokes, connected in a closed magnetic circuit, the primary winding is made of ferromagnetic material.
На фиг.1 изображен трансформатор в разрезе, обмотка-сердечник которого имеет горшкообразную форму; на фиг.2 - трансформатор, обмотка-сердечник которого имеет П-образную форму; на фиг.3 - трансформатор, обмотка-сердечник которого замкнут; на фиг.4 - схема подключения; на фиг.5 - трансформатор со скошенными обмотками-сердечниками и ярмами.Figure 1 shows a transformer in section, the winding-core of which has a pot-like shape; figure 2 - transformer, the winding-core of which has a U-shaped; figure 3 - transformer, the winding-core of which is closed; figure 4 - connection diagram; figure 5 - transformer with beveled windings-cores and yokes.
Трансформатор содержит первичную обмотку 1 с выводами 2, ярма 3, вторичную обмотку-сердечник 4 с выводами 5, при этом первичная обмотка 1 охватывает коаксиально вторичную обмотку-сердечник 4.The transformer contains a
Трансформатор работает следующим образом.The transformer operates as follows.
Выводы 2 первичной обмотки 1 трансформатора, показанные на фиг.4, подключают к выводам источника питания U1, а выводы 5 вторичной обмотки-сердечника 4 трансформатора подключают к выводам нагрузки U2. Ток I1 первичной обмотки 1 создает магнитные потоки Ф (фиг.1-3, 5), которые сцепляют каждый виток этой обмотки с замкнутым обмоткой-сердечником, образованным первичной обмоткой 1, ярмом 2 и вторичной обмоткой-сердечником 4, а также с витками вторичной обмотки-сердечника 4, и наводит во вторичной обмотке-сердечнике ЭДС U2, обеспечивающей ток нагрузки I2. Таким образом, обмотки 1 и 4 трансформатора как и в любом трансформаторе выполняют функцию локального сосредоточения ампер-витков, а обмотка-сердечник обеспечивает локализацию магнитного поля внутри трансформатора и связь между обмотками. Замыкание магнитного потока Ф в конструкции, показанной на фиг.3, происходит условно, т.к. образование одинаковых встречных потоков Ф в обмотках 1 и 4 связано с компенсацией его составляющих, проходящих сквозь слои обмоток.The
На фиг.5 показан вариант конструкции трансформатора, обеспечивающий уменьшение магнитного сопротивления сердечника трансформатора.Figure 5 shows a design variant of the transformer, providing a decrease in the magnetic resistance of the core of the transformer.
Таким образом, совмещение обмотками прямых функций и функций сердечников позволяет выполнить трансформатор с меньшими габаритными размерами и весом, чем у аналога. Так как потери энергии любого трансформатора пропорциональны его весу, то полученное уменьшение веса обеспечивает уменьшение этих потерь.Thus, the combination of direct functions and core functions by the windings makes it possible to perform a transformer with smaller overall dimensions and weight than that of an analog. Since the energy loss of any transformer is proportional to its weight, the resulting reduction in weight provides a reduction in these losses.
Трансформатор может быть изготовлен следующим образом.The transformer can be manufactured as follows.
Обмотки трансформатора навиваются в виде коаксиальных рулонов из калиброванной эмалированной ленты АРМКО 20-880. Ярмо трансформатора на фиг.1 может быть изготовлено из феррита 2000НМ или в виде стопки колец электротехнической стали, например марки 3408. Ярмо трансформатора на фиг.2 может быть изготовлено навивкой ленты этого же материала. Трансформатор на фиг.3 может быть изготовлен методом послойного наращивания железа и оксида по технологии разложения пента-карбонила железа и окисления поверхности слоя.The transformer windings are wound in the form of coaxial rolls from calibrated enamel tape ARMKO 20-880. The yoke of the transformer in figure 1 can be made of ferrite 2000NM or in the form of a stack of rings of electrical steel, for example grade 3408. The yoke of the transformer in figure 2 can be made by winding a tape of the same material. The transformer in figure 3 can be made by the method of layer-by-layer growth of iron and oxide by the technology of decomposition of penta-carbonyl iron and oxidation of the surface of the layer.
Таким образом, изготовление заявляемого трансформатора является доступным.Thus, the manufacture of the inventive transformer is affordable.
Заявляемый трансформатор может применяться в качестве любых силовых и измерительных трансформаторов, используемых в электронной и электротехнической промышленности и в электроэнергетике.The inventive transformer can be used as any power and measuring transformers used in the electronic and electrical industries and in the electric power industry.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010125739/07A RU2444803C1 (en) | 2010-06-23 | 2010-06-23 | Transformer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010125739/07A RU2444803C1 (en) | 2010-06-23 | 2010-06-23 | Transformer |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2010125739A RU2010125739A (en) | 2011-12-27 |
RU2444803C1 true RU2444803C1 (en) | 2012-03-10 |
Family
ID=45782325
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010125739/07A RU2444803C1 (en) | 2010-06-23 | 2010-06-23 | Transformer |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2444803C1 (en) |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3247476A (en) * | 1961-06-14 | 1966-04-19 | Intron Int Inc | Electromagnetic device |
SU630654A1 (en) * | 1977-05-24 | 1978-10-30 | Северо-Западный Заочный Политехнический Институт | Transformer |
SU1345267A1 (en) * | 1986-02-24 | 1987-10-15 | В.П. Карташев | Induction device |
US4916425A (en) * | 1986-04-22 | 1990-04-10 | Nachum Zabar | Electromagnetic device |
US6597270B2 (en) * | 2001-02-19 | 2003-07-22 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Multilayer impedance component |
RU2221295C2 (en) * | 2001-04-11 | 2004-01-10 | Ермилов Михаил Александрович | Electromagnetic device |
RU49646U1 (en) * | 2004-12-27 | 2005-11-27 | Смирнов Николай Владимирович | TRANSFORMER |
RU2320045C1 (en) * | 2006-09-20 | 2008-03-20 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Чувашский государственный университет им. И.Н. Ульянова" | Transformer |
-
2010
- 2010-06-23 RU RU2010125739/07A patent/RU2444803C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3247476A (en) * | 1961-06-14 | 1966-04-19 | Intron Int Inc | Electromagnetic device |
SU630654A1 (en) * | 1977-05-24 | 1978-10-30 | Северо-Западный Заочный Политехнический Институт | Transformer |
SU1345267A1 (en) * | 1986-02-24 | 1987-10-15 | В.П. Карташев | Induction device |
US4916425A (en) * | 1986-04-22 | 1990-04-10 | Nachum Zabar | Electromagnetic device |
US6597270B2 (en) * | 2001-02-19 | 2003-07-22 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Multilayer impedance component |
RU2221295C2 (en) * | 2001-04-11 | 2004-01-10 | Ермилов Михаил Александрович | Electromagnetic device |
RU49646U1 (en) * | 2004-12-27 | 2005-11-27 | Смирнов Николай Владимирович | TRANSFORMER |
RU2320045C1 (en) * | 2006-09-20 | 2008-03-20 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Чувашский государственный университет им. И.Н. Ульянова" | Transformer |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
A, 31.05.1935. * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2010125739A (en) | 2011-12-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2320045C1 (en) | Transformer | |
KR20070074059A (en) | Magnetic core and inductor, transformer comprising the same | |
CN110301019B (en) | Transformer and switching power supply | |
EP2695174A1 (en) | Cable and electromagnetic device comprising the same | |
KR101198031B1 (en) | Electromagnetic field shielding transformer which has the separation type of multiple magnetic field | |
CN111630615A (en) | Open-close type current transformer comprising flexible magnetic core | |
US10361024B2 (en) | Dry-type transformer core | |
EP2787515B1 (en) | Inductor gap spacer | |
CN108231361A (en) | Electromagnetic equipment, motor drive, machinery and fairing | |
US20140203899A1 (en) | Electromagnet, motor and solenoid | |
RU2444803C1 (en) | Transformer | |
Endo et al. | Copper loss reduction in wireless power transmission coil using magnetic path control technology | |
RU2018134176A (en) | ELECTROMAGNETIC INDUCTION DEVICE AND METHOD FOR ITS MANUFACTURE | |
RU2448384C1 (en) | Transformer | |
RU2444076C1 (en) | Transformer | |
RU2627730C2 (en) | Smoothing reactor of filter-device of rail-power type substation | |
US20140300439A1 (en) | Wire rod for inductor, and inductor | |
RU2355060C2 (en) | Bobbin | |
CN201126445Y (en) | High-voltage current transformer | |
RU2393568C1 (en) | Transformer | |
RU2630253C2 (en) | Electrical magnetization reactor | |
CN103680842A (en) | Soft magnetic alloy iron core transformer capable of removing eddy current | |
GB2361110A (en) | An induction device | |
CN216487618U (en) | Hollow iron core | |
RU2444077C1 (en) | Transformer |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130624 |