RU2777051C1 - Magnetic core of a three-phase magnetic induction apparatus and magnetic core frame - Google Patents
Magnetic core of a three-phase magnetic induction apparatus and magnetic core frame Download PDFInfo
- Publication number
- RU2777051C1 RU2777051C1 RU2021103275A RU2021103275A RU2777051C1 RU 2777051 C1 RU2777051 C1 RU 2777051C1 RU 2021103275 A RU2021103275 A RU 2021103275A RU 2021103275 A RU2021103275 A RU 2021103275A RU 2777051 C1 RU2777051 C1 RU 2777051C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- frames
- frame
- magnetic core
- magnetic
- core
- Prior art date
Links
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 title claims abstract description 12
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 claims abstract description 7
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 11
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 claims description 11
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 11
- 230000001965 increased Effects 0.000 description 4
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 3
- 238000003698 laser cutting Methods 0.000 description 2
- 239000005300 metallic glass Substances 0.000 description 2
- 239000002966 varnish Substances 0.000 description 2
- 210000001503 Joints Anatomy 0.000 description 1
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000005417 remagnetization Effects 0.000 description 1
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Настоящее изобретение относится к трехфазным магнитоиндукционным устройствам, в частности, к сердечникам с магнитным контуром, используемым в таких устройствах как трансформаторы, катушки, дросселя.The present invention relates to three-phase magnetic induction devices, in particular to cores with a magnetic circuit used in devices such as transformers, coils, chokes.
Из европейской патентной публикации № ЕР 2395521 известен способ изготовления треугольных сердечников трансформаторов из аморфной металлической ленты, причем плечи магнитного сердечника расположены в виде треугольника, а поперечное сечение плеч сердечника имеет круглую или многоугольную форму. Для получения плеч рамок сердечника с требуемой формой поперечного сечения указанные рамки сердечника изготавливают из слоев непрерывно наматываемой ленты, причем ширину ленты регулируют в зависимости от размеров соответствующего слоя плеча сердечника посредством лазерной резки.From European Patent Publication No. EP 2395521 a method is known for manufacturing triangular cores of transformers from an amorphous metal strip, wherein the arms of the magnetic core are in the form of a triangle, and the cross section of the arms of the core has a round or polygonal shape. In order to obtain core frame arms with the required cross-sectional shape, said core frames are made from layers of continuously wound tape, the tape width being adjusted depending on the dimensions of the respective core arm layer by means of laser cutting.
Недостаток заключается в том, что расплавленный материал, обычно образующийся при такой лазерной резке аморфной ленты, приводит к возникновению на обрезной кромке оплавленных дефектов, что, в свою очередь, приводит к возникновению лишних зазоров между слоями магнитной ленты в процессе ее намотки, что уменьшает плотность намотки. Кроме того, такие дефекты могут создавать условия для возникновения коротких замыканий во время работы магнитной системы, что увеличивает потери на вихревые токи. Также следует отметить, что такой способ изготовления магнитного сердечника с переменным поперечным сечением чрезвычайно сложен, а его осуществление затруднительно.The disadvantage is that the molten material, usually formed during such laser cutting of an amorphous tape, leads to the formation of melted defects on the cut edge, which, in turn, leads to the appearance of unnecessary gaps between the layers of the magnetic tape during its winding, which reduces the density winding. In addition, such defects can create conditions for the occurrence of short circuits during the operation of the magnetic system, which increases the eddy current losses. It should also be noted that such a method of manufacturing a magnetic core with a variable cross section is extremely complicated, and its implementation is difficult.
Наиболее близкими являются магнитный сердечник трехфазного магнитоиндукционного устройства и его рамки (RU №2635098, опубл. 09.11.2017г.), причем указанный магнитный сердечник содержит три рамки магнитного сердечника, образующие плечи магнитного сердечника для установки на них катушек индукционного устройства, причем каждая из рамок сердечника изготовлена из намотанной ленты магнитного материала, отличающийся тем, что:The closest are the magnetic core of a three-phase magnetic induction device and its frames (RU No. 2635098, publ. 11/09/2017), moreover, the specified magnetic core contains three frames of the magnetic core, forming the arms of the magnetic core for installing coils of the induction device on them, each of the frames core is made of a wound tape of magnetic material, characterized in that:
- каждая из рамок сердечника выполнена из нескольких отдельных многослойных петель, ширина каждой из которых отлична от ширины других петель в указанной рамке;- each of the frames of the core is made of several separate multilayer loops, the width of each of which is different from the width of other loops in the specified frame;
- причем каждая петля рамки отдельно изготовлена из намотанной ленты магнитного материала, имеющей предварительно заданную ширину ленты, задающую толщину указанной петли;wherein each loop of the frame is individually made from a wound tape of magnetic material having a predetermined tape width defining the thickness of said loop;
- причем несколько петель, образующих рамку, коаксиально уложены друг поверх друга так, чтобы обеспечить формирование на внутренней и внешней поверхностях рамки ступенчатых структур,- moreover, several loops forming the frame are coaxially stacked on top of each other so as to ensure the formation of stepped structures on the inner and outer surfaces of the frame,
- 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 тем самым три плеча магнитного сердечника для установки катушек указанного устройства.- moreover, the frames of the magnetic core are located in the specified magnetic core so that the inner surfaces of the frames face each other, thereby forming a structure having the shape of a triangular prism, and the stepped structure of each frame is engaged with the stepped structures of the frames locally adjacent to it, thereby forming three arm of the magnetic core for installing the coils of the specified device.
Недостаток заключается в том, что на стыках петель возникает возмущение магнитного потока, что влечет за собой повышенные магнитные потери при работе устройства. Так же формирование отдельных петель требует, использования дополнительного инструмента и повышенного расхода времени, что понижает технологичность.The disadvantage is that a perturbation of the magnetic flux occurs at the junctions of the loops, which entails increased magnetic losses during operation of the device. Also, the formation of individual loops requires the use of an additional tool and increased time consumption, which reduces manufacturability.
Так же 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.It is also a disadvantage that in order to close two independent stepped structures, it is necessary to repeat the step of the layers on both structures. In addition, clamping requires the manufacture of these surfaces with increased accuracy, which entails an increase in manufacturing time, the complexity of tooling for manufacturing, and a general decrease in manufacturability.
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.The technical result consists in increasing manufacturability and reducing losses in the gaps of closing the loops by creating such a design of the device in which each frame of the magnetic core will be made of a continuous tape, and each layer of the magnetic core will be a rectangular spiral with rounded corners. Continuity will help avoid joints along the length of the loops, and will also speed up the production of magnetic core layers.
Одинаковая, заранее сформированная, ширина ленты по всей длине спирали позволит избежать образования дефектов при формировании слоя. The same, pre-formed, width of the tape along the entire length of the spiral will avoid the formation of defects during the formation of the layer.
Использование для производства магнитоиндукционных устройств нескольких рамок, не предполагающих зацепления друг с другом, а имеющих воздушный зазор между ними, обеспеченный конструкцией устройства так же влечет за собой увеличение технологичности и уменьшении поперечных потерь в сердечнике.The use of several frames for the production of magnetic induction devices that do not involve engagement with each other, but have an air gap between them, provided by the design of the device, also entails an increase in manufacturability and a decrease in transverse losses in the core.
Технический результат достигается:The technical result is achieved:
- магнитным сердечником трехфазного магнитоиндукционного устройства, имеющим 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 внешние поверхности рамок обращены друг к другу, тем самым образуя конструкцию, имеющую форму треугольной призмы. Каждая из рамок сердечника образована многослойной структурой, каждый слой которой представлен прямоугольной спиралью с шагом 0,1-0,3 толщины ленты, уложенной так, чтобы обеспечить формирование на внутренней и внешней поверхностях рамки такие ступенчатые структуры, что внутренняя часть этой структуры формирует аппроксимированную окружность, а внешняя часть формирует плоскость под углом 30 градусов к плоскости рамки со смещением от центра этой окружности. Ступенчатые структуры одной рамки не контактирует со ступенчатыми структурами соседних с ней рамок формируя зазор между ними, а также формируя суммарным сечением фигуру стремящуюся к форме круга в сечении ребра треугольной призмы и три плеча магнитного сердечника.- a magnetic core of a three-phase magnetic induction device having three magnetic core frames, each of the core frames being made of a strip of magnetic material, the magnetic core frames being located in said magnetic core so that the outer surfaces of the frames face each other, thereby forming a structure having the shape of a triangular prism. Each of the frames of the core is formed by a multilayer structure, each layer of which is represented by a rectangular spiral with a step of 0.1-0.3 of the thickness of the tape, laid so as to ensure the formation of such stepped structures on the inner and outer surfaces of the frame that the inner part of this structure forms an approximate circle , and the outer part forms a plane at an angle of 30 degrees to the plane of the frame, offset from the center of this circle. The stepped structures of one frame do not contact with the stepped structures of the frames adjacent to it, forming a gap between them, and also forming a figure tending to the shape of a circle in the cross section of a triangular prism rib and three arms of the magnetic core.
- рамкой магнитного сердечника, изготовленной из ленты магнитного материала, причем рамка образована многослойной структурой, каждый слой которой представлен прямоугольной спиралью с шагом 0,1-0,3 толщины ленты, уложенной так, чтобы обеспечить формирование на внутренней и внешней поверхностях рамки такие ступенчатые структуры, что внутренняя часть этой структуры формирует аппроксимированную окружность, а внешняя часть формирует плоскость под углом 30 градусов к плоскости рамки со смещением от центра этой окружности.- a magnetic core frame made of a tape of magnetic material, the frame being formed by a multilayer structure, each layer of which is represented by a rectangular helix with a step of 0.1-0.3 of the tape thickness, laid so as to ensure the formation of such stepped structures on the inner and outer surfaces of the frame that the inner part of this structure forms an approximate circle, and the outer part forms a plane at an angle of 30 degrees to the plane of the frame, offset from the center of this circle.
Конструкция устройства подразумевает отсутствие непосредственного зацепления рамок магнитного сердечника. Рамки имеют воздушный зазор в месте их сближения, обеспеченный конструктивно. 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.The design of the device implies the absence of direct engagement of the magnetic core frames. The frames have an air gap in the place of their convergence, provided constructively. The air gap prevents the occurrence of transverse currents in the magnetic core, which reduces the remagnetization losses of the device. In addition, this solution makes it possible to avoid the need to repeat the step of layers on independent structures, reduces the requirement for the accuracy of their manufacture, which entails a reduction in manufacturing time and an increase in manufacturability.
Предлагаемая полезная модель поясняется чертежами, где на фиг.1 показан магнитный сердечник трехфазного магнитоиндукционного устройства, на фиг. 2 - рамка сердечника магнитоиндукционного устройства, на фиг. 3 - схема формирования рамки сердечника магнитоиндукционного устройства, на фиг. 4 - схематичное изображение слоя рамки магнитного сердечника из непрерывно намотанной ленты.The proposed utility model is illustrated by drawings, where Fig. 1 shows the magnetic core of a three-phase magnetic induction device, Fig. 2 - frame of the core of the magnetic induction device, in Fig. 3 is a diagram of the formation of the frame of the core of the magnetic induction device, in Fig. 4 is a schematic representation of the frame layer of a continuously wound tape magnetic core.
Устройство состоит из трех рамок 1, причем рамки 1 расположены в магнитном сердечнике так, что внешние поверхности рамок обращены друг к другу, тем самым образуя конструкцию, имеющую форму треугольной призмы. The device consists of three
Каждая из рамок 1 образована многослойной структурой, каждый слой 2 которой представлен прямоугольной спиралью с шагом 0,1-0,3 толщины ленты, уложенной так, чтобы обеспечить формирование на внутренней и внешней поверхностях рамки 1 такие ступенчатые структуры, что внутренняя часть этой структуры формирует аппроксимированную окружность, а внешняя часть формирует плоскость под углом 30 градусов к плоскости рамки со смещением от центра этой окружности, причем ступенчатые структуры одной рамки не контактирует со ступенчатыми структурами локально примыкающих к ней рамок формируя зазор между ними и три плеча магнитного сердечника.Each of the
Устройство изготавливают следующим образом. Ленту из аморфного металла, обеспечивая натяг при помощи механического натяжителя, наматывают на прямоугольную оснастку, с размерами, соответствующими расчетным данным. Таким образом поочередно формируя необходимое количество слоёв. Схематичное изображение такого слоя изображено на фиг. 4. Количество слоев рассчитывается, исходя из ширины ленты и необходимого суммарного сечения сердечника. Затем проводят термообработку, для снятия внутренних напряжений в ленте после намотки. После этого слои укладывают симметрично друг друга, в соответствии с расчетными данными, формируя рамку сердечника. Пример укладки изображен на фиг. 3. Сформированная таким образом рамка сердечника, пропитывается лаком. После высыхания лака, рамка становится полностью сформированной. Пример сформированной рамки изображен на фиг. 2.The device is manufactured as follows. A tape made of amorphous metal, providing tension with the help of a mechanical tensioner, is wound on a rectangular tooling, with dimensions corresponding to the calculated data. Thus, alternately forming the required number of layers. A schematic representation of such a layer is shown in Fig. 4. The number of layers is calculated based on the width of the tape and the required total cross section of the core. Then heat treatment is carried out to relieve internal stresses in the tape after winding. After that, the layers are laid symmetrically to each other, in accordance with the calculated data, forming the frame of the core. An example of laying is shown in Fig. 3. The frame of the core thus formed is impregnated with varnish. After the varnish dries, the frame becomes fully formed. An example of the formed frame is shown in Fig. 2.
Для изготовления различных электромагнитных устройств необходимо изготавливать различное количество подобных рамок. Например, для изготовления трехфазного трансформатора распределительных сетей необходимо три таких сердечника. Рамки располагаются в пространстве при помощи различных конструкторских решений. Взаимное расположение рамок изображено на фиг. 1.For the manufacture of various electromagnetic devices, it is necessary to produce a different number of such frames. For example, for the manufacture of a three-phase distribution network transformer, three such cores are needed. Frames are arranged in space using various design solutions. The mutual arrangement of the frames is shown in Fig. one.
Claims (2)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2777051C1 true RU2777051C1 (en) | 2022-08-01 |
Family
ID=
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2401952A (en) * | 1943-09-10 | 1946-06-11 | Line Material Co | Three-phase transformer |
WO2010027290A1 (en) * | 2008-09-05 | 2010-03-11 | Abs Minel-Trafo, Ad-Joint Stock Company | Wound delta magnetic core for three phase transformer |
US20110109412A1 (en) * | 2009-10-29 | 2011-05-12 | Jurgen Klaus Vollrath | Three phasecontinuous flux path transformer core and method of manufacture |
EP2395521B1 (en) * | 2010-06-08 | 2013-03-27 | ABB Technology AG | Method for manufacture of triangular transformer cores made of amorphous metal |
RU2635098C1 (en) * | 2012-01-17 | 2017-11-09 | Ю.Т.Т. Юник Трансформер Текнолоджиз Лтд | Three-phase magnetic core for magnetic induction device and method of its manufacture |
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2401952A (en) * | 1943-09-10 | 1946-06-11 | Line Material Co | Three-phase transformer |
WO2010027290A1 (en) * | 2008-09-05 | 2010-03-11 | Abs Minel-Trafo, Ad-Joint Stock Company | Wound delta magnetic core for three phase transformer |
US20110109412A1 (en) * | 2009-10-29 | 2011-05-12 | Jurgen Klaus Vollrath | Three phasecontinuous flux path transformer core and method of manufacture |
EP2395521B1 (en) * | 2010-06-08 | 2013-03-27 | ABB Technology AG | Method for manufacture of triangular transformer cores made of amorphous metal |
RU2635098C1 (en) * | 2012-01-17 | 2017-11-09 | Ю.Т.Т. Юник Трансформер Текнолоджиз Лтд | Three-phase magnetic core for magnetic induction device and method of its manufacture |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2635098C1 (en) | Three-phase magnetic core for magnetic induction device and method of its manufacture | |
CN1735948B (en) | Bulk amorphous metal inductive device | |
CN101027733B (en) | Bulk laminated amorphous metal inductive device | |
TWI514427B (en) | Inductance and switch circuit including the inductance | |
US8729998B2 (en) | Three-step core for a non-linear transformer | |
US6473961B1 (en) | Method of manufacturing magnetic cores for power transformers | |
EP2395521A1 (en) | Method for manufacture of triangular transformer cores made of amorphous metal | |
RU2777051C1 (en) | Magnetic core of a three-phase magnetic induction apparatus and magnetic core frame | |
JPH01134908A (en) | Transformer core | |
JPH0334215A (en) | Method of reducing eddy current in superconductive material tape and superconductor equipment | |
US7383625B2 (en) | Method of manufacturing continuous disk winding for high-voltage superconducting transformers | |
RU2008128354A (en) | CURRENT TRANSFORMER FOR POWER SUPPLY AND METHOD FOR ITS MANUFACTURE | |
RU205573U1 (en) | Three-phase magnetic induction device | |
JPH02151008A (en) | Method of winding electric winding component | |
RU2789184C1 (en) | Three-phase power transformer manufacturing method | |
SU970493A1 (en) | Three-phase magnetic circuit for electric induction apparatus and method producing thereof | |
RU2241271C2 (en) | Transformer wound core, method and device for its manufacture | |
RU2796472C1 (en) | Three-phase spatial laminated magnetic core | |
JPS5821790B2 (en) | induction heating device | |
JPS6320810A (en) | Transformer iron core | |
CN212411796U (en) | Coiled transformer silicon steel sheet iron core | |
JPH0722516U (en) | Electromagnetic device | |
JPS61198706A (en) | Core for induction electric apparatus | |
SU1617475A1 (en) | Spatial magnetic core for three-phase transformer | |
WO2011154076A1 (en) | Method for manufacture of transformer cores, a method for manufacture of a transformer having such core and a transformer manufactured according to this method |