RU71473U1

RU71473U1 - DEVICE FOR COOLING AND FASTENING THE MOTOR UNIT

Info

Publication number: RU71473U1
Application number: RU2007141248/22U
Authority: RU
Inventors: Валерий Дмитриевич Кабанов; Евгений Дмитриевич Шершнев; Наталья Дмитриевна Копейкина; Светлана Владимировна Поликарпова
Original assignee: Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Государственный Рязанский Приборный Завод"
Priority date: 2007-11-06
Filing date: 2007-11-06
Publication date: 2008-03-10

Abstract

Полезная модель относится к конструированию устройств для охлаждения и крепления моточных узлов, работающих в широком диапазоне частот, преимущественно трансформаторов, и предназначена для использования в устройствах электропитания цифровых и аналоговых технических средств. Технический результат заключается в обеспечении эффективного охлаждения моточного узла и его надежного крепления при механических воздействиях. Для достижения технического результата заявляемое устройство для охлаждения и крепления моточного узла содержит теплопроводный элемент, охватывающий моточный узел, включающий сердечники и обмотку с контактными выводами. Теплопроводный элемент состоит из двух монолитных радиаторов в виде скоб, соединенных между собой крепежными элементами и взаимодействующих с сердечниками посредством пазов, выполненных на внутренних поверхностях радиаторов, образуя зазоры между верхними и нижними внутренними торцевыми поверхностями радиаторов, что позволяет обеспечить максимальное контактирование радиаторов с сердечниками, и тем самым увеличить теплоотдачу и эффективность охлаждения обмотки. Крепление заявляемого устройства к изделию осуществляется при помощи отверстий, выполненных в нижней части радиаторов.The utility model relates to the design of devices for cooling and fastening winding units operating in a wide range of frequencies, mainly transformers, and is intended for use in power devices of digital and analog technical means. The technical result is to ensure effective cooling of the winding unit and its reliable fastening during mechanical stress. To achieve a technical result, the claimed device for cooling and fastening the winding assembly comprises a heat-conducting element covering the winding assembly, including cores and a winding with contact leads. The heat-conducting element consists of two monolithic radiators in the form of brackets, interconnected by fasteners and interacting with the cores by means of grooves made on the inner surfaces of the radiators, forming gaps between the upper and lower inner end surfaces of the radiators, which allows for maximum contact of the radiators with the cores, and thereby increasing the heat transfer and cooling efficiency of the winding. Fastening of the claimed device to the product is carried out using holes made in the lower part of the radiators.

Description

Полезная модель относится к конструированию устройств для охлаждения и крепления моточных узлов, работающих в широком диапазоне частот, преимущественно трансформаторов, и предназначена для использования в устройствах электропитания цифровых и аналоговых технических средств.The utility model relates to the design of devices for cooling and fastening winding units operating in a wide range of frequencies, mainly transformers, and is intended for use in digital and analog power supply devices.

Известно устройство (Заявка на изобретение RU №93039896, 1996 г., МПК: Н01F 27/08) для охлаждения моточного узла, герметизированного электроизоляционным теплопроводным компаундом, содержащее тороидальный сердечник с обмоткой, узел крепления в виде винта с пластиной, прилегающей к торцевой поверхности обмотки, и теплопроводный элемент, выполненный в виде пластины с оребрением.A device is known (Application for invention RU No. 93039896, 1996, IPC: Н01F 27/08) for cooling a winding unit sealed with an insulating heat-conducting compound containing a toroidal core with a winding, a fastener in the form of a screw with a plate adjacent to the end surface of the winding and a heat-conducting element made in the form of a plate with fins.

Недостатком данного устройства является его ограниченное применение в связи с малой эффективностью охлаждения.The disadvantage of this device is its limited use due to the low cooling efficiency.

Известно устройство (Заявка на изобретение RU №93039890, 1996 г., МПК: Н01F 27/08) для охлаждения моточного узла, содержащее тороидальный сердечник с обмоткой, монтажную плату, узел крепления в виде винта с пластиной, прилегающей к торцевой поверхности обмотки, и теплопроводный элемент, укрепленный на боковой поверхности обмотки и выполненный в виде разрезного кольца с ребрами по образующей, имеющими вырезы, обращенные к монтажной плате. При этом моточный узел герметизирован электроизоляционным теплопроводным компаундом.A device is known (Application for invention RU No. 93039890, 1996, IPC: H01F 27/08) for cooling a winding assembly comprising a toroidal core with a winding, a mounting plate, a fastener in the form of a screw with a plate adjacent to the end surface of the winding, and a heat-conducting element mounted on the side surface of the winding and made in the form of a split ring with ribs along the generatrix having cutouts facing the circuit board. In this case, the winding unit is sealed with an insulating heat-conducting compound.

Недостатком данного устройства является невысокая эффективность охлаждения.The disadvantage of this device is the low cooling efficiency.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемым результатам к предлагаемому техническому решению является устройство для охлаждения и экранирования моточного узла (Патент на полезную модель RU №65287, 2007 г., МПК: H01F 27/08). Устройство для охлаждения и экранирования, преимущественно тороидального моточного узла, содержит теплопроводный элемент, охватывающий моточный узел, включающий тороидальный сердечник с обмоткой, и электроизоляционную нетеплопроводную подставку, прилегающую к внешней торцевой поверхности обмотки и контактирующую с теплопроводным элементом. При этом теплопроводный элемент выполнен многослойным из различных металлов, а объем между обмоткой и теплопроводным элементом заполнен электроизоляционным теплопроводным компаундом.The closest in technical essence and the achieved results to the proposed technical solution is a device for cooling and shielding the winding unit (Utility Model Patent RU No. 65287, 2007, IPC: H01F 27/08). A device for cooling and shielding, mainly a toroidal winding assembly, comprises a heat-conducting element covering the winding assembly, including a toroidal core with a winding, and an electrically insulating non-conductive stand adjacent to the outer end surface of the winding and in contact with the heat-conducting element. In this case, the heat-conducting element is made of a multilayer of various metals, and the volume between the winding and the heat-conducting element is filled with an insulating heat-conducting compound.

Недостатком данного устройства является его ограниченное применение, преимущественно для охлаждения моточных узлов с тороидальным сердечником.The disadvantage of this device is its limited use, mainly for cooling winding units with a toroidal core.

Технический результат, на достижение которого направлено предлагаемое техническое решение, заключается в обеспечении эффективного охлаждения и надежного крепления моточного узла.The technical result, the achievement of which the proposed technical solution is directed, is to ensure efficient cooling and reliable fastening of the winding unit.

Технический результат достигается тем, что устройство для охлаждения и крепления моточного узла содержит теплопроводный элемент, охватывающий моточный узел, включающий сердечники и обмотку с контактными выводами. Теплопроводный элемент состоит из двух радиаторов, соединенных между собой крепежными элементами. Радиаторы выполнены монолитными в виде скоб и взаимодействуют с сердечниками посредством П-образных пазов, выполненных на внутренних поверхностях радиаторов. Между верхними и нижними внутренними торцевыми поверхностями радиаторов образованы зазоры, позволяющие обеспечить максимальное контактирование радиаторов с сердечниками, и тем самым увеличить The technical result is achieved in that the device for cooling and fastening the winding assembly comprises a heat-conducting element covering the winding assembly, including cores and a winding with contact leads. The heat-conducting element consists of two radiators interconnected by fasteners. Radiators are made monolithic in the form of brackets and interact with the cores by means of U-shaped grooves made on the inner surfaces of the radiators. Gaps are formed between the upper and lower inner end surfaces of the radiators, which allow for maximum contact of the radiators with the cores, and thereby increase

теплоотдачу. Верхние и нижние боковые поверхности радиаторов выполнены с вертикальными ребрами, ориентированными в противоположные стороны, что позволяет обеспечить эффективность теплоотвода. Крепление заявляемого устройства к изделию осуществляется при помощи отверстий, выполненных в нижней части радиаторов.heat transfer. The upper and lower side surfaces of the radiators are made with vertical fins oriented in opposite directions, which allows for the efficiency of heat removal. Fastening of the claimed device to the product is carried out using holes made in the lower part of the radiators.

Сущность полезной модели поясняется чертежами (Фиг.1 - Фиг.5), где:The essence of the utility model is illustrated by drawings (Figure 1 - Figure 5), where:

Фиг.1 - общий вид устройства для охлаждения и крепления моточного узла;Figure 1 - General view of a device for cooling and mounting a winding unit;

Фиг.2 - вид устройства с одним радиатором;Figure 2 - view of the device with one radiator;

Фиг.3 - вид радиатора с внутренней стороны;Figure 3 is a view of the radiator from the inside;

Фиг.4 - вид устройства снизу;Figure 4 is a bottom view of the device;

Фиг.5 - сечение А-А устройства (Фиг.1).Figure 5 - section aa of the device (Figure 1).

Устройство для охлаждения и крепления моточного узла содержит теплопроводный элемент 1, охватывающий моточный узел 2 (Фиг.1). Моточный узел 2 включает два сердечника 3 и обмотку в виде катушки 4 с контактными выводами 5. Каждый сердечник 3 состоит из 2-х скоб, охватывающих катушку 4. Контактные выводы 5 расположены со стороны торцевых поверхностей катушки 4 (Фиг.2).A device for cooling and securing the winding assembly comprises a heat-conducting element 1 covering the winding assembly 2 (FIG. 1). The winding assembly 2 includes two cores 3 and a winding in the form of a coil 4 with contact leads 5. Each core 3 consists of 2 brackets covering the coil 4. Contact leads 5 are located on the end surfaces of the coil 4 (Figure 2).

Теплопроводный элемент 1 состоит из двух радиаторов 6, соединенных между собой крепежными элементами 7 (Фиг.1). Радиаторы 6 выполнены монолитными в виде скоб и взаимодействуют с сердечниками 3 посредством П-образных пазов 8, выполненных на внутренних поверхностях 9 радиаторов 6 (Фиг.2, 3). Между верхними и нижними внутренними торцевыми поверхностями 10 радиаторов 6 образованы зазоры 11, позволяющие обеспечить максимальное контактирование радиаторов 6 с сердечниками 3, и тем самым увеличить теплоотдачу (Фиг.2, 3, 4).The heat-conducting element 1 consists of two radiators 6, interconnected by fasteners 7 (Figure 1). Radiators 6 are made monolithic in the form of brackets and interact with the cores 3 by means of U-shaped grooves 8, made on the inner surfaces 9 of the radiators 6 (Fig.2, 3). Between the upper and lower inner end surfaces 10 of the radiators 6, gaps 11 are formed, which allow for maximum contacting of the radiators 6 with the cores 3, and thereby increase heat transfer (FIGS. 2, 3, 4).

Верхние и нижние боковые поверхности радиаторов 6 выполнены с вертикальными ребрами 12 (Фиг.3), ориентированными в противоположные стороны. 13 ребрах 12, параллельно их основаниям, выполнены отверстия 13, через которые проходят крепежные элементы 7, стягивающие радиаторы 6 (Фиг.1, 2, 3). В крайних ребрах 14 нижней части радиаторов 6 выполнены отверстия 15, обеспечивающие крепление заявляемого устройства к изделию (Фиг.1, 4).The upper and lower side surfaces of the radiators 6 are made with vertical ribs 12 (Figure 3), oriented in opposite directions. 13 ribs 12, parallel to their bases, holes 13 are made through which fasteners 7 pass, tightening the radiators 6 (Figs. 1, 2, 3). In the extreme ribs 14 of the lower part of the radiators 6, holes 15 are made, which secure the inventive device to the product (Figs. 1, 4).

Сборка устройства для охлаждения и крепления моточного узла осуществляется следующим образом. Скобы, образующие сердечники 3, устанавливают в центральное отверстие каркаса катушки 4 попарно, охватывая ее поверхности и образуя, таким образом, моточный узел 2.The assembly of the device for cooling and mounting the winding unit is as follows. The brackets forming the cores 3 are installed in pairs in the central hole of the frame of the coil 4, covering its surfaces and thus forming a winding unit 2.

Радиаторы 6 устанавливают на сердечники 3 и стягивают при помощи крепежных элементов 7 до обеспечения максимального контактирования взаимодействующих поверхностей радиаторов 6 и сердечников 3. Крепежные элементы 7 в виде винтов проходят через отверстия 13 в ребрах 12 верхних и нижних боковых поверхностей радиаторов 6.Radiators 6 are installed on the cores 3 and pulled together with fasteners 7 to ensure maximum contact between the interacting surfaces of the radiators 6 and the cores 3. Fasteners 7 in the form of screws pass through holes 13 in the ribs 12 of the upper and lower side surfaces of the radiators 6.

Посредством резьбовых отверстий 15 в крайних ребрах 14 нижней части радиаторов 6 заявляемое устройство крепится к изделию.By means of threaded holes 15 in the extreme ribs 14 of the lower part of the radiators 6, the inventive device is attached to the product.

Примером использования устройства для охлаждения и крепления моточного узла может служить трансформатор разделительный, установленный на корпусе изделия и предназначенный для применения в устройствах электропитания цифровых и аналоговых технических средств.An example of the use of a device for cooling and fastening a winding unit can be an isolation transformer mounted on the product’s casing and intended for use in digital and analog equipment’s power supply devices.

Трансформатор разделительный включает два сердечника 3 и обмотку в виде катушки 4 на каркасе 16, состоящей из нескольких секций 17 (Фиг.5). Со стороны торцевых поверхностей The isolation transformer includes two cores 3 and a coil in the form of a coil 4 on the frame 16, consisting of several sections 17 (Figure 5). End side

катушки 4 расположены контактные выводы 5, направленные в противоположные стороны. Каждый сердечник 3 состоит из 2-х скоб. Скобы выполнены из ленты стальной электротехнической холоднокатаной анизотропной марки 3423 методом намотки в виде прямоугольной рамки с последующей разрезкой. Скобы установлены в центральное отверстие каркаса 16 катушки 4 попарно, охватывая ее поверхности.coils 4 are located pin 5 directed in opposite directions. Each core 3 consists of 2 staples. The staples are made of tape steel electrotechnical cold-rolled anisotropic grade 3423 by winding in the form of a rectangular frame with subsequent cutting. The brackets are installed in the Central hole of the frame 16 of the coil 4 in pairs, covering its surface.

Радиаторы 6 в виде скоб установлены на сердечниках 3 и соединены между собой при помощи крепежных элементов 7. Взаимодействие радиаторов 6 с сердечниками 3 осуществляется посредством П-образных пазов 8, выполненных на внутренних поверхностях 9 радиаторов 6. Зазоры 11, образованные между верхними и нижними внутренними торцевыми поверхностями 10 радиаторов 6, позволяют обеспечить максимальное контактирование радиаторов 6 с сердечниками 3 и тем самым увеличить теплоотдачу. Верхние и нижние боковые поверхности радиаторов 6 выполнены с вертикальными ребрами 12, ориентированными в противоположные стороны, что позволяет увеличить эффективность теплоотвода. Для обеспечения теплопроводности радиаторы 6 выполнены монолитными, например, литьем из алюминиевого сплава.Radiators 6 in the form of brackets are mounted on the cores 3 and interconnected using fasteners 7. The interaction of the radiators 6 with the cores 3 is carried out by U-shaped grooves 8, made on the inner surfaces 9 of the radiators 6. The gaps 11 formed between the upper and lower inner end surfaces 10 of the radiators 6, allow to ensure maximum contact of the radiators 6 with the cores 3 and thereby increase heat transfer. The upper and lower side surfaces of the radiators 6 are made with vertical ribs 12 oriented in opposite directions, which allows to increase the efficiency of heat removal. To ensure thermal conductivity, the radiators 6 are made monolithic, for example, by casting from an aluminum alloy.

Крепежные элементы 7, стягивающие радиаторы 6, проходят через отверстия 13, выполненные в ребрах 12 верхних и нижних боковых поверхностей радиаторов 6.The fastening elements 7, tightening the radiators 6, pass through holes 13 made in the ribs 12 of the upper and lower side surfaces of the radiators 6.

В крайних ребрах 14 нижней части радиаторов 6 выполнены резьбовые отверстия 15, обеспечивающие крепление разделительного трансформатора к корпусу изделия.In the extreme ribs 14 of the lower part of the radiators 6, threaded holes 15 are made, which ensure the isolation transformer is attached to the body of the product.

Предлагаемое техническое решение позволяет обеспечить эффективное охлаждение моточного узла и его надежное крепление при механических воздействиях.The proposed technical solution allows for efficient cooling of the winding unit and its reliable fastening during mechanical stress.

Claims

1. A device for cooling and fastening a winding assembly, comprising a heat-conducting element covering the winding assembly, comprising a core and a winding with contact leads, characterized in that the heat-conducting element is made in the form of two radiators interconnected by fasteners and interacting with the cores by means of grooves, made on the inner surfaces of the radiators, forming gaps between their upper and lower inner end surfaces, while holes are made in the lower part of the radiators Providing fastening of the claimed device with the product.

2. The device according to claim 1, characterized in that the upper and lower side surfaces of the radiators are made with vertical fins oriented in opposite directions.

3. The device according to claims 1 and 2, characterized in that the fasteners pass through holes made in the fins of the radiators, parallel to the bases of the ribs.

4. The device according to claim 1, characterized in that the grooves on the inner surfaces of the radiators are U-shaped.

5. The device according to PP.1 and 2, characterized in that the holes for securing the inventive device to the product are made in the extreme ribs of the lower part of the radiators.

6. The device according to claim 1, characterized in that the contact pins are located on the side of the end surfaces of the coil and directed in opposite directions.

7. The device according to claim 1, characterized in that the cores are made in the form of brackets of rectangular cross section.