RU148643U1 - TRANSFORMER - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к электротехнике и может быть использована для повышения или понижения напряжения переменного тока. Техническая задача, на которое направлено данное техническое решение, заключается в уменьшении веса и габаритных размеров трансформатора. Технический результат достигнут тем, что многожильный провод вторичной обмотки заключен в изоляционную оболочку, а составляющие его отдельные провода выполнены из магнитомягкого материала, причем первичная обмотка навита поверх вторичной обмотки. Трансформатор выполнен без магнитопровода. В предложенной конструкции функцию магнитопровода выполняет многожильный провод вторичной обмотки, что позволяет снизить габариты и вес изделия. Подобный трансформатор можно использовать, например, в космических аппаратах, в которых снижение веса и габаритных размеров составляющих его узлов и деталей играет существенную роль. The utility model relates to electrical engineering and can be used to increase or decrease AC voltage. The technical problem, which this technical solution is aimed at, is to reduce the weight and overall dimensions of the transformer. The technical result is achieved by the fact that the stranded wire of the secondary winding is enclosed in an insulating sheath, and the individual wires constituting it are made of soft magnetic material, the primary winding being wound on top of the secondary winding. The transformer is made without a magnetic circuit. In the proposed design, the function of the magnetic circuit is performed by the stranded wire of the secondary winding, which allows to reduce the dimensions and weight of the product. Such a transformer can be used, for example, in spacecraft, in which the reduction in weight and overall dimensions of its components and parts plays a significant role.

Description

Полезная модель относится к электротехнике и может быть использована для повышения или понижения напряжения переменного тока.The utility model relates to electrical engineering and can be used to increase or decrease AC voltage.

Известен трансформатор по патенту РФ №2070746, который по своим существенным признакам можно выбрать в качестве прототипа. Трансформатор содержит магнитопровод, на стержне которого установлен каркас из изоляционного материала. На каркасе концентрично намотаны первичная и вторичная обмотки. Первичная обмотка выполнена одинарным медным проводом, а вторичная обмотка выполнена многожильным медным проводом. К первичной обмотке, как известно, подводится переменное напряжение от внешнего источника питания, а с вторичной обмотки производится съем повышенного или пониженного напряжения. Принцип действия трансформатора основан на законе Фарадея (законе электромагнитной индукции): изменяющийся во времени магнитной поток через площадку, ограниченную контуром, создает электродвижущую силу. Справедливо также обратное утверждение: изменяющийся электрический ток индуцирует изменяющееся магнитное поле. То есть - переменный ток первичной обмотки создает в магнитопроводе переменное магнитное поле, которое, в свою очередь, индуцирует ток во вторичной обмотке.A known transformer according to the patent of the Russian Federation No. 2070746, which by its essential features can be selected as a prototype. The transformer contains a magnetic circuit, on the core of which a frame of insulating material is installed. The primary and secondary windings are wound concentrically on the frame. The primary winding is made of a single copper wire, and the secondary winding is made of a stranded copper wire. As is known, an alternating voltage from an external power source is supplied to the primary winding, and increased or reduced voltage is removed from the secondary winding. The principle of operation of the transformer is based on the Faraday law (the law of electromagnetic induction): a time-varying magnetic flux through an area bounded by a circuit creates an electromotive force. The converse is also true: a changing electric current induces a changing magnetic field. That is, the alternating current of the primary winding creates an alternating magnetic field in the magnetic circuit, which, in turn, induces a current in the secondary winding.

В качестве магнитопровода обычно применяют магнитомягкие материалы с малой коэрцитивной силой и высокой магнитной проницаемостью (http://www.e-ng.ru/fizika_-_referaty/magnitomyagkie_materialya_ferrity.html). Магнитомягкие материалы обладают также способностью намагничиваться до насыщения в слабых магнитных полях, характеризуются узкой петлей гистерезиса и малыми потерями на перемагничивание. Для обмоток нормальных силовых трансформаторов в основном применяют медный или алюминиевый изолированный провод круглого и прямоугольного сечений по ГОСТ 7019-71.Magnetic materials with low coercive force and high magnetic permeability (http://www.e-ng.ru/fizika_-_referaty/magnitomyagkie_materialya_ferrity.html) are usually used as magnetic cores. Soft magnetic materials also have the ability to magnetize to saturation in weak magnetic fields, are characterized by a narrow hysteresis loop and low magnetization reversal losses. For windings of normal power transformers, copper or aluminum insulated wire of round and rectangular cross sections is mainly used according to GOST 7019-71.

Недостатком этой конструкции трансформатора является большие габариты и вес. Это обусловлено применением магнитопровода. Следует отметить, что применение в качестве обмотки дорогостоящего медного, или алюминиевого провода тоже не лучшим образом отражается на стоимости изделия.The disadvantage of this transformer design is its large size and weight. This is due to the use of the magnetic circuit. It should be noted that the use of an expensive copper or aluminum wire as a winding also does not affect the cost of the product in the best way.

Техническая задача, на которое направлено данное техническое решение, заключается в уменьшении веса и габаритных размеров трансформатора.The technical problem, which this technical solution is aimed at, is to reduce the weight and overall dimensions of the transformer.

Технический результат достигнут тем, что многожильный провод вторичной обмотки заключен в изоляционную оболочку, а составляющие его отдельные провода выполнены из магнитомягкого материала, причем первичная обмотка навита поверх вторичной обмотки.The technical result is achieved by the fact that the stranded wire of the secondary winding is enclosed in an insulating sheath, and the individual wires constituting it are made of soft magnetic material, the primary winding being wound on top of the secondary winding.

Как видно, трансформатор выполнен без магнитопровода. В предложенной конструкции функцию магнитопровода выполняет многожильный провод вторичной обмотки, что позволяет снизить габариты и вес изделия. Подобный трансформатор можно использовать, например, в космических аппаратах, в которых снижение веса и габаритных размеров составляющих его узлов и деталей играет существенную роль.As you can see, the transformer is made without a magnetic circuit. In the proposed design, the function of the magnetic circuit is performed by the stranded wire of the secondary winding, which allows to reduce the dimensions and weight of the product. Such a transformer can be used, for example, in spacecraft, in which the reduction in weight and overall dimensions of its components and parts plays a significant role.

Испытания опытного образа трансформатора доказали его работоспособность, причем выявлен еще один ценный параметр: при коротком замыкании выводов вторичной обмотки трансформатор не греется. В качестве многожильного провода вторичной обмотки в опытном образце применен стальной трос марки Rexant в полихлорвиниловой оболочке.Tests of the prototype of the transformer proved its operability, and one more valuable parameter was revealed: when the terminals of the secondary winding are short-circuited, the transformer does not heat up. As a stranded wire of the secondary winding in the prototype, a steel cable of the Rexant brand in a polyvinyl chloride sheath was used.

Конструкция трансформатора приведена на чертеже.The design of the transformer is shown in the drawing.

Трансформатор содержит вторичную обмотку 1, намотанную на каркасе 2 из изоляционного материала. Поверх вторичной обмотки намотана первичная обмотка 3 из медного провода.The transformer contains a secondary winding 1, wound on a frame 2 of insulating material. Over the secondary winding, a primary winding 3 of copper wire is wound.

Трансформатор работает следующим образом:The transformer works as follows:

При подключении к выводам первичной обмотки 3 внешнего источника питания, по обмотке протекает переменный ток и вокруг нее создается переменный магнитный поток. В результате электромагнитной индукции переменный магнитный поток в первичной обмотке, который пронизывает вторичную обмотку 1 (одновременно выполняющую функцию магнитопровода) ЭДС индукции. С выводов вторичной обмотки осуществляется съем преобразованного напряжения.When an external power source is connected to the terminals of the primary winding 3, an alternating current flows through the winding and an alternating magnetic flux is created around it. As a result of electromagnetic induction, an alternating magnetic flux in the primary winding, which permeates the secondary winding 1 (simultaneously performing the function of a magnetic circuit), induction EMF. From the terminals of the secondary winding, the converted voltage is removed.

Claims (1)

Трансформатор, включающий первичную обмотку, навитую из одинарного провода и вторичную обмотку, навитую из многожильного провода, размещенные концентрично на каркасе из изоляционного материала, отличающийся тем, что многожильный провод вторичной обмотки заключен в изоляционную оболочку, а составляющие его отдельные провода выполнены из магнитомягкого материала, причем первичная обмотка навита поверх вторичной обмотки.

A transformer comprising a primary winding wound from a single wire and a secondary winding wound from a stranded wire, arranged concentrically on a frame of insulating material, characterized in that the stranded wire of the secondary winding is enclosed in an insulating sheath, and the individual wires constituting it are made of soft magnetic material, moreover, the primary winding is wound on top of the secondary winding.

Images