| початок розділу
Виробничі, аматорські радіоаматорські Авіамодельний, ракетомодельного Корисні, цікаві |
хитрощі майстру
електроніка фізика технології винаходи |
таємниці космосу
таємниці Землі таємниці Океану хитрощі Карта розділу |
  |
| Використання матеріалів сайту дозволяється за умови посилання (для сайтів - гіперпосилання) | |||
Навігація: => |
На головну / Ринок технологій / Актуальні винаходи і моделі / Назад / |
|
ВИНАХІД
Патент Російської Федерації RU2074432
МАТРИЧНИЙ трансформатор
Ім'я заявника: хабуз Василь Арсенійович; Худяков Володимир Федорович
Ім'я винахідника: хабуз Василь Арсенійович; Худяков Володимир Федорович
Ім'я патентовласника: хабуз Василь Арсенійович; Худяков Володимир Федорович
Адреса для листування:
Дата початку дії патенту: 1994.09.20
Використання: в електротехніці і, зокрема, в високочастотних трансформаторах (індуктивних елементах) і може використовуватися в радіоелектроніці та перетворювальної техніки, наприклад в джерелах вторинного електроживлення.
Суть винаходу: пристрій складається з декількох однакових секцій, що містять розімкнутий стрижневий магнітний сердечник з коаксіально розташованими на його поверхні первинної і вторинної обмотками, причому з'єднання висновків зазначених однойменних обмоток у секцій і груп, які об'єднують одну або кілька секцій, виконані у вигляді комбінацій послідовних і паралельних схем, а між секціями є регульована магнітна зв'язок. Матричний трансформатор має більш широку сферу застосування за рахунок можливості регулювання коефіцієнта трансформації, індуктивності намагнічує контуру і межобмоточной ємності, що досягається шляхом комутації обмоток і зміною магнітної зв'язку між секціями при незмінних параметрах сердечників і обмоток.
ОПИС ВИНАХОДИ
Пристрій відноситься до електротехніки і, зокрема, до високочастотним трансформаторів і іншим індуктивним елементам і може використовуватися в радіоелектроніці та перетворювальної техніки, наприклад в джерелах вторинного електроживлення.
Відомий плоский трансформатор матричного типу [1] з кількох однакових секцій у вигляді тороїдальних сердечників з одновітковимі первинної і вторинної обмотками, причому однойменні обмотки з'єднані паралельно.
Недолік такого трансформатора обмежена область застосування, обумовлена відсутністю можливості регулювання таких параметрів як індуктивність намагнічує контуру, межобмоточная ємність.
Відомий багатосекційний трансформатор [2] яка була обрана в якості прототипу. Цей трансформатор містить секції первинної обмотки, розташовані на окремих тороїдальних магнитопроводах, розміщених на циліндричних металевих стрижнях, що утворюють вторинну обмотку у вигляді паралельно з'єднаних одновиткового стрижневих секцій, причому всі секції первинної обмотки і з'єднані паралельно.
Основний недолік трансформатора-прототипу обмежена область застосування через відсутність можливості регулювання індуктивності намагнічує контуру і межобмоточной ємності без зміни конструкції сердечника і числа витків обмоток.
Мета винаходу розширення області застосування трансформатора за рахунок регулювання параметрів.
Технічний результат досягається тим, що у відомому матричному (багатосекційні) трансформаторі, що містить кілька однакових секцій з окремим магнитопроводом кожна, секції первинної обмотки з висновками, вторинну обмотку з висновками, окремий муздрамтеатр виконаний у вигляді разомкнутого стрижневого магнітного сердечника, вторинна обмотка у вигляді секцій, причому кожна з цих секцій розташована на окремому муздрамтеатрі спільно з секцією первинної обмотки, секції первинної і вторинної обмоток об'єднані в групи, з'єднані послідовно, а секції в групах - послідовно-паралельно.
Пропонована сукупність істотних ознак матрична (багатосекційна) конструкція трансформатора з розімкненим сердечником в кожній секції, об'єднання секцій в групи з послідовно паралельним з'єднанням секцій і груп обмоток дозволяє отримати необхідний технічний результат, що складається в розширенні області застосування за рахунок регулювання параметрів. Дійсно, в матричному трансформаторі є можливість змінювати індуктивність намагнічує контуру і межобмоточную ємність шляхом регулювання магнітної зв'язку між секціями трансформатора з роз'єднаними сердечниками за рахунок переміщення цих секцій в просторі відносно один одного. При цьому у трансформатора можна знижувати струм холостого ходу при збільшенні індуктивності намагнічує контуру, збільшувати амплітуду намагнічує струму зменшенням цієї індуктивності в разі використання запропонованого пристрою в якості трансформатора-дроселя накопичувача електромагнітної енергії, а й застосовувати предлагаемоеустройство як індуктивно-ємнісного елемента для резонансного контуру з регульованою власною частотою. Таким чином, розширюється сфера застосування матричного трансформатора, а й такий трансформатор має планарную (плоску) конструкцію з підвищеними рівнями уніфікації і технологічності.
Фіг. 1 зображена одна секція трансформатора
Фиг.2 два з ряду можливих варіанти принципової схеми з'єднання висновків секцій і груп обмоток: послідовно для первинної обмотки і паралельно (а) і послідовно (б) для секцій в групі вторинної обмотки.
На фіг. 1 і 2 введені такі позначення: 1 секція трансформатора, 2 розімкнутий сердечник секції трансформатора, 3 секція первинної обмотки, 4 секція вторинної обмотки, 5 група, що об'єднує секції обмоток, 6 - ізолююча прокладку між секціями обмоток.
Пропонований матричний трансформатор містить кілька однакових секцій 1 (фіг.1 або на фіг.2 1.1.1.4) з окремим магнитопроводом кожна, виконаним у вигляді разомкнутого стрижневого магнітного сердечника 2 (2.1-2.4). На поверхні сердечника 2 розташовані, наприклад, коаксиально секція первинної 3 і секція вторинної 4 обмоток (3.1-3.4 і 4.1-4.4). Секції 3 і 4 об'єднані в групи 5. Між секціями обмоток 3 і 4 розташована ізолююча прокладка 6. Висновки секцій первинної обмотки 3.1-3.4 з'єднуються послідовно і в групах відповідно до (фіг.2, а) або зустрічно (фіг.2, б). У вторинної обмотки групи 5.1 і 5.2 з'єднані паралельно (фіг.2, а) або послідовно (фіг. 2, б). Можливі й інші варіанти з'єднань секцій і груп обмоток 3 і 4, причому в групі може бути одна або кілька секцій обмоток 3 і 4 при будь-якій кількості груп.
В основному робота матричного трансформатора відбувається так само як у звичайного, традиційного. Особливості роботи полягають у наступному. Магнітний потік, викликаний протіканням струму в первинній обмотці 3, проходить уздовж поздовжньої осі разомкнутого сердечника 2 секції 1 трансформатора і замикається в навколишньому просторі. При цьому частина магнітного потоку секції 1.1 при проходженні через навколишній простір пронизує витки обмоток секції 1.2 та інших секцій. З теорії магнітно-пов'язаних ланцюгів відомо, що сумарна індуктивність двох послідовно з'єднаних котушок, пов'язаних через магнітне поле, визначається як L 1,2 L 1 + L 2 ± 2M, де М взаємна індуктивність, що залежить від відстані між котушками і від кута повороту щодо друга друга їх поздовжніх осей. Знак "+" має місце при згодному, а знак "-" при зустрічному включенні котушок. Отже, значення індуктивності намагнічує контуру групи 5.1 може бути більше суми значень індуктивностей секцій обмоток 3.1 і 3.2 при згодному включенні і може бути менше при зустрічному. При паралельному з'єднанні секцій обмоток сумарна індуктивність визначається як індуктивність паралельної ланцюга з урахуванням взаємної індуктивності. У всіх випадках при різних схемах з'єднань секцій і груп обмоток їх взаємна індуктивність зменшується рознесенням секцій трансформатора в просторі і збільшується зближенням, а й регулюється поворотом їх поздовжніх осей під кутом один до одного. Одночасно змінюється сумарне значення межобмоточной ємності, і характер цих змін аналогічний характером індуктивності. Отже, в матричному трансформаторі регулювати індуктивність намагнічує контуру і межобмоточную ємність можна взаємним переміщенням секцій трансформатора в просторі (рознесенням і зближенням), поворотом їх поздовжніх осей під різними кутами один до одного при згодному і зустрічному з'єднанні секцій обмоток і різних варіантах сполуки висновків секцій і груп .
Таким чином, технічний результат в пропонованому матричному трансформаторі розширення області застосування досягнуто в такий спосіб. У пропонованого матричного трансформатора змінена конструкція муздрамтеатру кожної секції, що складається в застосуванні разомкнутого стрижневого магнітного сердечника, що забезпечує наявність регульованої магнітної зв'язку між секціями, що дає можливість зміни індуктивності намагнічує контуру і межобмоточной ємності при постійних параметрах обмоток і сердечників. Регулювання зазначених індуктивності і ємності дозволяє:
- знижувати струм холостого ходу трансформатора;
- збільшувати при необхідності амплітуду намагнічує струму в трансформаторі-дроселі, використовуваному як накопичувач електромагнітної енергії;
- змінювати власну частоту трансформатора, що застосовується в якості індуктивно-ємнісного елемента для резонансних контурів.
Ці можливості розширюють сферу застосування матричного трансформатора, а крім того, він має планарную конструкцію з підвищеними рівнями уніфікації і технологічності.
Для перевірки був виготовлений двосекційний матричний трансформатор з роз'єднаними стрижневими феритовими сердечниками (довжина 45, діаметр 4 мм) і коаксіальним розташуванням секцій обмоток. У секцій індуктивності первинної обмотки 630 і 667 мкГн, вторинної 135 і 133 мкГн, межобмоточной ємності 73 і 80 пФ. При регулюванні межі зміни виявилися рівними: індуктивності пеpвичного обмотки з двох секцій від 2390 до 920 мкГн, індуктивність вторинної обмотки від 127 до 50 мкГн і межобмоточной ємності від 224 до 137 пФ. Результати перевірки працездатності трансформатора в різних умовах експлуатації позитивні.
ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
Матричний трансформатор, що містить кілька однакових секцій з окремим магнитопроводом кожна, секції первинної обмотки з висновками, вторинну обмотку з висновками, що відрізняється тим, що окремий муздрамтеатр виконаний у вигляді разомкнутого стрижневого магнітного сердечника, вторинна обмотка у вигляді секцій, причому кожна з цих секцій розташована на окремому муздрамтеатрі спільно з секцією первинної обмотки, секції первинної і вторинної обмоток об'єднані в групи, з'єднані послідовно, а секції в групах послідовно паралельно.
Версія для друку
Дата публікації 12.11.2006гг
Коментарі
Коментуючи, пам'ятайте про те, що зміст і тон Вашого повідомлення можуть зачіпати почуття реальних людей, проявляйте повагу та толерантність до своїх співрозмовників навіть у тому випадку, якщо Ви не поділяєте їхню думку, Ваша поведінка за умов свободи висловлювань та анонімності, наданих інтернетом, змінює не тільки віртуальний, але й реальний світ. Всі коменти приховані з індексу, спам контролюється.