Регулировочный трансформатор

(50 4 Н 01 Р 29/О с н е п Ф 1)рина п мм, причем щепленной щетт с одной часой контактной рая часть раси контактирует ю расщепленной ожки, при этом и расположены сти,а а част контак тью расщепленн дорожки, а вто щепленной щетк с другой часть контактной дор обе части щетк в одной плоско ткои актнои дорожки,вня поверхности о У и на обеих частях расположены ниже а впадины,ными частям онтактнои дорож итованные над утоов, заполнены и материа ляцион м анс ормато о пп,1 ем, чт я обмо и 2, о тс целью ки, каж- выполнечающиися ощения изготовле част контактнерхностях 90 К(1гол между и дорожки располож а на по нных 1 од углогде рповерхнопо пп,1 ями 4, Трансформатол и ч а ю щ и й с ттем, что кажда асщепл сть олнена наоторых пре верхностях,образутавляют собой дуги киющи ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ ОПИСАНИЕ ИЗОБ СКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Специальное проектно-конструкторское и технологическое бюро по трансформаторостроению Средневолжскогопроизводственного объединения "Трансформатор"(56) Авторское свидетельство СССРР 725098, кл. Н 01 Р 29/06, 1976,Патент США У 3025452, кл. 32347,1962,(54)(57) 1, РЕГУЛИРОВОЧНЫЙ ТРАНСФОРМАТОР, содержащий тороидальныймагнитопровод, обмотку с контактнойдорожкой, расположенную на изоляци"онном элементе, токосниматель с расщепленной на две части щеткой, токоограничивающие сопротивления, включенные в цепь щеток, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью уменьшения материалоемкости и габаритныхразмеров, трансформатор содержитрасщепленную на две части контактнуюдорожку, на каждой части контактнойдорожки витки с контактными поверхностями расположены один относительно другого с изоляционным промежутком, равным (2 и)д, при этом распоЛоженные на одной части расщепленной контактной дорожки витки с контактными поверхностями смещены относительно витков с контактными поверхностями, расположенных на второй чарасщепленной контактной дорожки изоляционный промежуток, равный 1)д,яд натуральных чисел 1,2 2, Трансформатор по п.1; о т л ич а ю щ и й с я тем, что части витов, расположенных между витконтактными поверхностями со и контактнои дорож 1246149Изобретение атцаслтся к электро"технике и может быть использовано впроизводстве регулировочных трансформаторов (автотрансформаторов), вторичное напряжение которых плавно регулируется при помощи подвижных контактов, перемещаемых по эачищенным отизоляции ниткам обмотки,Известен регулировочный трансформатор, содержащий тороидальную маг.нитную систему, обмотку с контактнойдорожкой, токосниматель, перемещающийся по контактной дорожке, Такойтрансформатор при перемещении токоснимателя по контактной дорожке обес-печивает плавное регулирование вторичного напряжения, имеет простое токасъемное устройство.Недостатком такого трансформатораявляется необходимость применения для 20токосъема щетки с высоким уцельцымсопротивлением, что приводит к значительному выделению тепла в переходном сопротивлении и в самой щетке,Большое выделение энергии в ограни- Бченнам объеме вызывает недопустимыйнагрев места контактиравания,С целью уменьшения отрицательноговоздействия на изоляцию высокой температуры в месте контакта необходимо 3 Оснижение электромагнитных нагрузокв частности снижение плотности тока вобмотке. Это приводит к увеличениюразмеров трансформатора, к увеличению материалоемкости, 35Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому изобретениюявляется регулировочный трансформатор, содержащий тороидальцый магнитопровод, обмотку с контактной дорожкай, расположенной ца изоляционномматериале, такасниматель с расщепленной на. две части щеткой, находящейсяв контакте с контактной дорожкой,При этом обе части расщепленной щетки и;расположены смеиго в двух параллельных плоскостях и соединены с нагруэкой через токаограничивающие сопротивления, Шетки токоснимателя этоготрансформатора можно изготовлять изматериалов с низким удельным сопро"тивлецием, что позволяет резкоуменьшить выделение тепла в щеткахи переходном сопротивления. Однакои этот трансформатор имеет повьплег 1 ную материалаемкость. Повьгшенпая материалоемкость обусловлена необходимостью выполнения изоляционных П 1 омежутков между зачищецными контактными поверхностямивитков обмотки, равных ширине однойполовицы расщепленной щетки,Неизбежность выполнения этоготребования приводит к значительномуувеличению наружного диаметра магнитной системь и наружного диаметра обмотки и как следствие, к увеличению материалоемкости,Целью изобретения является уменьшение материалоемкости и габаритных размеров трансформаторов 1 автотрансформаторов).Потавленная цель достигается тем, что регулировачный трансформатор содеркащийл тороидальный магнитопрозод, обмотку с контактной дорожкой, расположенную на изоляционном элементе, токосниматель с расщепленной на две части щеткой, токоогран:лчивающие сопротивления, включенные в цепь щеток, имеет расщепленную на две части контактную дорожку, на каждой части контактной дорожки, витки с контактными поверх настями, расположены друг относительно ,друга с изоляционным промежуткол равным (2 п)л, при этом расположенные на оцной части расщепленной контактной дорожки витки с контактными поверхностями смещены относительно витков с контактными поверхностями, расположенных на второй части расщепленной контактной дорожки па изоляционный промежуток, равный п 1), где и - ряд натуральных чисел, штэлна провода, мл, причем одна часть расщепленной щетки контактирует с одной частью расшепленной кантакгной дорожки, а вторая часть расцепленной щетки контактирует с другой частью контактной дорожки, цри этом обе части щетки расположе-. ць. в одной плоскости, части витков, расположенных между витками с контактными поверхностями ца обеих час-:. тях контактной дорожки, расположены ниже уровня поверхности контактной дорах;ки, а впадины, образованные над чтоплеццыми частями витков заполнены лзоляцианным материалом; каждая часть :контактной дорожки выполнена ца поверхностях, расположеццьгх падо, оугтом ЭО Г с- Г.180 , где гС - угол между поверхностями, каждая часть расщепленной обмотки выполнена ца по 246149верхностях образующие которых представляют собой дуги окружностей,На фиг.1 приведена конструктивнаясхема регулировочнага автотрасформатора; на фиг,2 - эскиз расположенияконтактных поверхностей витков обмотки на каждой части расщепленной контактной дорожки при п = 1; на фиг,3сечение обмотки в зоне первой половины контактной дорожки при п = 1; на Офиг,4 - сечение обмотки в зоне второй половины контактной дорожки прип = 1; на фиг, 5 - эскиз расположежения зачищенных от изоляции контактных поверхностей витков обмотки при 15п = 2; на фиг, 6 - сечение обмотки взоне первой половины контактной дорожки при п = 2; на фиг. 7 - сечениеобмотки в зоне второй половины контактной дорожки при и = 2; на фиг. 8-20сечение обмотки регулировочноготрансформатора, обе части расщеплен,ной контактной дорожки которого выполнены на поверхностях, представляющих собой дуги окружностей; на 25фиг,9 - сечение регулировочного трансформатора, части расщепленной контактной дорожки которого расположенына двух торцовых поверхностях сечениямагнитной системы; на фиг.10 - элект-з 0рическая схема регулировочного трансформатора,Регулировочный трансформатор (автотрансформатор ) содержит тораидальную магнитную систему 1, обмотку 2,намотанную на магнитную систему иизолированную от нее при помощи изоляционных элементов 3 и 4, контактнуюдорожку 5, расщепленную на две части6 и 7, токосниматель 8 с расщепленной на две части 9 и 10 щеткой, приэтом часть 9 щетки контактирует счастью 6 контактной дорожки, а часть1 О щетки - с частью 7 контактной дорожки. Поверхности 11 и 12, на которых выполнены контактные дорожки, расположенные под угломдруг к другу,Части 9 и0 щетки подсоединены к вы=ходной клемме через сопротивления 13 50и 14, водило 15 и контакт 16,Обмотка 2 закреплена на основании17 при помощи крепежного элемента 18,Перемещение токоснимателя 6 производится рукояткой 19, сблокированнойс осью 20 и водилам 15.Водило 15изолировано от оси 20 и от корпуса,трансформатора,Изображенный на фиг.2 фрагмент обмотки 2 иллюстрирует расположениеконтактных поверхностей витков 2 в27 при п=1, при этом витки с контактными поверхностями 21, 23, 25и 27 расположены на части 6 расщепленйай контактной дорожки, а виткис контактными поверхностями 22, 24и 26 расположены на части 7 расщепленной контактной дорожки,Витки обмотки намотаны так, чтона первой половине 6 контактной дорожки 5 части витков 21, 23, 25 и 27образуют контактные поверхности, навторой половине 7 контактной дорожки 5 части витков 21, 23, 25 и 27утоплены в изоляционный элемент 4 иконтактных поверхностей не образует,Части витков 22, 24 и 26, располо-женные на второй половине 7 контактной дорожки 5, образуют на ней контактные поверхности, а на первой половине 6 контактной до ажки 5 частивитков 22, 24 и 26 утоплены в изоляционный элемент 3 и контактных поверхностей не образуют,Как видно из фиг,2 - 4, изоляционные расстояния между витками 21, 23,25 и 27, расположенными на первойполовине 6 контактной дорожки 5 имежду витками 22, 24 и 26, расположенными на второй половине 7 контактной дорожки 5 при и = 1,равныширине одного провода, при этомвитки 21, 23,25 и 27 смещены относительно контактных поверхностей 2224 и 26 на величину, равную О,Такая укладка провода обеспечивается конструкцией изоляционных элементов 3 и 4, на которых выполненыканавки 28 и 29 различной глубины,при этом перед намоткой обмотки изоляционные элементы 3 и 4 устанавливаются так, чтобы глубокая канавка 28на детали 4 была установлена напратив мелкой канавки 29 на детали 3,как указано на фиг, 3 и 4,Использование этого технического решения совместна с выполнением обе их частей 6 и 7 контактной дорожки 5 на поверхностях (фиг,8) 11 и 12, расположенных под уголом гС друг к другу, позволяет значительно упростить укладку витков обмотки в соответствие с заданным законом(2 п) 6; (и)а и позволяет получить четко разграниченные две части контактной дорожки, Для того, чтобы обе частиРег(лгравание вторичного няг:ряжВни 51(клеммы 44 и А 5) г:раизводится1 О пгдвньг перемецением частей 9 и 10расщепленной щетки, При перемецениищеток к клемме 43 напряжение уменьшается, а при перемещении петак всторон" клеммы 42 повышается Изменение ндпг)яжения при переэегениищетоктупенчатае без разрыва цепи,Величины ступени регулирования няпря.жения н предлагаемом трансформатореБыряжянтс 51 фарулой П" = песО где 11 - напряжение одной ступенирегулирования, В;п - ряд натуральных чисел 1,2,3;е - напряжение одного витка, В,5 Для Г 10 яснения функции токааграничивающих сопротивлений 13 и 14 рассмотрим,пвя положения частей 9 и 10расщепленной щетки, 11 я фиг,10 сплошными пиниями на схеме 2 обмотки укя.- ЗЯНЫ ВИТ(и С КОНЯКТНЫМИ ПОВЕРХНОСтями 21 - 27,Полажепис сг частей 9 и 10 щетки,укязангое ня фиг.10, сплошной линиейсоответствует случаю, когда часть 9щетки дстановленя на конта(тнай поверхности витка 23, а часть 1 О щетПредлагаемый регулировочпый трансформатор работает следующим образом,контактной дорожки были ровные игладкие, впадины, образованные надутопленными частями витков 21, 23,25, 27, 22, 24 и 26, заполняютсяизоляционным материалом 30,Части 9 и 10 расщепленной щеткилежат в одной поверхности, след ко -торой В-В изображен па фиг,2,При п = 2 витки 31-39 обмотки уложены так, что на первой половине 6контактной дорожки 5 между частямивитков 31, 35 и 39, образующимиконтактные поверхности, расположенычасти витков 32, 33, 34, 36, 37 и 38,не образующие контактных поверхностей, а ня второй половине 7 контактной дорожки 5 между частями витков33 и 37, образующими контактные поверхности, расположены части витков34-36, не образующие контактных поверхностей,Таким образом, при п = 2 на первойполовине 6 контактной дорожки 5 зачищенные от изоляции контактные говерхности витков 31, 35 и 39 расположеныс промежутком 31; па второй половине7 контактной дорожки 5 зачищенные отизоляции контактные поверхности витков 33 и 37 расположены также с пра"межутком Зд, я зачищенные от изоляции контактные паверхносги витков,например 31 и 35, смещены относительно зачищенной от изоляции поверхности витка 33 на промежуток равный:Упомянутый закон укладки проводаобеспечивается конструкцией изол 5 ционных элементов 3 и А, на которых выполнены канавки различной глубины,Части 9 и 10 расщепленной щеткилежат в одной плоскости, след которойЕ-Е изображен на риг,5,Изображенное на фиг,8 сечение показывает вариант канствуктивнаго выполнения частей 6 и 7 контактной дорожки 5 ня поверхностях О и 4 об-.разующие котарь 5( представляют собойдуги окружностей, Такой вариан Г мажетбыть выгоден в части уменьшениятрудоемкости изготовления, тяк какпри радиусе кривизны поверхности,соотнетствугощем радиусу естественнойукладки провода при намотке отпадаетнеобходимость последующей обкатки сцелью придания контактной дорожкесоответствующего профиля,При псдключении обмотки 2 1 клеммь: 42 и 43,1 к напряжению сети в магнитной системеавтатрансфармятора нявадгся поток холостого хада, который игуктирует ЗДС в витках Обмотки 2,ки установлена нд изаляцианно:1 прамежутке 5 т,.е нагрузочпый то проходитгалька через часть 9 шетки и сапра 11 зленне 13,Пр 1 положении гзз, ко 1 арое указаноштриховой линией, части 9 и 10 щеткиндходятся в контакте с контактнымипове 1 эхнОст 51 ми витков 27,и 26 Об.атки2, В этом случя" ток нагрузки прохопит ПО ООЕИМ ЧастяМ 9 И 10 щЕтКИ Исопротивлениям 13 и 14,Данное 5 алаяение характеризуетсятем,. га через части 9 и 10 и сапраГивзпз 51 1 1 и 14 замыл(яютсл ви.ки Об-с 1 ки с .япряжегие эявгьд 1, . Тяк. Яг ц г 1 Грс длягяемаи кана т 1)укциикд: и для устройства применяются щетк: Г ннзким удельным сопротивлением, ;гчга Оь.сг 1 ечивяет и низкое переходноесопротивление в месте контакта тобе сопротивлений 13 и 1- напряжениевызнал бы в з азк н ута:124649 Фыа 1уэ 8 9 Га/ рйю аолойнощпоющс ааааа весьма большой ток и привело бы к выходу трансФорматора из строя, С этой целью и введены токоограничивающие сопротивления,Преимущество предлагаемого техниче ского решения перед из ве стным з аключается в том, что оно позволяет увеличить до необходимой величины, равной или несколько больше ширины одной половины щетки, изоляционные расстояния между зачищенными контактными поверхностями витков без увеличения наружного диаметра обмотки с сохранением величины напряжения ступени регулирования,Без использования технических решений, составляющих суть настоящего изобретения, наружный диаметр обмот- ки с целью выполнения изоляционных промежутков между контактными поверхностями витков равными или несколько большими ширины одной половины расщепленной щетки необходимо было бы увеличить.Кроме того, изображение позволяетне увеличивая габаритных размеров и массы, без увеличения напряжения одной ступени регулирования напряжения 1 О значительно увеличить ширину однойполовины щетки, улучшив тем самым условия контактирования и механичес" кую износоустойчивость щеток.Замена существующей серии регули ровочных автотрансформаторов на новую серию с использованием изобретения позволит получить экономический эФФект в народном хозяйстве не менее 500,0 тыс.руб. с одновременным 20 повышением надежности и долговечности изделий,24649 Пер%и млуйи ионщаквив" Йрааш Гдвором оолобииакоищаяпнай йрьеаг- ХОГо/ ещ щ щщщ щщщ Яа-: ф1 щщщщщ ставитель Ф, чиркинахред ВщКадар Корректор М. Макси Редак р В, Иванова 643комитета СССРи открытий Подписи ул. Проектная, 4 фическое предприятие, г, Уж роизводс полигр Заказ 4006/44 ВНИИПИ Г по дел 13035, Тираж сударственног м изобретений осква, Ж, аушская наб д,4/5