RU2122760C1 - Transformer unit - Google Patents

Transformer unit Download PDF

Info

Publication number
RU2122760C1
RU2122760C1 RU95112316A RU95112316A RU2122760C1 RU 2122760 C1 RU2122760 C1 RU 2122760C1 RU 95112316 A RU95112316 A RU 95112316A RU 95112316 A RU95112316 A RU 95112316A RU 2122760 C1 RU2122760 C1 RU 2122760C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
current
transformer
secondary winding
bifilar
primary winding
Prior art date
Application number
RU95112316A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU95112316A (en
Inventor
В.Ф. Ильин
А.И. Семенов
Original Assignee
Чувашский государственный университет им.И.Н.Ульянова
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Чувашский государственный университет им.И.Н.Ульянова filed Critical Чувашский государственный университет им.И.Н.Ульянова
Priority to RU95112316A priority Critical patent/RU2122760C1/en
Publication of RU95112316A publication Critical patent/RU95112316A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2122760C1 publication Critical patent/RU2122760C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Coils Of Transformers For General Uses (AREA)

Abstract

FIELD: converting units including frequency step-up inductive devices. SUBSTANCE: transformer unit has toroidal transformer and current-carrying buses connecting transformer to load. Transformer secondary winding is formed by two interconnected bifilar conducting strips. Annular depression made in at least one of strips accommodates toroidal core with primary winding distributed over its surface. Current- carrying buses insulated from each other and from secondary winding are formed by sections of bifilar strips placed on external side of transformer. In this way, secondary winding and current-carrying buses are built integral. EFFECT: reduced loss, simplified design. 2 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике, в частности к трансформаторам, и может быть использовано в индукционных установках повышенной частоты. The invention relates to electrical engineering, in particular to transformers, and can be used in induction installations of high frequency.

Известны трансформаторные устройства, содержащие тороидальный сердечник, на котором располагаются первичная обмотка и один виток сильноточной вторичной обмотки, выполненный в виде стержня, проходящего через окно сердечника [1]. Known transformer devices containing a toroidal core on which the primary winding and one turn of a high-current secondary winding are made in the form of a rod passing through the window of the core [1].

Данное устройство имеет невысокий КПД, так как виток вторичной обмотки обладает значительным активным и индуктивным сопротивлением. This device has a low efficiency, since the coil of the secondary winding has a significant active and inductive resistance.

Известно трансформаторное устройство на основе тороидального сердечника, сильноточная вторичная обмотка которого выполнена в виде объемного витка, охватывающего всю первичную обмотку [2]. A transformer device based on a toroidal core is known, the high-current secondary winding of which is made in the form of a volume coil, covering the entire primary winding [2].

Данное устройство обладает более высоким коэффициентом связи между обмотками и меньшей индуктивностью рассеяния. Оно является наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату. This device has a higher coupling coefficient between the windings and lower dissipation inductance. It is the closest to the invention in technical essence and the achieved result.

В данном устройстве объемный виток собран из нескольких механически связанных заготовок; места их соединений, являющиеся и электрическими соединителями, обладают повышенным контактным сопротивлением и вносят дополнительные потери в сильноточный контур вторичной обмотки. Дополнительные потери выделяются в местах крепления выводов вторичной обмотки и в объемных токоподводящих шинах, связывающих вторичную обмотку с нагрузкой. В результате КПД устройства оказывается невысоким, а его конструкция - сложной в реализации. In this device, the volume coil is assembled from several mechanically connected blanks; places of their connections, which are also electrical connectors, have increased contact resistance and introduce additional losses into the high-current circuit of the secondary winding. Additional losses are allocated in the places of fastening of the terminals of the secondary winding and in the volumetric current-supplying buses connecting the secondary winding with the load. As a result, the efficiency of the device is low, and its design is difficult to implement.

Задачей изобретения является снижение потерь и упрощение конструкции устройства. The objective of the invention is to reduce losses and simplify the design of the device.

Для решения этих задач трансформаторное устройство, содержащее тороидальный сердечник с распределенной на его поверхности первичной обмоткой, размещенный в углублении кольцеобразной формы, выполненном по меньшей мере в одной из двух бифилярно расположенных электропроводных пластин, образующих одновитковую вторичную обмотку с токоподводящими шинами для соединения с нагрузкой, участки электропроводных пластин, приходящиеся на внутреннюю сторону тороидального сердечника с первичной обмоткой образуют электрическое соединение между собой, а участки, расположенные на его внешней стороне, изолированы друг от друга и образуют токоведущие шины. To solve these problems, a transformer device containing a toroidal core with a primary winding distributed on its surface, located in a ring-shaped recess made in at least one of two bifilar located conductive plates, forming a single-turn secondary winding with current-carrying tires for connection to the load, sections conductive plates on the inner side of the toroidal core with the primary winding form an electrical connection between by itself, and the sections located on its outer side are isolated from each other and form current-carrying tires.

Две широкие пластины из электропроводного материала, например меди, снабженные углублением в форме кругового кольца, охватывают сплошным слоем всю внешнюю поверхность первичной обмотки, равномерно распределенной на тороидальном сердечнике, за счет чего достигается высокий коэффициент связи между обмотками и снижение индуктивности рассеяния. Two wide plates of electrically conductive material, for example, copper, provided with a recess in the shape of a circular ring, cover a continuous layer of the entire outer surface of the primary winding uniformly distributed on the toroidal core, thereby achieving a high coupling coefficient between the windings and a decrease in the leakage inductance.

В предложенном устройстве объемный виток состоит из несложных по конструкции заготовок на основе двух электропроводных пластин, связанных между собой механически и электрически лишь на внутренней стороне тороидального трансформатора. На внешней стороне тороидального трансформатора эти электропроводные пластины электрически не связаны между собой и выполняют функцию бифилярно расположенных плоских токоподводящих шин, являющихся неразрывным продолжением выводов сильноточной обмотки. Такая конструкция способствует снижению паразитной индуктивности сильноточной цепи. Реализация токоподводящих шин и сильноточной обмотки в едином конструктиве дает существенный выигрыш в сокращении контактных соединений в сильноточной цепи. Таким образом, достигается упрощение конструкции устройства и снижение потерь мощности. Кроме того, упомянутые пластины, выполняющие функции объемного витка и токоподводящих шин, образуют развитую поверхность и обеспечивают дополнительно функцию теплоотвода потерь мощности, выделяющихся в трансформаторном устройстве. In the proposed device, the volumetric turn consists of blanks of simple construction on the basis of two electrically conductive plates, mechanically and electrically connected only on the inside of the toroidal transformer. On the outside of the toroidal transformer, these electrically conductive plates are not electrically connected to each other and act as bifilarly arranged flat current-carrying buses, which are an inextricable continuation of the terminals of a high-current winding. This design helps to reduce the parasitic inductance of a high current circuit. The implementation of current-carrying tires and high-current windings in a single design gives a significant gain in reducing contact connections in a high-current circuit. Thus, a simplification of the design of the device and reduction of power losses are achieved. In addition, the said plates, which perform the functions of a volumetric turn and busbars, form a developed surface and additionally provide the function of heat removal of power losses released in the transformer device.

На фиг. 1 приведен чертеж предложенного устройства с несимметричной конструкцией шин; на фиг. 2 - с симметричной конструкцией шин. In FIG. 1 is a drawing of the proposed device with an asymmetric tire design; in FIG. 2 - with a symmetrical tire design.

Тороидальный сердечник 1 (фиг. 1) с первичной обмоткой 2, распределенной равномерно по всей поверхности тороидального сердечника 1 и отделенной от последнего тонким слоем изоляции 3, плотно размещены в углублении кольцеобразной формы, сформированном в электропроводной пластине 4. Вторая пластина 5 стянута с первой 4 таким образом, что сердечник 1 с обмоткой 2 оказываются расположенными между ними. Участки пластин 4 и 5, приходящиеся на внутреннюю сторону тороидального трансформатора, образуют электрическое контактное соединение между собой, а участки, расположенные на внешней стороне трансформатора, изолированы друг от друга тонким слоем изоляции 6. Такой же тонкий слой изоляции отделяет внешнюю поверхность первичной обмотки 2 от электропроводных пластин 4 и 5. На торцах пластин 4 и 5 предусмотрены фланцы 7 и 8, к которым подключается нагрузка, в частности может крепится индуктор. На плоских участках обеих пластин расположены трубки 9 и 10 для жидкостного охлаждения устройства. A toroidal core 1 (Fig. 1) with a primary winding 2 distributed evenly over the entire surface of the toroidal core 1 and separated from the latter by a thin layer of insulation 3, is tightly placed in a ring-shaped recess formed in the conductive plate 4. The second plate 5 is pulled from the first 4 so that the core 1 with the winding 2 are located between them. The sections of plates 4 and 5, located on the inner side of the toroidal transformer, form an electrical contact connection with each other, and the sections located on the outside of the transformer are isolated from each other by a thin layer of insulation 6. The same thin layer of insulation separates the outer surface of the primary winding 2 from conductive plates 4 and 5. At the ends of the plates 4 and 5, flanges 7 and 8 are provided, to which the load is connected, in particular, an inductor can be attached. On the flat sections of both plates are tubes 9 and 10 for liquid cooling of the device.

В устройстве с симметричной конструкцией шин (см. фиг. 2) используются две конструктивно одинаковые пластины с углублением 4 и 5. В обоих вариантах тонкий слой изоляции 6 может быть нанесен непосредственно на внутренние поверхности пластин 4 и 5. In a device with a symmetrical tire design (see Fig. 2), two structurally identical plates with a recess 4 and 5 are used. In both versions, a thin layer of insulation 6 can be applied directly to the inner surfaces of the plates 4 and 5.

Устройство работает следующим образом. К первичной обмотке 2 подводится напряжение повышенной частоты, под действием которого в ней возникает ток, создающий магнитный поток и индуктирующий ЭДС в сильноточной обмотке. В результате в нагрузке, подсоединенной к контактным фланцам 7 и 8, возникает переменный ток. The device operates as follows. An increased frequency voltage is supplied to the primary winding 2, under the action of which a current arises in it, creating a magnetic flux and inducing EMF in a high-current winding. As a result, an alternating current occurs in the load connected to the contact flanges 7 and 8.

В случае симметричной конструкции устройства плотность растекающего тока на идентичных участках пластин 4 и 5 оказывается одинаковой, что способствует наиболее полной компенсации паразитной индуктивности шин за счет бифилярного эффекта. Аналогичный эффект компенсации наблюдается в результате действия противоположно протекающих токов в слое первичной обмотки 2 и охватывающих ее участков пластин 4 и 5, представляющих собой слой одновитковой сильноточной обмотки. Этим достигается эффективное снижение падения напряжения на токоподводящих участках сильноточной цепи и установленной мощности трансформатора. In the case of a symmetrical design of the device, the density of the spreading current on identical sections of the plates 4 and 5 is the same, which contributes to the most complete compensation of the parasitic inductance of the tires due to the bifilar effect. A similar compensation effect is observed as a result of the action of oppositely flowing currents in the layer of the primary winding 2 and the sections of the plates 4 and 5 covering it, which are a layer of a single-turn high-current winding. This achieves an effective reduction in the voltage drop in the current-carrying sections of the high-current circuit and the installed power of the transformer.

При несимметричной конструкции шин, когда углубление сформировано только на одной пластине, картина растекания тока в пластинах 4 и 5 будет несколько различаться, в результате будет лишь частичная компенсация индуктивности токоподводящих шин. В случае относительно невысоких рабочих частот эффект частичной компенсации может оказаться достаточным, а использование несимметричной конструкции шин оправданным. With an asymmetric busbar design, when the recess is formed on only one plate, the pattern of current spreading in plates 4 and 5 will be slightly different, as a result there will only be partial compensation for the inductance of the current-carrying tires. In the case of relatively low operating frequencies, the effect of partial compensation may be sufficient, and the use of an asymmetric tire design is justified.

В обоих случаях сборка устройства осуществляется из предварительно сформированных заготовок, которые могут быть выполнены различными технологическими приемами. В случае симметричной конструкции, когда используются две идентичные заготовки, несколько затрудненной может оказаться процедура их скрепления вследствие малого размера внутренней области тороидального трансформатора. Более свободный доступ к местам крепления пластин допускает несимметричная конструкция шин. In both cases, the assembly of the device is carried out from preformed blanks, which can be performed by various technological methods. In the case of a symmetrical design, when two identical blanks are used, the procedure for their fastening may be somewhat difficult due to the small size of the inner region of the toroidal transformer. More free access to the mounting points of the plates allows asymmetric tire design.

Использование конструкции сильноточной обмотки силового трансформатора, собранной из заготовок; совмещающих дополнительно функции токоподвода и теплоотвода, позволяет упростить конструкцию и сборку всего устройства, существенно снизить паразитные параметры и повысить эффективность устройства. Using the design of a high-current winding of a power transformer assembled from billets; Combining additional functions of current supply and heat removal, it allows to simplify the design and assembly of the entire device, significantly reduce spurious parameters and increase the efficiency of the device.

Источники информации
1. А.с. N 230960 (СССР), МКИ H 01 F 27/02, 1968.
Sources of information
1. A.S. N 230960 (USSR), MKI H 01 F 27/02, 1968.

2. А.с. N 734822 (СССР), МКИ H 01 F 27/30, H 01 F 31/00, 1980 (прототип). 2. A.S. N 734822 (USSR), MKI H 01 F 27/30, H 01 F 31/00, 1980 (prototype).

Claims (1)

Трансформаторное устройство, содержащее тороидальный сердечник с распределенной на его поверхности первичной обмоткой, размещенный в углублении кольцеобразной формы, выполненном по меньшей мере в одной из двух бифилярно расположенных электропроводных пластин, образующих одновитковую вторичную обмотку с токоподводящими шинами для соединения с нагрузкой, отличающееся тем, что участки электропроводных пластин, приходящиеся на внутреннюю сторону тороидального сердечника с первичной обмоткой, образуют электрическое соединение между собой, а участки, расположенные на его внешней стороне, изолированы друг от друга и образуют токоподводящие шины. A transformer device containing a toroidal core with a primary winding distributed on its surface, located in a ring-shaped recess made in at least one of two bifilar located electrical conductive plates, forming a single-turn secondary winding with current-carrying buses for connecting to the load, characterized in that the sections conductive plates on the inner side of the toroidal core with the primary winding form an electrical connection between oboj, and portions located on its outer side, insulated from each other and form busbars.
RU95112316A 1995-07-18 1995-07-18 Transformer unit RU2122760C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU95112316A RU2122760C1 (en) 1995-07-18 1995-07-18 Transformer unit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU95112316A RU2122760C1 (en) 1995-07-18 1995-07-18 Transformer unit

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU95112316A RU95112316A (en) 1997-06-27
RU2122760C1 true RU2122760C1 (en) 1998-11-27

Family

ID=20170213

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU95112316A RU2122760C1 (en) 1995-07-18 1995-07-18 Transformer unit

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2122760C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2812278C1 (en) * 2023-06-08 2024-01-29 Общество с ограниченной ответственностью "ЭнергоСервисКомплект" Isolation transformer for led light protection

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2812278C1 (en) * 2023-06-08 2024-01-29 Общество с ограниченной ответственностью "ЭнергоСервисКомплект" Isolation transformer for led light protection

Also Published As

Publication number Publication date
RU95112316A (en) 1997-06-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5521811A (en) High efficiency AC to DC power conversion system
US4338657A (en) High-voltage transformer-rectifier device
US4663603A (en) Winding system for air-cooled transformers
RU2374713C2 (en) Planar high-voltage transformer
JP2002237423A (en) Inductance-leakage reducing transformer, high- frequency circuit and power converter using the transformer, and method for reducing inductance leakage in the transformer
FR2605453A1 (en) HIGH FREQUENCY TRANSFORMER WITH PRINTED CIRCUIT WINDING, PARTICULARLY FOR VERY HIGH VOLTAGE SUPPLY
JP2001509958A (en) Power transformer / inductor
RU2388092C2 (en) Pulse transformer with foil winding
US6100781A (en) High leakage inductance transformer
US4547721A (en) Transformer structure
EA199900701A1 (en) POWERFUL TRANSFORMER OR INDUCTANCE COIL
RU2122760C1 (en) Transformer unit
EP3629349B1 (en) Medium frequency transfomer
KR100392330B1 (en) High frequency transformer
US20230230762A1 (en) High frequency medium voltage transformer with central insulating divider
US4962362A (en) Multi-magnetic field plural core transformer
RU2069022C1 (en) High-frequency electromagnetic device winding
JPH0349381Y2 (en)
US11031819B2 (en) System for wireless power transfer between low and high electrical potential, and a high voltage circuit breaker
RU2004023C1 (en) Transformer for secondary power supplies
RU1814738C (en) Three-phase converter transformer
SU1040532A1 (en) Transformer
JPS6431374A (en) High-frequency heating device
WO1994008346A1 (en) High efficiency, high frequency transformer
SE9700336D0 (en) A power transformer / reactor