Электрическая обмотка

 

О П И С А Н И Е (892486 изоьеитиния

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социапистическнх

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено 03.04.80 (21) 2903459/24-07 с присоединением заявки М (23 ) П риоритет (51)М. Кл.

1ооударственный коинтет

Н. 01 Г 27/28 по делаи изобретений и открытий

Опубликовано 23.12.81. Бюллетень Рй 47

Дата опубликования описания 23.12.81 (53) УДК 621 314 ° .228(088.8) (72) Авторы изобретения

Г. 3, Домантовский и Е. В. Ермаков (71) Заявитель

1н иеп"Электрозавод"

Московское производственное объед им. В. В. Куйбышева (54) ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ОБМОТКА

Изобретение относится к электро= технике и касается конструкции обмоток, рассчитанных на большие токи, для электроиндукционных аппаратов, например для электропечных трансформаторов и трансформаторов для ртутных выпрямителей.

Сильноточные обмотки низкого напряжения указанных аппаратов обычно выполняются из проводника большого сечения в виде листа и могут иметь

1О всего один, два или несколько витков, При числе витков и обмотке более двух, располагающихся концентрически в радиальном направлении,,возникаl5 ет проблема осуществления перехода между витками в определенной зоне их периметра с целью последовательного соединения витков и их частей, или выполнения транспозиции между шинами, образующими отдельные параллельные витки, Конструктивное исполнение переходов должно отвечать нескольким треоованиям. Переходы, по возможности, должны вписываться в размеры, обусловленные внешними размерами листового или шинного проводника и необходимыми изоляционными расстояниями между витками обмотки и между данной обмоткой, и другими частями аппарата, не вызывая их увеличения.

Переходы от внутреннего витка к наружному и от наружного к внутреннему осуществляются в одной зоне по периметру витков, как бы перекрещиваясь, так что проводник, образующий часть внутреннего витка, последовательно соединяется с проводником, образующим часть наружного витка.

При этом сечение перехода должно быть достаточным, чтобы не вызывать значительной концентрации электрического тока большой величины (до десятков тясяч ампер) и черезмерную плотность тока местных нагревов.

Одновременно переход должен обладать достаточной механической проч,89248 ностью для восприятия электродинамических усилий, возникающих в обмотке при различных режимах работы аппарата и достигающих, например, в трансформаторах мощностью свыше

50 МВА величины порядка 100 T .

Известна обмотка, содержащая концентрически расположенные витки, выполненные из листового материала, где переходы от витка к вит- Iy ку в радиальном направлении осущест. вляются с помощью токопроводящей вставки треугольной формы, приваренной или припаянной к концам соединяемых между собой проводников, пРи» чем каждый из концов выполнен остроугольным. Такое выполнение вставкй обеспечивает расположение переходов в пределах размеров проводников и, .одновременно, необходимую поверхность соприкосновения концов с вставкой за счет их частичного перекрытия и при этом частичную компенсацию уме.. ньшения сечения срезанных проводни-. ков $1)

Однако из-за необходимости соблю- . дения и технологических расстояний между проводниками в местах перехода, начало и конец треугольной вставки (вдоль оси проводника) не совпаЗО дают с началом наклонного среза в одном из соединяемых проводников и с началом среза в другом проводнике.

Следствием этого является уменьшение сечения витка в месте перехода из внутреннего витка в наружный, что ведет к увеличению потерь мощности, местных нагревов и уменьшению механической прочности при действии радиальных сил от короткого замыкания.

Кроме того, ограничена площадь сечения перехода, что требует ограничения плотности рабочего (номинального) тока до определенной величины (для ограничения потерь мощности в месте пайки)

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому результату является электрическая обмотка, содержащая не менее двух концентрически расположенных в ра" диальном направлении витков из листового или шинного проводника, между которыми в пределах высоты проводни.ка осуществлены переходы через токопроводящую вставку, имеющую толщину, равную ширине канала между витками, и соединяющую поотиволежащие концы

6 ступенчато разрезанных в поперечной плоскости проводников соседних витков, в которой переход между проводниками внутреннего и наружного витков в радиальном направлении .выполнен токопроводящей. вставкой прямоугольной формы. Витки имеют соответственно прямоугольный вырез,.

Достаточно большая протяженность прямоугольной вставки обеспечивает низкое переходное сопротивление и плотность тока через, вставку и примыкающие поверхности соединяемых проводников, а также механическую прочность соединения непосредственно в зоне вставки12).

Основным недостатком этой конструкции является значительное уменьшение сечения витка (более, чем на

507) в начальной части прямоугольного выреза в проводнике, не перекрываемого вставкой, что ведет к увеличению потерь мощности, местных нагревов или к невыгодному занижению допустимой рабочей плотности тока всей обмотки и нежелательному снижению электродинамической стойкости обмотки (более чем в 2 раза).

Цель изобретения — повышение величины допустимого тока, термической и электродинамической стойкости об мотки, С этой целью в электрической обмотке, содержащей не менее двух концентрически расположенных в радиальном направлении витков из листового или шинного проводника, между которыми в пределах высоты проводника осуществлены переходы через токопроводящую вставку, имеющую толщину, равную ширине канала между витками, и соединяющую противолежащие концы ступенчато разрезанных в поперечной плоскости проводников соседних витков, плоскости вставки, прилегающие к поверхностям соединяемых проводников, имеют форму равнобедренной трапеции и параллельно смещены вдоль оси проводников, так что поперечное сечение вставки в плоскости витка имеет форму параллелограмма, поперечные разрезы в проводнике имеют одинаковый с одной из бо" ковых сторон трапеции наклон к оси проводника, а противоположные концы скошенных боковых граней вставки перекрывают начала поперечных разрезов.в соединяемых проводниках.

8924

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент ФРГ У 1220031, кл. 21, d 49, 1967, 2. Трансформаторный агрегат

Э01ЯК-16000/10-К, выпускаемый "Электрапромремонтом", МЭТП, 1977.

На фиг. 1 изображена витковая обмотка с переходами между проводни" ками внутреннего и внешнего витка; на фиг. 2 — соединения между кон-. центрическими витками обмотки; на 3 фиг. 3 — перекрещивающиеся переходы между проводниками внутреннего и внешнего витков, расположенных один над другим..

Проводники 1-4 имеют ступенчатые 16 поперечные разрезы (проводник 1 по линии АВСО, проводник 3 по линии

EFKt.).Между концами ступенчато раз. — . резанных в поперечной плоскости проводников 1 и 3 размещена токопроводящая вставка 5. Плоскости 6 и 7 прилегают к поверхностям:соединяемых проводников 1 и 3, имеют форму равнобедренной трапеции и параллельно смещены вдоль оси проводников 8 так, что поперечное сечение вставки в плоскости витка (перепендикулярной оси обмотки) имеет форму параллелограмма. Поперечные разрезы проводников имеют одинаковый с одной из боковых сторон трапеции наклон к оси проводника (АВ и CD); (FF и KL).Длина Ий вставки за счет скошенных боковых граней несколько больше длины АЕ между началами поперечных разрезов 30 в соединяемых проводниках. При этом постепенное уменьшение поперечного сечения проводника в зоне поперечного разреза АВ или EF компенсирует"я постепенным увеличением добавляющегося.поперечного сечения прилегающей скошенной части вставки.

Выполнение перехода между проводниками смежных витков с помощью предлагаемой конфигурации позволяет по- щ лучить равнопрочную обмотку по сечениям витков, уменьшить потери и нагрев.

Использование переходов предлагаемой конструкции в обмотках, например мощных электропечных транс-. форматоров, позволяет расширить диапазон применения шинных обмоток, в г том числе в случаях, когда листовая обмотка при числе витков два и более ® становится черезмерно тяжелой и трудоемкой в технологическом отношении.

Разработка однофазного электропечного трансформатора мощностью

86 4

27 МВЛ для ферросплавных печей с сек= ционными обмотками низшего напряжения из шинного материала, в которых использована предлагаемая конструкция переходов,. обеспечивает экономический эффект 3000 руб. на один трансформатор.

Изобретение применимо также и в других электропечных трансформаторах и аппаратах с сильноточными обмотками.

Формула изобретения

Электрическая обмотка, содержащая не менее двух концентрически расположенных в радиальном направлении витков из листового или шинного проводника, между которыми в пределах высоты проводника осуществлены переходы через токопроводящую вставку, имеющую толщину, равную ширине канала между. витками, и соединяющую противолежащие концы ступенчато разрезанных в поперечной плос-: кости проводников соседних витков, отличающаяся тем, что, с целью повышения величины допустимого тока, термической и электродинамической стойкости обмотки, плоскости вставки, прилегающие к поверхностям соединяемых проводников, имеют форму равнобедренной трапеции и параллельно смещены вдоль оси проводников, так что поперечное сечение вставки в .плоскости витка имеет форму параллелограмма, поперечные. разрезы в проводнике имеют одинаковый с одной из боковых сторон трапеции наклон к оси проводника, а противоположные концы скошенных боковых граней вставки перекрывают начала поперечных разрезов в соединяемых проводниках..892486

Заказ !1266//74 тираж 787. ВНИИПИ Государственного коиитета СССР ло делам изобретений и открытий

11 3 J. 35, Ио: кв >/ /1 --35, Раупк. кая наб... д, Подписное

ili-, Ii фи инал ПИ 1 11а -, - н-(., -: „Ужеr>.; оп „

П- .:ктная, 4

Составитель A. Панибратец

Редактор А. Ш .и/кина Техред А. Ач Корректор Ji. Бокшан