CZ547U1 - Síťový transformátorek s plným * feromagnetickým jádrem - Google Patents

Description

Oblast techniky

Technické řešení se týká sítových transformátorků s jmenovitým příkonem v oblasti desetin až jednotek VA, tvarově při z-, působitelných prostoru zástavby, požadavku upevnění dalších dílů zařízení na své feromagnetické jádro, požadavku na potlačení rozptylového elektromagnetického pole a impedančně přizpúsobe-! ných dané zátěži.Dosavadní stav techniky

Stávající sítové transformátorky mají feromagnetické jádro skládané /neplné/ z transformátorových plechů. Toto řešení se používá pro snížení ztrát v železe, způsobené vířivými proudy.

Druhá složka ztrát sítových transformátorků je přímo úměrná ohmickému odporu vinutí, t. jh ztrátám v mědi. U sítových transformátorků, s jmenovitým příkonem v oblasti desetin až jednotek VA, jsou ztráty v mědi /velký počet závitů o malém průřezu/ dominující a feromagnetické jádro složené z transformátorových plechů není výhodné z těchto důvodů:

Z transformátorových plechů nelze vytvořit kruhový průřez jádra, výhodný z hlediska nejkratší délky středního závitu vinutí, pro danou plochu průřezu jádra. Nevýhodou je též jejich,

kéhc role.

zátěže.

Podstata technického řešeni

U.vedené nedostatky do značné míry odstraňuje sířový transformátorek pro napájení elektrospotřebičů, zejména malopříkonových, jehož podstatou je plné feromagnetické jádro. Toto může být sestaveno z vnitřní části, válcového tvaru, na níž jsou cívky vinutí a která je svými čely spojena s vnější částí, tvarově přizpůsobitelnou požadavkům na tento sířový transformátorek, přičemž obě tyto části a cívky vinutí mohou být vícedílné.

Výhoda válcového tvaru vnitřní části spočívá v dosažení nejkratší délky středního závitu vinutí, pro danou plochu průřezu vnitřní části,plného feromagnetického jédra. Délku středního závitu vinutí lze dále zkrátit, rozdělením vinutí na vícedílnou vnitřní část , plného feromagnetického jádra. Prodlouží se tím však délka střední magnetické siločáry, což je nevýhodné.

Tvarovou přizpůsobitelnost a vícedílnost vnější části, lze s výhodou využít v omezeném prostoru zástavby. Plné feromagnetické jádro může být též, v kterémkoliv místě svého povrchu, nosným prvkem dalších dílů zařízení.

Pro potlačení rozptylového elektromagnetického pole,je výhodná vnější část,ve tvaru dutého, uzavřeného tělesa.

Pro dosažení nejkratší délky střední magnetické siločáry, při dané délce vnitřní části, je z prostorově uzavřených tvarů vnější části nejvýhodnější dutá koule, z prostorově otevřených tvarů je to prstenec.

Pro zaoblený tvar vnější části je výhodná tvarová shodnost, jejího vnitřního obrysu, s obrysem cí^ek vinutí. Získá se tím větší plocha průřezu vinutí, při dané délce vnitřní části.

Z uvedeného vyplývá, že nejvýhodnější je sííový transformátorek kulového tvaru, sestávající z vnitřní části, plného feromagnetického jádra, válcového tvaru, z vnější části,plného feromagnetického jádra, ve tvaru duté koule a z cívek vinutí kulovitého tvaru. Toto řešení dosahuje nejmenší hmotnosti, objemu, rozptylového elektromagnetického pole a výstupní impedance pro daný výkon a transformační poměr.

.1,1« ' /

T* %, *t, ·Μ·“ t ·

Pro danou zatěžovací impedanci je výhodné navrhnout síťový transformátorek s vlastnostmi impedančního převodníku, to jest splnit podmínku shodnosti jeho výstupní impedance s vnitřní impedancí zátěže·, čímž se dosáhne jeho vyšší energetické účinosti. Současně se tím omezí proudový náraz při spínání dané zatěžovací impedance kapacitního charakteru, nebo dané zatěžovací rezistance s nelineární voltampérovou charakteristikou.

Při více sekundárních vinutích, o stejném počtu závitů, avšak s rozdílnými délkami středního závitu vinutí, zapojených na jednu, nebo stejné zatěžovací impedance, je výhodné dosáhnout shodnosti výstupních impedancí,rozdílnými průřezy vodičů sekundárních vinutí.

Přehled obrázků

Technické řešení bude osvětleno pomocí dvou výkresů, na kterých obr. 1 znázorňuje síťový transformstorek podle technického řešení, v základním provedení.

Obr. 2 znázorňuje síťový transformátorek podle technického řešení, tvarově přizpůsobitelný nízkému, úzkému r.ebc· zaoblenému prostoru zástavby.

Obr. 3 znázorňuje síťový transformátorek podle technického řešení, kulovitého tvaru, daného tvarem vnější části plného feromagnetického jádra. Jeho vnitřní část sa válcový a cívky vinutí kulovitý tvar. Výhody tohoto uspořádání uvedeny v předchozí části popisu.

Obr. 4 znázorňuje síťový transformátorek podle tec ho řešení, tvarově a rozměrově přizpůsobený požadavkům tvar 47 4)hr.ické— zástavby do vnitřního prostoru upravené domovní d lice /CSN 35 4516, obr. 8/, včetně žárovkového voupólcvé vidsvttelnéhc zdroje.

Obr. kého ře*ení lice, přiče znázorňuje síťový transfcz půdorysné shodný s čelním c č plocha průřezu a délka plr átorek podle techniclem výše uvedené vidle o feromagnetického jádra jsou volitelné. Obr ně zúžený, pohled na toto :lné k znázorňuje bekerysný feromagnetické jádro.

:odél- 4 Příklady provedení technického řešení

Sítový transformátcrek, podle obr. 1 , sestává z dvoudílného plného feromagnetického jádra £, kruhového průřezu, sestaveného ze dvou, protilehle uložených dílů, tvaru U, na jehož jedné z rovinných částí je cívka primárního a sekundárního vinutí

4.

Sítový transformátcrek, podle obr. 2, sestává z třídílné vnitřní části 2_, plného feromagnetického jádra, na níž jsou nasunuty tři cívky vinutí 4. krajní cívky tvoří jedno vinutí, střední cívka druhé vinutí. Cela dílů vnitřní části válcového tvaru, jsou po obou stranách spojena cvema díly vnější části J, ve tvaru plochých pásů.

Sítový transformátorek, podle obr. 3, sestává z vnitřní části 2, plného feromagnetického jádra, na níž jsou nasunuty cívky vinutí 4. Vnější část 3 je tvořena dvěma dutými polokoulemi. Jejich vrchlíky jsou v místě styku s čely vnitřní části 2, válcového tvaru, zploštěny. Obrys cívek vinutí 4 má kulovitý tvar. Mezi jejich vnitřními čely, prochází protilehle, vývody vinutí 5, průchodkami 6, v rovině styku zámkového tvaru, obou dílů vnější části J.

Sítový transformátcrek, podle obr. 4, sestává z vnitřní části 2, plného feromagnetického jádra, na níž jsou nasunuty cívky vinutí 4. Cela vnitřní části J , válcového tvaru, jsou spojena s rovnými konci vnější části 3, půlprstencového tvaru. Vybrání na koncích a uprostřed vnější části 3. a uprostřed vnitřní části 2, přizpůsobují plné feromagnetické jádro prostoru zástavby. Taktéž tvar cívek vinutí £, s mezerou mezi jejich vnitřními čely, je přizpůsoben prostoru zástavby. Mezi vnitřními Čely cívek vinutí '4 ' je upevněn další díl zařízení 7, sestávající se žárovky, připojené na sekundární cívku vinutí £. Primární cívka vinutí 4 je připojena na kontakty dalšího dílu zařízení 7, domovní dvcupólové vidlice, připevněné šroubovým spojem k telesu cívek vinutí 4.

Výstupní impedance tohoto sítového transfcrmátcrku je shodná s vnitřní rezistancí uvedené žárovky.

,·.:«v;.·???·; ·-•’Τϊ'λ.··? , '-, —.·.··, ·?.·-·· ,-· < ··.· · ^: -. - · *<· - ··. - ·.- 5 Sílový transformátorek, podle obr.5, setávé z vnitřní části 2, plného feromagnetického jádra, na níž jsou nasunuty cívky vinutí 4. Cela vnitřní části 2, válcového tvaru, jsou spojena dvěma plechými, protilehle uloženými, .pravoúlými čily vnější části 2· Vnitřní část 2 je ve vnější části 2 uložena mimostřečně, čímž je toto plné feromagnetické jádro tvarově přizpůsobeno dvoubodovému šroubovému spojení s dalším dílem zařízení 7. Tis je čelní díl domovní dvoupólove vidlice, na jejíž kontaktní kolíky je připojena primární cívka vinutí 4. Sekundární cívka vinutí _4 je připojena na další díly zařízení

7, upevněné k dolnímu Čelu vnější části 2. íčezi vnějším čelem sekundární cívky vinutí 4 a dolním čelem vnější Části 3, plného feromagnetického jádra, je další díl zařízení 7, páčka přepínače s běžcem, nasunutá na konec vnitřní části 2,tvořící její otočný bod.

Na obr. c je uvedeno dílčí technické řešení plného feromagnetického jádra, sílového transformátorku, znázorněného na obr. 5. Sestává z dvoud&nee vně jsi části 2 ^{a v} mimostřečně t Z .ve .směru. osy pohledu / uložené vnitřní části 2.

Průmyslové využitelnost

Sílové transfermátorky, podle tohoto technického řešení, lze s výhodou využít pro rozšiřující se oblast elektrospotřebičů minimalizovaných z hlediska rozměrů, příkonu, materiálových a výrobních nákladů.

Z uvedených příkladů provedení technického řešení, lze na př. řešení dle obr. 2 použít pro napájení orienxačního nebo nouzového osvětlení, zabudovaného do instalační krabice lištového rozvodu, včetně sekundárních napájecích článků. Tento sílový transformátorek lze též realizovat ve tvaru meziTechnické řešení dle obr. 3 má z uvedených příklad

L. ..S .1řezem re nouze v zeno canem tvaru.

výh.C'dněj^xí vlastností·,. ~omezem

Všechny jeho výhody lze vyučí, na v miniaturním mikrefenním předzesilovači, nei

ML 2 M OV..T C VH O Vm-TT. .

. - „ z . . , Z «Ζ ✓ z ’Τ'2Π2 SXuTnXn 2£L?1.Z 3Ti— ·

- 6 Na obr. 4 je uvedeno konkrétní řešení nočního orientačního svítidla, s příkonem cca O,75VA.

Obr 5 pak znázorňuje t. zv. ačaptérovou koncepci ře^¥ení, vhodnou na př. pro realizaci zdroje udržovacího prcucu autobaterií, kompaktní nabíječky sekundárních napájecích článků, akustického odpuzovače hlodavců, orientačního osvětlení s větším výkonem, než umožňuje řešení dle obr. 4, obecně pak pro napájení elektrospotřebičů, s jmenovitým příkonem do cca 0,5VA.

Tyto sííové transformátorky, včetně usměrňovače a filtru, lze také realizovat ve tvarech a rozměrech shodných s napájecími články válcového tvaru, přičemž vnější část plného feromagnetického jádra, ve tvaru dutého válce, může být současně krytem zařízení.

Bezpečnost před úrazem elektrickým proudem je u všech sílových ťransformátorků zahrazených na výkresech /mimo řešení dle obr. 1/ zajištěna oddělenými primárními a sekundárními cívkami vinutí, čímž je dosaženo dvojité izolace. Navíc provedení dle obr. 5 zajištuje přímé spojení plného feromagnetického jádra s kontaktní dutinkou a postranními kontakty domovní dvoupólové vidlice /t.zv. Surovidlice/. Tato ochrana, připojeným ochranným vodičem umožňuje spojení, dalších.vnějších, kovových dílů zařízení, s jeho plným feromagnetickým jádrem a současně nahrazuje ochranu dvojitou izolací.

Sešení uvedené ve druhém, případně třetím nároku na ochranu, lze uplatnit obecné u síícvých transformátorků spojených s danou zatěžovací impedancí a zvýšit tak jejich energetickou účinost, případně i potlačit výše uvedený proudový náraz při zapnutí. Obě tyto výhody využívá řešení uvedené na obr. 4.

<12 , ! < ' ! i

ΘΖ š Ý<í ΙΌκί «£« í z:c e/i··^ nutí /4/.

. V...J, V J ..

isnetické jádr v,: - y*^ němž jsou cívky viCOJÍČ PGJv

2. Síťový transformstorek^v y z n a č u j í c í se tím, že jeho výstupní impedance je shodné s vnitřní imnecancí dané zátěže.

ixUil

3. Síťový transformátorek podle nároku/2, vyznačující se tím, že při více sekundárních vinutích, o stejném počtu závitů, avšak s rozdílnými délkami středního závitu vinutí, je shodnosti jeho výstupních impedancí dosaženo rozdílnými průřezy vodičů těchto vinutí.

1o0<Ím Z

4. Sírový transformátorek podle nároku π , vyznačující se tím, že plné feromagnetické jádro /1/ sestává z vnitřní části /2/, na níž jsou cívky vinutí /4/ a z vnější části /3/, spojující čela vnitřní části /2/.

Cum iítový transformátorek podle nároku44, v y z n že vnitřní část /2/ má válcový tvar.

Jscdu/ rovy transformátorek podle nórokuYi, vy znač í se t í m , že vnější část /3/ je vícedílná.

iodej/ ad, vy z n iírovv transformátorek oodle i c i se vřené těleso.

ze vne:

mmrer čás6.

- c LoJu /

Sítový transformátor ek podle nárokňY4 , vyznačují c í se t í m , že Srsti /2,3/ a cívky virutť /4/ jsou V i C βQ í If/É 3* i C 373Ž 3 2 V 2 Θ C k. C i j_£C Λ VY1 i T. kfl i C: 3 * i / / 7 3 O cívky vinutí /4/, tvořící svým propojením primární a setu. ár í v' r v t a č ® ” a v š ach čil 7 vn i z řn í c^r·’ s t i i s r spojeny, čily vnější části /3/.

oitovy zrar.sz ormat ore.< pcoae n-eecv y znač u jící s s tím. 'znásoben rrcstoru zástavby.

necc ' t r v» ·- p boJu

Claims (2)

1. Síťový transf ormátorek podle nár-o-ků 34 nebo 4 a o nebo S, vyznačující se tím, že. je nosním prvkem dalších dílů zařízení /7/.

1 . Síťový transformátorek oodle nórokr// a 7 nebo 4

-· ?

vyznačující se t í m , že obrys cívek vinutí /4/ je tvarově shodný, s vnitřním obrysem vnější části /3/

2,. Síťový transformátorek podle iréroků/4 nebo 4 a 7 nebo u a 9 nebo 4 a 11, v y z n a č u j í c í se t í m , že mezi vnitřními čely cívek vinutí /4/, prochází vývody viη n ť π / C7 /