PL193990B1 - Transformator współosiowy modularny bezrdzeniowy - Google Patents

Abstract

Transformator współosiowy modularny bezrdzeniowy z ekranem magnetycznym, zawierający jeden lub więcej modułów, znamienny tym, że każdy moduł transformatora (1, 2) zawiera dwa jednozwojowe uzwojenia (3, 6) oraz (4, 7), usytuowane współosiowo względem siebie i uformowane w kształcie toroidu, pomiędzy którymi znajdują się ekrany magnetyczne (5).

Description

Przedmiotem wynalazku jest transformator współosiowy modularny bezrdzeniowy, przeznaczony do zastosowań w przekształtnikach energoelektronicznych wysokiej częstotliwości oraz układach elektroniki przemysłowej.

Dotychczas znane i stosowane w tym zakresie są transformatory współosiowe o przekładni zwojowej różnej od 1 zwój na 1 zwój, w których uzwojenie pierwotne i wtórne umieszczone są współosiowo względem siebie tworząc w całości kształt topologicznie równoważny z kształtem toroidu. Transformatory takie wykazują szereg niekorzystnych właściwości, to jest niską wartość współczynnika sprzężenia między uzwojeniami, duże indukcyjności rozproszenia, względnie niską sprawność, względnie niską objętościową i masową gęstość mocy. Właściwości te wynikają między innymi z niepełnego wykorzystania objętości uzwojeń, ze względu na intensywnie występujące zjawisko zbliżenia oraz względnie długie części uzwojeń pozostające bez sprzężenia magnetycznego.

Znane są również transformatory bezrdzeniowe z uzwojeniami w postaci obwodów drukowanych bądź w postaci skrętki. Dotychczas transformatory te nie miały struktury modularnej o modułach o przekładni równej 1 zwój na 1 zwój.

Transformator według wynalazku, zawierający jeden lub więcej modułów, charakteryzuje się tym, że każdy moduł transformatora zawiera dwa jednozwojowe uzwojenia, usytuowane współosiowo względem siebie i uformowane w kształcie toroidu, a pomiędzy modułami znajdują się ekrany magnetyczne.

Takie wykonanie transformatora daje bardzo wysokie sprzężenie magnetyczne uzwojeń, minimalizując tym samym rozproszenie strumienia magnetycznego. Transformator bezrdzeniowy o wysokim sprzężeniu magnetycznym charakteryzuje się korzystnymi właściwościami energetycznymi takimi jak bardzo wysoka sprawność oraz bardzo wysoka masowa i objętościowa gęstość mocy przy bardzo dużej częstotliwości przekształcania.

Transformator współosiowy modularny bezrdzeniowy według wynalazku jest objaśniony w przykładzie wykonania pokazanym na rysunku, przedstawiającym widok perspektywiczny transformatora.

Transformator zawiera dwa moduły 1 i 2, z których każdy zawiera uzwojenie pierwotne 4, 7, uzwojenie wtórne 3, 6, ułożone koncentrycznie względem uzwojenia pierwotnego, przy czym moduły rozdzielone są ekranem magnetycznym 5. Uzwojenie pierwotne każdego z modułów jest odizolowane od uzwojenia wtórnego, a uzwojenie wtórne od ekranu, przy czym uzwojenia pierwotne są połączone szeregowo za pomocą zwory 12, natomiast uzwojenia wtórne połączone są równolegle za pomocą zwór 13 i 14. Uzwojenie pierwotne całego transformatora współosiowego modularnego jest przyłączone do zacisków przyłączeniowych uzwojenia pierwotnego 9,10, a uzwojenie wtórne do zacisków przyłączeniowych uzwojenia wtórnego 8, 11.

Porównanie przedstawionych właściwości transformatora współosiowego modularnego bezrdzeniowego będącego przedmiotem wynalazku z właściwościami dotychczas znanych i stosowanych w analogicznym zakresie zastosowań transformatorów, wykazuje, że zastąpienie transformatorów dotychczas stosowanych transformatorem zaproponowanym jako przedmiot wynalazku, pozwoli na podwyższenie sprawności przekształcania oraz masowej i objętościowej gęstości mocy. Daje to w rezultacie ograniczenie strat mocy oraz znaczną miniaturyzację samego transformatora i urządzeń, w których skład on wchodzi.

Claims (1)

1. Transformator współosiowy modularny bezrdzeniowy z ekranem magnetycznym, zawierający jeden lub więcej modułów, znamienny tym, że każdy moduł transformatora (1, 2) zawiera dwa jednozwojowe uzwojenia (3, 6) oraz (4, 7), usytuowane współosiowo względem siebie i uformowane w kształcie toroidu, pomiędzy którymi znajdują się ekrany magnetyczne (5).