Электроиндукционное устройство

 

Изобретение относится к области электротехники и энергетики может быть использовано как управляемый реактор для регулирования реактивной мощности. Целью изобретения является уменьшение расхода активных материалов и потерь. Устройство содержит четырехстержневой магнитопровод, состоящий из двух средних стержней 1, на которых выполнены участки 2 уменьшенного сечения, боковых сплошных стержней 3 и ярем 4. Обмотка состоит из четырех секций 5, соединенных в две параллельные ветви, к отпайкам, выполненным на двух секциях, подключены управляющие тиристоры 6. За счет разделения путей замыкания постоянного и переменного магнитных потоков обеспечивается уменьшение расхода активных материалов и потерь. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к электротехнике и энергетике и может быть использовано в качестве плавно регулируемого индуктивного сопротивления. Целью изобретения является уменьшение расхода активных материалов за счет повышения использования электротехнической стали в ненасыщенной части магнитопровода. На фиг.1 и 2 представлены конструкция магнитопровода и схема соединения секций устройства (фиг.1 согласное соединение секций, фиг.2 встречное). Электроиндукционное устройство содержит четырехстержневой магнитопровод с двумя средними стержнями 1, на которых расположены участки 2 уменьшенного сечения, по краям расположены боковые стержни 3 и вся конструкция магнитопровода объединена в одно целое двумя ярмами 4. Обмотка состоит из четырех секций 5, которые соединены в две параллельные ветви, к отпайкам, выполненным на секциях одной из параллельных ветвей, подключены управляющие тиристоры 6. Устройство работает следующим образом. При подключении обмотки устройства (см. фиг.1) к переменному напряжению в средних стержнях 1 возникает переменный магнитный поток одинакового направления, который замыкается через крайние стержни 3. В участках 2 уменьшенного сечения индукция принимается равной Вs. При открытии управляющих тиристоров 6 на какой-либо угол в обмотке 5 будет протекать постоянный ток, который за счет определенного соединения секций обмотки 5 создает постоянный магнитный поток, направленный в средних стержнях 1 в противоположные стороны. Учитывая, что при симметрии магнитной системы по участкам верхних ярем 4, находящимся между средними стержнями 1, переменный магнитный поток не замыкается, т.е. его магнитное сопротивление мало, там замкнется постоянный поток, и только малая часть постоянного потока будет ответвляться в боковые стержни 3. Индукция в боковых стержнях 3 выбирается из учета допустимого уровня тока холостого хода устройства, а также потерь активной мощности в этом режиме. Под действием постоянного магнитного потока будут насыщаться только участки уменьшенного сечения 2 и будет происходить изменение потребляемого тока. Условие ненасыщенности магнитной системы вплоть до номинального режима, за исключением участков уменьшенного поперечного сечения, можно записать как следующее равенство: s_c s_i + s_j, где s_c площадь сечения среднего стержня; s_i площадь сечения бокового стержня; s_j площадь сечения ярма. Значения площадей поперечных сечений выбираются по допустимым значениям индукций, на значения которых накладываются следующие условия: B_ix B_lg ≈ (0,5 1,0) B_s где B_i индукция на боковых стержнях, значение которой должно обеспечить допустимый или заданный уровень тока и потерь холостого хода; B_s индукция насыщения стали. Это следует из опыта проектирования электротехнических устройств. В_j индукция в ярмах, при номинальном подмагничивании B_jH B_s. При выполнении магнитопровода с приведенными соотношениями боковые стержни ярма можно выполнить с площадью поперечного сечения почти вдвое меньше поперечного сечения средних стержней, что позволяет уменьшить расход активных материалов и обеспечить допустимый уровень нелинейных искажений в рабочем токе устройства, а также уменьшить потери активной мощности. При подключении обмотки (см. фиг.2) к переменному напряжению в средних стержнях 1 возникает переменный магнитный поток Ф_o который направлен в них в разные стороны и при закрытых управляющих тиристорах 6 (подмагничивание отсутствует) замыкается, разветвляясь по ярмам 4 и боковым стержням 3. При открытии тиристора 6 на какой-либо угол в обмотке 5 будет протекать постоянный ток, который за счет предлагаемого соединения секций 5 будет создавать в стержнях 1 постоянный магнитный поток Ф_с, направленный в одну сторону. Постоянный магнитный поток будет замыкаться только через боковые стержни 3, вытесняя переменный магнитный поток Ф_≈, который будет замыкаться только через ярма 4. В режимах работы, соответствующих (0,6 10,) I_ном, в боковых стержнях будет замыкаться практически только постоянный магнитный поток. Из этого следует, что боковые стержни 3 не перемагничиваются и потери в стали в них незначительны. Таким образом, предложенная конструкция магнитопровода с соответствующими системами, стержней и ярем и схема соединения обмотки позволяет уменьшить потери активной мощности и расход активных материалов. При этом площади поперечного сечения боковых стержней и ярем определяются по значениям индукции из следующих условий: B_iH B_s, где B_iH индукция в боковых стержнях; B_s индукция насыщения, B_jH B_lg (0,5-1,0)B_s, где B_jH индукция в ярмах магнитопровода;
B_lg значение индукции, выбираемое для определенной марки стали из условия устройства.

Формула изобретения

1. ЭЛЕКТРОИНДУКЦИОННОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее магнитную систему, состоящую из ярем и стержней с участками уменьшенного сечения, секционированную обмотку, состоящую из параллельных ветвей, к которым подключены тиристоры, отличающееся тем, что, с целью уменьшения расхода активных материалов, магнитопровод выполнен из четырех стержней и двух ярем, участки уменьшенного сечения выполнены на двух средних стержнях, имеющих одинаковое поперечное сечение, крайние стержни выполнены сплошными, на средних стержнях расположено по две секции обмотки, одна из которых имеет отпайку от части витков, каждые две секции, расположенные на разных стержнях, соединены последовательно в две параллельные ветви так, что секции с отпайками образуют общую ветвь, анодные электроды тиристоров соединены с отпайками секций, а катодные полюса присоединяются к месту соединения секций другой параллельной ветви, сумма поперечных сечений ярем и боковых стержней равна сумме поперечных сечений двух средних стержней вне участков уменьшенного поперечного сечения. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что секции, расположенные на разных стержнях, соединены последовательно и согласно. 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что секции, расположенные на разных стержнях, соединены последовательно и встречно.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 31-2000

Извещение опубликовано: 10.11.2000        

---