Patents
Search within
Search within the title, abstract, claims, or full patent document: You can restrict your search to a specific field using field names.
Use TI= to search in the title, AB= for the abstract, CL= for the claims, or TAC= for all three. For example, TI=(safety belt).
Search by Cooperative Patent Classifications (CPCs): These are commonly used to represent ideas in place of keywords, and can also be entered in a search term box. If you're searching forseat belts, you could also search for B60R22/00 to retrieve documents that mention safety belts or body harnesses. CPC=B60R22 will match documents with exactly this CPC, CPC=B60R22/low matches documents with this CPC or a child classification of this CPC.
Learn More
Title
Abstract
Claims
Full Document
Find patents
Keywords and boolean syntax (USPTO or EPO format): seat belt searches these two words, or their plurals and close synonyms. "seat belt" searches this exact phrase, in order. -seat -belt searches for documents not containing either word.
For searches using boolean logic, the default operator is AND with left associativity. Note: this means safety OR seat belt is searched as (safety OR seat) AND belt. Each word automatically includes plurals and close synonyms. Adjacent words that are implicitly ANDed together, such as (safety belt), are treated as a phrase when generating synonyms.
Learn More
Search by
Chemistry searches match terms (trade names, IUPAC names, etc. extracted from the entire document, and processed from .MOL files.)
Substructure (use SSS=) and similarity (use ~) searches are limited to one per search at the top-level AND condition. Exact searches can be used multiple times throughout the search query.
Searching by SMILES or InChi key requires no special syntax. To search by SMARTS, use SMARTS=.
To search for multiple molecules, select "Batch" in the "Type" menu. Enter multiple molecules separated by whitespace or by comma.
Learn More
Patent numbers
Search specific patents by importing a CSV or list of patent publication or application numbers.
Дроссель - трансформатор с пониженной чувствительностью к асимметрии тягового тока
RU148999U1
Russia
- Other languages
English - Inventor
Зураб Васильевич Абусеридзе
Worldwide applications
2014
RU
Application RU2014129563/11U events
2014-07-18
2014-12-20
Application granted
2014-12-20
Description
translated from
Полезная модель относится к устройствам железнодорожной автоматики и телемеханики и может быть использована в устройствах интервального регулирования движением поездов при электротяге постоянного тока для канализации тягового тока и защиты рельсовых цепей (РЦ) от различного рода помех.
Известно устройство для канализации тягового тока на электрифицированных железных дорогах. А.с. 106205. Опубл. в БИ, 1983, №47. Авторы: Котельников А.В. и др. Недостатком этого устройства является повышенная чувствительность к асимметрии тягового тока.
Наиболее близким по технической сущности устройством к заявленной полезной модели является дроссель-трансформатор типа ДТ-0,4-1500 с повышенной токовой нагрузкой (материалы по результатам совместных испытаний дроссель-трансформатора повышенной мощности с ЦШ МПС, ГТСС, ВНИИУП в 2001 г). В данном дроссель-трансформаторе разность тяговых токов (асимметрия тягового тока) в полуобмотках основной обмотки находится ниже допустимого.
Недостатком данного дроссель-трансформатора (аналога) также можно считать ограничение по величине асимметрии тягового тока, т.е. несоответствие между возможностями тяговой сети и параметрами такого дросселя, а также нестабильность режимов работы РЦ, при увеличении скоростей движения поездов, увеличении массы, а также пропускной способности и, как следствие, увеличении тяговых токов.
В связи с этим создание технических решений, позволяющих снизить помехи гармонических составляющих тягового тока, кратные промышленной частоте, является весьма актуальным.
Технический результат полезной модели - снижение чувствительности к асимметрии тягового тока дроссель-трансформатора.
Достигается - за счет изменения конфигурации электрического соединения внутри корпуса путем разделения основной обмотки на две секции применением дополнительной перемычки A3-A4, а также приближением уменьшенных витков основной обмотки по длине к среднему стержню сердечника. При таком варианте соединения происходит симметрирования тяговых токов относительно средней точки. Постоянство параметров дросселя обеспечивается подбором оптимального значения воздушного зазора в сердечнике дроссель-трансформатора.
Технический результат достигается следующим образом: как известно, при равенстве тяговых токов в обеих секциях дроссель-трансформатора сердечник не намагничивается, поскольку суммарный магнитный поток равен нулю из-за встречного протекания токов. Указанный вариант электрического соединения при неравномерном распределении тяговых токов в секциях основной обмотки способствует симметрированию тяговых токов, что приводит к значительному снижению намагничивающего постоянного поля, и намагничивание сердечника происходит в меньшей степени. Естественно это не ведет к изменению сопротивления по концам рельсовой цепи и, как следствие, к обестачиванию путевого реле, то есть ложной занятости участка пути.
На фиг. 1 представлена схема соединения обмоток предполагаемого дроссель-трансформатора 1, состоящего из основной обмотки 2, дополнительной обмотки 3, сердечника 4, перемычки 5, расположенной симметрично относительно средней точки 5 внутри корпуса 7.
На фиг. 2 приведена схема пропуска тягового тока величиной до 2500 А по дроссель-трансформаторам (ДТп и ДТр) при нулевой длине рельсовой линии. Асимметрия тягового тока достигала 824 А. Схема включает: генератор 10 постоянного тока, который через амперметр 8 подключен к средним точкам ДТп и ДТр на модели. Крайние выводы основных обмоток соединены друг с другом через амперметр 9 и резистор 11, служащий для разбалансировки токов I1 и I2 в полуобмотках дроссель-трансформаторов.
Устройство работает следующим образом.
Часть тягового тока I1, протекая по цепи, попадает в одну полуобмотку дроссель-трансформатора, другая часть тока I2 протекает через вторую полуобмотку дроссель-трансформатора. Затем суммарный ток Iт через среднюю точку и дополнительную перемычку поступает в 13 (ДТп) и 12 (ДТр). Ток асимметрии, представляющий собой разность токов I1 и I2, изменялся в результате регулировки выходного напряжения генератора 10, при этом изменялся общий ток Iт. Ток асимметрии определялся по формуле:
Потоки, создаваемые токами I1 и I2, протекающими в полу обмотках, направлены в разные стороны, поэтому при I1=I2 разностный поток в сердечнике 4 дроссель-трансформатора 1 равен нулю.
При неравенстве тяговых токов в полуобмотках I1\=\I2, т.е. возникновении тока асимметрии в основной обмотке 2 дроссель-трансформатора 1 возникает преобладание намагничивающего магнитного поля и намагничивание сердечника 4.
В этом случае на дроссель-трансформатор оказывают влияние две МДС: постоянная во времени, равная 0,5W1(Iт1-Iт2), где W1 - число витков в первичной обмотки и переменная W1 Icтsinωt.
Полная индукция в магнитопроводе дроссель-трансформатора будет выражена суммой:
Если принять аналитическое выражение кривой намагничивания стали магнитопровода дроссель-трансформатора в виде гиперболического синуса H=αshβBп, то после тригонометрического преобразования получим:
Из полученных выражений (3) и (4) видно, что с увеличением значения постоянной МДС растет величина B, а величины Lэф1 и µэф1 уменьшаются.
Однако с применением дополнительной перемычки 6 и приближением уменьшенных витков основной обмотки по длине к среднему стержню сердечника 4 происходит симметрирование тяговых токов I1 и I2 в секциях основной обмотки 2. При этом индуктивность дроссель-трансформатора 1 и его сопротивление переменному току снижается незначительно, поэтому коэффициент асимметрии не превышает 1-2% при допустимой не более 6%.
Постоянство параметров дроссель-трансформатора 1 при электротяге постоянного тока достигается подбором оптимального значения воздушного зазора.
Как известно, сопротивление основной обмотки дроссель-трансформатора с воздушным зазором Zо зависит от величины воздушного зазора σ, а также от постоянного тока подмагничивания Iподм.
Асимметрия тягового тока в рельсовых цепях определяется максимальным значением тока в рельсах при движении поездов, а ее абсолютное значение зависит от содержания сборных стыков, наличием надежно приваренных стыковых электротяговых соединителей с сопротивлением не ниже нормируемого до 4,5·103 мком, надежным креплением металлических накладок (все болты должны быть затянуты с максимальным усилием 4000 кГс), а также наличием междупутных перемычек.
Основным параметром, характеризующим работу дроссель-трансформатора, является его индуктивность. В электрических расчетах принято индуктивность дросселя со сталью рассматривать как индуктивность тороида с равномерно нанесенной обмоткой, у которого отношение внешнего радиуса к внутреннему мало отличается от единицы. Такой тороид в силу симметрии не обладает рассеянием.
В магнитных цепях индуктивность представляет собой постоянную величину, зависящую от конфигурации и числа витков, но не зависящую от тока. В то же время индуктивность имеет нелинейные характеристики по току и магнитному потоку и благодаря гистерезису она неоднозначна. Следовательно, при разработке новой конструкции дроссель-трансформатора следует обращать внимание не только на выбор материалов магнитной системы, но и на его конструкцию [1].
В связи с этим для уменьшения влияния токов подмагничивания в заявляемом дроссель-трансформаторе 1 внесены ряд конструктивных изменений следующего характера: основная обмотка сделана двухсекционной, витки основной обмотки уменьшены по длине и приближены к среднему стержню сердечника; перемычка, соединяющая секции основной обмотки, симметрична относительно средней точки; выбрано оптимальное значение воздушного зазора.
Для снижения электродинамических ударов в дросселе был применен магнитопровод из холоднокатаной анизотропной стали.
Зазор в сердечнике дросселя играет исключительно важную роль. Кривая намагничивания сердечника игнорирует геометрические размеры конкретного сердечника - площадь, длину магнитной линии и величину зазора в сердечнике.
Когда по обмотке дросселя кроме переменной составляющей, протекает еще и постоянный ток, то индуктивность обмотки уменьшается. Чтобы избавиться от этого явления, в сердечнике делают воздушный зазор, длина которого зависит от размеров сердечника, индуктивности обмотки и силы постоянного тока, проходящего по обмотке.
В обмотках индуктивности стальной сердечник с большим значением индукции насыщения используется для увеличения индуктивности. Однако наличие сердечника придает обмотке нелинейные свойства, которые ограничивают диапазон ее эффективности применения. В случае, когда через обмотки протекает чрезмерно большой ток, магнитный материал насыщается. При насыщении сердечника его относительная магнитная проницаемость уменьшается, что приводит к уменьшению индуктивности основной обмотки. В этих случаях сердечник обмотки выполняют с воздушным зазором на пути магнитного потока обмотки индуктивности. Это позволяет, исключить насыщение сердечника, уменьшить потери мощности в нем, увеличить ток обмотки и достичь ряд других преимуществ. Длина воздушного зазора зависит от размеров сердечника, индуктивности обмотки и силы постоянного тока, проходящего по обмотке [2, 3].
Произведены измерения также полного сопротивления дроссель-трансформатора в соответствии с требованиями пп. 1.1.6, 1.1.7 ТУ 32 ЦШ 266-76. Построены графики зависимостей Zо и Zподм от величины зазора σ, при различных токах подмагничивания (в таком дроссель-трансформаторе ток асимметрии, протекающий в секциях основной обмотки можно увеличить до 600 А, так как при токе подмагничивания 650 А Z находится на верхнем пределе (фиг. 3).
Рассчитаны коэффициенты четырехполюсника по модулю и аргументу рассматриваемого дроссель-трансформатора на асимметрии 600 А:
В табл. 1 приведены результаты испытания дроссель-трансформаторов (заявляемого и аналога) в условиях асимметрии тягового тока.
Выводы:
1. Если ток подмагничивания отсутствует, то уменьшение воздушного зазора вызывает значительное увеличение полного сопротивления обмотки дроссель-трансформатора.
2. В случае подмагничивания зависимость полного сопротивления от размера воздушного зазора более сложна, однако исследованием установлено, что снижение тем больше, чем меньше воздушный зазор.
3. Регулировка воздушного зазора в условиях эксплуатации не допускается.
Источники информации
1. Дмитренко И.Е., Алексеев В.М. Влияние тягового тока на работу рельсовых цепей. - АТС, 1986, №10, с. 10-12
2. Зинин Ю. Определение длины воздушного зазора в сердечнике для дросселей и трансформаторов. Силовая электроника, 2009, №5, с. 82-84.
3. Наумов А.В. и др. Особенности работы дроссель-трансформаторов в условиях обращения тяжеловесных поездов. - Автоматика, телемеханика и связь, 1980, №11, с. 8-12.
Claims (1)
Hide Dependent
translated from
Claims (1)
Hide Dependent
translated from
- Дроссель-трансформатор с пониженной чувствительностью к асимметрии тягового тока, содержащий сердечник, основную обмотку, дополнительную обмотку, при этом крайние выводы и средний вывод основной обмотки выведены из корпуса при помощи медных шин, а концы дополнительной обмотки выведены в кабельную муфту, отличающийся тем, что основная обмотка внутри корпуса имеет дополнительно конфигурацию электрического соединения с применением перемычки для образования двухсекционного контура основной обмотки с целью его симметрирования относительно средней точки, для снижения уровня намагничивания сердечника, причем путем подбора оптимального значения воздушного зазора в дросселе достигается снижение чувствительности к асимметрии тягового тока.
