RU179398U1 - Токоограничивающий реактор - Google Patents
Токоограничивающий реактор Download PDFInfo
- Publication number
- RU179398U1 RU179398U1 RU2017144811U RU2017144811U RU179398U1 RU 179398 U1 RU179398 U1 RU 179398U1 RU 2017144811 U RU2017144811 U RU 2017144811U RU 2017144811 U RU2017144811 U RU 2017144811U RU 179398 U1 RU179398 U1 RU 179398U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- reactor
- grooves
- core
- inner core
- diameter
- Prior art date
Links
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 abstract description 2
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 3
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P1/00—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters
- H02P1/02—Details of starting control
- H02P1/04—Means for controlling progress of starting sequence in dependence upon time or upon current, speed, or other motor parameter
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к области электротехники и может быть использована в сетях систем электроснабжения в качестве токоограничивающего реактора коротких замыканий и перегрузок. Технический результат заключается в уменьшении массогабаритных характеристик реактора. Реактор содержит последовательно соединенные: клеммы отходящих линий, выключатель, входные клеммы реактора, непосредственно реактор и выходные клеммы реактора, при этом реактор содержит тороидальный сердечник, выполненный по типу электрической трехфазной машины переменного тока с заторможенным ротором, содержащей внешний сердечник в виде тора, на внутренней поверхности которого выполнены пазы и соосный ему внутренний сердечник тороидальной формы, на внешней поверхности которого выполнены пазы, а катушка реактора выполнена трехфазной по типу катушек с развязанными фазами и разделена на первую часть, размещенную в пазах внешнего сердечника, и вторую часть, распределенную в пазах внутреннего сердечника, при этом числа пазов и числа витков частей катушки равны, а параметры реактора: диаметр внутреннего сердечника и его длина определяются по модернизированной формуле Арнольда, в которой скорость вращения переведена в частоту сети, причем внутренний сердечник снабжен втулкой, диаметр которой зависит от параметров внутреннего сердечника: диаметра, высоты спинки и высоты зубцов. 4 ил.
Description
Полезная модель относится к области электротехники и может быть использована в сетях систем электроснабжения в качестве токоограничивающего реактора коротких замыканий и перегрузок.
Известен токоограничивающий реактор, содержащий входные клеммы реактора, катушку, намотанную на тороидальный сердечник и выходные клеммы реактора [1]. Данный реактор нашел широкое применение в электрических цепях для ограничения токов короткого замыкания и поддержания напряжения на шинах при аварийном режиме, его отличает компактность конструкции и ее простота, а также большой диапазон изменения динамической индуктивности, однако ему свойственны и недостатки, среди которых наиболее заметным является масса и габариты реактора при увеличении числа фаз цепей, в которых возникают аварийные режимы.
Техническим результатом полезной модели является уменьшение массы и габаритов реактора при возрастании числа цепей сети.
Поставленный технический результат достигается тем, что в токоограничивающем реакторе, содержащем последовательно соединенные: клеммы отходящих линий, выключатель, входные клеммы реактора, непосредственно реактор, представляющий катушку, намотанную на тороидальный сердечник, выходные клеммы реактора и цепь питания потребителя, тороидальный сердечник выполнен по типу трехфазной электрической машины с заторможенным ротором, содержащей внешний сердечник тороидальной формы, на внутренней поверхности которого выполнены пазы и соосный ему внутренний сердечник тороидальной формы, на внешней поверхности которого выполнены также пазы, а катушка реактора выполнена трехфазной по типу катушек с развязанными фазами и разделена на первую часть, размещенную в пазах внешнего сердечника и вторую часть, распределенную в пазах внутреннего сердечника, при этом числа пазов указанных сердечников и числа витков частей катушки равны, а параметры реактора: диаметр внутреннего сердечника D1 и его длина определяются по модернизированной формуле
где ƒ1 - частота промышленной сети; P' - расчетная мощность; р - число пар полюсов; СA - машинная постоянная Арнольда, причем внутренний сердечник снабжен втулкой, диаметр Dвт которой выбирается по формуле Dвт=D1-2hz2-2hc2, где hz2 - высота зубцов; hс2 - высота спинки внутреннего сердечника.
На фиг. 1 приведена структурная схема реактора. На фиг. 2 показано поперечное сечение сердечника реактора. На фиг. 3 изображен фрагмент поперечного сечения сердечника с катушкой при стандартных формах пазов. На фиг. 4 представлен фрагмент реактора при прямоугольных пазах и кольцевом исполнении внутреннего сердечника.
Реактор содержит (фиг. 1) клеммы отходящих линий 1, выключатель 2, входные клеммы реактора 3, непосредственно реактор 4 и выходные клеммы реактора 5, причем непосредственно реактор 4 содержит внешний сердечник 4-1, внутренний сердечник 4-2, первую часть катушки 4-3, вторую часть катушки 4-4, при этом первая часть катушки 4-3 размещена в пазах (не обозначены) внешнего сердечника 4-1, вторая часть катушки 4-4 размещена в пазах (не обозначены) внутреннего сердечника 4-2, между которыми имеется воздушный зазор 6. Конструктивно пакеты сердечников реактора могут быть набраны из стандартных листов статора и ротора, виды которых показаны на фиг. 2, где использован лист 6 сердечника 4-1, у которого 7 - спинка, 8 - площадь полуовального паза и лист 9 сердечника 4-2, у которого 10 - площадь овального паза, а 11 - спинка. Данные листы серийно выпускаются отечественной промышленностью.
Фрагмент поперечного сечения сердечников реактора 4 при заполненных двухслойных катушках внешнего 4-1 и внутреннего 4-2 сердечников показан на фиг.3 с обычной формой пазов: круглые пазы на внешнем сердечнике и овальные пазы на внутреннем сердечнике. Витки первой части 4-3 катушки размещены в пазах внешнего сердечника 4-1, а витки второй части 4-4 катушки размещены в пазах внутреннего сердечника 4-2.
Фрагмент поперечного сечения сердечника реактора 4 с открытыми пазами на внешнем сердечнике изображен на фиг. 4, где внутренний сердечник выполнен в виде кольца. Представленные конструкции сердечников реактора 4 позволяют заключить, что форма пазов на внешнем и внутреннем сердечниках может быть любой, причем как внешний 4-1, так и внутренний 4-2 сердечники могут быть выполнены в форме кольца. Габаритные размеры сердечников реактора 4, а именно длина пакета и диаметр D1 связаны зависимостью
где λ1 - геометрический коэффициент. Указанные размеры могут быть найдены по формуле [6]:
где ƒ1 - частота промышленной сети; F - расчетная мощность; р - число пар полюсов; СА - машинная постоянная Арнольда. Данная формула является модернизированной, потому что в ней в отличие от электрических машин частота вращения вала заменена частотой промышленной сети, ввиду того, что реактор является статическим устройством, при этом внутренний диаметр 4-2 снабжен втулкой 12, диаметр Dвт определяется по формуле
где hz2 - высота зубцов; hc2 - высота спинки внутреннего сердечника.
Таким образом предлагаемый токоограничивающий реактор представляет собой трехфазный трансформатор тороидальной конструкции. Все параметры реактора могут быть определены на основании формул, приведенных в [1-3], а методы повышения эффективности сети с реакторами изложены в [4].
Токоограничивающий реактор используется следующим образом.
Пуск через реактор позволяет ограничивать провалы напряжения источника, тем самым обеспечивается большая, чем при прямом пуске, соизмеримость мощностей двигателя и источника 0,4…0,5.
Пусть имеется цепь, содержащая последовательно включенные источник, выключатель, реактор, шунтируемый дополнительным выключателем и двигатель. При включении выключателя при разомкнутом дополнительном выключателе, двигатель начинает разгоняться. После того, как частота вращения двигателя достигнет подсинхронной, дополнительный контактор шунтирует реактор и двигатель переходит на естественную характеристику. Так как реактор ограничивает пусковой ток двигателя, то провал напряжения при пуске уменьшается. Сравним параметры прямого пуска двигателя с реакторным пуском. Пусть при прямом пуске пусковой ток и момент двигателя равны соответственно Iп и Мп, а при наличии реактора с индуктивным сопротивлением хр получим Iпр и Мпр, тогда
Из формулы (6) следует, что при наличии реактора по сравнению с прямым пуском пусковой момент уменьшается пропорционально квадрату уменьшения тока, где обозначены через - индуктивные сопротивления статорной и роторной обмоток; rэ - эквивалентное сопротивление активно-индуктивной нагрузки; r1 - активное сопротивление обмотки статора. Изложенный механизм применения реактора при пуске асинхронного двигателя аналогичен и при реакторном пуске трехфазного двигателя, при этом потребитель электрической энергии подключен к выходным клеммам реактора 5.
Таким образом, применение трехфазного реактора позволит значительно уменьшить провал напряжения источника питания, чем и достигается требуемый результат при условии реализации первой теоремы геометрического подобия, в соответствии с которой можно записать [5]
где G2, G1 - массы мощного (суммарного) и единичного реактора;, V2, V1 - объемы суммарного и единичного реактора;, Sном2, Sном1 - мощность трехфазных и однофазного реакторов; λ - безразмерный линейный критерий геометрического подобия т.е.
откуда следует, что использование трехфазного реактора приводит к уменьшению массы и габаритных размеров на 1 кВт мощности.
Источники, принятые во внимание:
[1] Панченко В.В. Расчет и конструирование электрических аппаратов. М., Энергоиздат, 1991, стр. 208, рис. 12.1, и.
[2] Родштейн Л. А. Электрические агрегаты. Л., Энергоиздат, 1989, стр. 172…175.
[3] Ристхейн Э. М. Электроснабжение промышленных установок. М, Энергоатомиздат, 1991, стр. 284…287.
[4] Бурман А.П., Розанов Ю.К., Шакарян Ю.Г. Управление потоками электроэнергии и повышение эффективности электроэнергетических систем. М., МЭИ, 2012, стр. 213…216.
[5] Брускин Д.Э., Захарович А.Е., Хвостов В.С. Электрические машины и микромашины. М., ВШ, 1971, стр. 400…403.
[6] Гольдберг О.Д., Гурин Я.С., Свириденко И.С. Проектирование электрических машин. М, ВШ., 2001, 430 с.
[7] Гандин Б.Д., Гревнин Г.Р., Лазаревский Н.А. Пуск асинхронных электродвигателей. Л., Судостроение, 1980, 192 с.
Claims (3)
- Токоограничивающий реактор, содержащий последовательно соединенные: клеммы отходящих линий, выключатель, входные клеммы реактора, непосредственно реактор, представляющий катушку, намотанную на тороидальный сердечник, выходные клеммы реактора и цепь питания потребителя, отличающийся тем, что тороидальный сердечник выполнен по типу трехфазной электрической машины с заторможенным ротором, содержащей внешний сердечник тороидальной формы на внутренней поверхности которого выполнены пазы, и соосный ему, внутренний сердечник тороидальной формы, на внешней поверхности которого выполнены также пазы, а катушка реактора выполнена трехфазной по типу катушек с развязанными фазами и разделена на первую часть, размещенную в пазах внешнего сердечника, и вторую часть, распределенную в пазах внутреннего сердечника, при этом числа пазов указанных сердечников и числа витков частей катушки равны, а параметры реактора: диаметр внутреннего сердечника D1 и его длина l1 определяются по модернизированной формуле
- где ƒ1 - частота промышленной сети; Р' - расчетная мощность; р - число пар полюсов; CA - машинная постоянная Арнольда, причем внутренний сердечник снабжен втулкой, диаметр Dвт которой выбирается по формуле Dвт=D1-2hz2-2hc2, где hz2 - высота зубцов; hc2 - высота спинки внутреннего сердечника.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017144811U RU179398U1 (ru) | 2017-12-20 | 2017-12-20 | Токоограничивающий реактор |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017144811U RU179398U1 (ru) | 2017-12-20 | 2017-12-20 | Токоограничивающий реактор |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU179398U1 true RU179398U1 (ru) | 2018-05-14 |
Family
ID=62151771
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017144811U RU179398U1 (ru) | 2017-12-20 | 2017-12-20 | Токоограничивающий реактор |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU179398U1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2703287C1 (ru) * | 2018-10-08 | 2019-10-16 | Акционерное общество "Корпорация "Стратегические пункты управления" АО "Корпорация "СПУ - ЦКБ ТМ" | Токоограничивающее устройство с разделенным фидерным групповым реактором по числу потребителей |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7411325B1 (en) * | 2004-10-20 | 2008-08-12 | Revolution Electric Motor Company, Inc. | High efficiency combination motor and drive |
RU2349980C1 (ru) * | 2007-07-16 | 2009-03-20 | Андрей Владимирович Виноградов | Токоограничивающий реактор |
RU2398301C1 (ru) * | 2009-07-17 | 2010-08-27 | Открытое акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский проектно-конструкторский и технологический институт релестроения с опытным производством" | Трехфазный токоограничивающий реактор для устройства плавного пуска электродвигателя |
US8294324B2 (en) * | 2006-12-28 | 2012-10-23 | Hitachi, Ltd. | Winding arrangement for stator of rotating machinery |
-
2017
- 2017-12-20 RU RU2017144811U patent/RU179398U1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7411325B1 (en) * | 2004-10-20 | 2008-08-12 | Revolution Electric Motor Company, Inc. | High efficiency combination motor and drive |
US8294324B2 (en) * | 2006-12-28 | 2012-10-23 | Hitachi, Ltd. | Winding arrangement for stator of rotating machinery |
RU2349980C1 (ru) * | 2007-07-16 | 2009-03-20 | Андрей Владимирович Виноградов | Токоограничивающий реактор |
RU2398301C1 (ru) * | 2009-07-17 | 2010-08-27 | Открытое акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский проектно-конструкторский и технологический институт релестроения с опытным производством" | Трехфазный токоограничивающий реактор для устройства плавного пуска электродвигателя |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2703287C1 (ru) * | 2018-10-08 | 2019-10-16 | Акционерное общество "Корпорация "Стратегические пункты управления" АО "Корпорация "СПУ - ЦКБ ТМ" | Токоограничивающее устройство с разделенным фидерным групповым реактором по числу потребителей |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20120007461A1 (en) | Wound rotor brushless doubly-fed motor | |
RU109934U1 (ru) | Машина асинхронная вращающаяся | |
CN203261208U (zh) | 一种多绕组变功率感应电机 | |
RU179398U1 (ru) | Токоограничивающий реактор | |
EP2439756A3 (en) | Multi-phase transformer | |
Sakai et al. | Principles and characteristics of an ultralightweight electromagnetic resonance coupling machine with a cage rotor | |
Bespalov et al. | Constructing and mastering the production of energy-efficient asynchronous motors of mass-market series | |
CN106787561B (zh) | 一种大容量双馈起动低速大扭矩永磁同步电动机 | |
Tutelea et al. | Design, control and 2D-FEM validation for an double stator winding induction generator | |
CN201860232U (zh) | 无电励磁转子的并列结构混合励磁同步发电机 | |
Zhong et al. | Design and analysis of rotary transformer for brushless doubly fed induction generators | |
CN204145128U (zh) | 单、三相无刷发电机组 | |
RU98652U1 (ru) | Трехфазный асинхронный сварочный генератор | |
Yang et al. | Novel asymmetrical rotor design for easy assembly and repair of rotor windings in synchronous generators | |
CN214674963U (zh) | 一种带无刷双复励的三相同步发电机 | |
CN104467328A (zh) | 一种新型单双层混合同心不等匝超超高效异步电机 | |
RU221552U1 (ru) | Устройство для бесконтактного регулируемого возбуждения синхронной машины | |
RU145061U1 (ru) | Устройство ограничения пускового тока асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором | |
RU78993U1 (ru) | Преобразователь трехфазного переменного напряжения в постоянное | |
CN203871944U (zh) | 一种带有附加电感线圈的电动机 | |
CN219124004U (zh) | 一种双绕组电机结构 | |
CN201674371U (zh) | 带复励的三相无刷同步发电机 | |
CN203760252U (zh) | 一种能效1级干式节能变压器 | |
RU2402141C1 (ru) | Тихоходный асинхронный преобразователь энергии | |
CN206195660U (zh) | 一种电动机启动优化装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20181221 |