RU2037223C1 - Electric reactor with superposed magnetization - Google Patents
Electric reactor with superposed magnetization Download PDFInfo
- Publication number
- RU2037223C1 RU2037223C1 RU92015107A RU92015107A RU2037223C1 RU 2037223 C1 RU2037223 C1 RU 2037223C1 RU 92015107 A RU92015107 A RU 92015107A RU 92015107 A RU92015107 A RU 92015107A RU 2037223 C1 RU2037223 C1 RU 2037223C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- coils
- control winding
- armored
- coil
- section
- Prior art date
Links
Landscapes
- Coils Of Transformers For General Uses (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к электротехнике и энергетике, в частности к электроиндукционным устройствам с плавным регулированием индуктивности путем подмагничивания. The invention relates to electrical engineering and energy, in particular to electric induction devices with smooth regulation of inductance by magnetization.
Известна конструкция электрического реактора, управляемого поперечным подмагничиванием, содержащего основные обмотки и магнитную систему со стержнями, выполненными в виде отдельных участков, каждый из которых состоит из двух соприкасающихся ферромагнитных цилиндров, охваченных секцией обмотки управления в области их соприкосновения, а лобовые части секций размещены внутри кольцевых ферромагнитных вставок [1]
Недостатками этой конструкции являются большие относительные потери в обмотке управления от тока управления, большие добавочные потери от потоков рассеяния и повышенный расход активных материалов.A known design of an electric reactor controlled by transverse magnetization, containing the main windings and a magnetic system with rods made in separate sections, each of which consists of two contacting ferromagnetic cylinders covered by a section of the control winding in the area of their contact, and the frontal sections of the sections are located inside the ring ferromagnetic inserts [1]
The disadvantages of this design are the large relative losses in the control winding from the control current, large additional losses from the scattering fluxes and increased consumption of active materials.
Известна также конструкция электрического реактора с подмагничиванием, содержащего катушки основной обмотки, катушки обмотки управления с крепежными элементами, и магнитную систему со стержнями и ярмами, причем стержни магнитной системы выполнены в виде отдельных бронестержневых сердечников с центральными стержнями, окнами и боковыми ярмами, расположенными ортогонально осям катушек основной обмотки, на центральных стержнях бронестержневых сердечников размещены катушки обмотки управления, а сами сердечники отделены от ярм немагнитными зазорами [2]
Данная конструкция по своей сути и достигаемому результату наиболее близка к заявляемому изобретению
Недостатками ее являются также большие потери в обмотке управления от тока управления, большие добавочные потери в обмотке управления от потоков рассеяния, недостаточные условия охлаждения участков обмотки управления, размещенных в окнах бронестержневых сердечников, а также повышенный расход активных материалов.Also known is the design of an electric magnetization reactor containing coils of the main winding, control winding coils with fasteners, and a magnetic system with rods and yokes, the magnetic system rods being made as separate armored cores with central rods, windows and side yokes located orthogonal to the axes coils of the main winding, control coil coils are placed on the central rods of the armored core cores, and the cores themselves are separated from the yoke by a non-magnet clearances [2]
This design in its essence and the achieved result is closest to the claimed invention
Its disadvantages are also large losses in the control winding from the control current, large additional losses in the control winding from scattering fluxes, insufficient cooling conditions of the control winding sections located in the windows of the armored cores, as well as increased consumption of active materials.
Целью изобретения является уменьшение потерь, улучшение охлаждения и уменьшение расхода активных материалов. The aim of the invention is to reduce losses, improve cooling and reduce the consumption of active materials.
Для обеспечения реализации поставленной цели в электрическом реакторе с подмагничиванием, содержащем катушки основной обмотки, катушки обмотки управления с крепежными элементами, и магнитную систему со стержнями и ярмами, причем стержни магнитной системы выполнены в виде отдельных бронестержневых сердечников с центральными стержнями, окнами и боковыми ярмами, расположенными ортогонально осям катушек основной обмотки, на центральных стержнях бронестержневых сердечников размещены катушки обмотки управления, а сами сердечники отделены от ярм немагнитными зазорами, каждая катушка обмотки управления выполнена на базе графита в виде одного витка С-образной в плане формы с металлизированными концами, зафиксированными друг относительно друга крепежными элементами, а лобовые части витка выполнены с поперечным сечением, находящимся в пределах
Sок < Sлоб < Sсегм, где Sок сечение окна бронестержневого сердечника;
Sлоб поперечное сечение лобовой части витка катушки обмотки управления;
Sсегм поперечное сечение сегмента, образованного внутренней поверхностью основной обмотки и плоскостью бронестержневого сердечника; каждая катушка обмотки управления снабжена охлаждающими каналами, выполненными под углом к плоскости катушек, в зоне участков катушек, расположенных в окнах бронестержневых сердечников; соотношение произведений числа витков на сечение провода основной обмотки к числу витков на сечение провода обмотки управления стержня реактора определяется выражением
(0,91÷0,75) 1- , а линейный геометрический размер стороны бронестержневого сердечника определяется выражением
a (2,12-2,53)10, где Qн [B˙A] задаваемая номинальная мощность реактора при максимальном подмагничивании;
Bm,o [Тл] задаваемая электромагнитная индукция;
Iу [А/мм2] задаваемая плотность тока в обмотке управления;
ω [с-1] угловая частота;
Кр задаваемая глубина регулирования;
Кс коэффициент заполнения сталью геометрического сечения бронестержневого сердечника;
Ку коэффициент заполнения окна бронестержневого сердечника обмоткой управления;
α угол, определяемый из выражения
sin1- = .To ensure the achievement of this goal in an electric reactor with magnetization, containing the main winding coil, control winding coil with fasteners, and a magnetic system with rods and yokes, the magnetic system rods made in the form of separate armored cores with central rods, windows and side yokes, orthogonal to the axes of the coils of the main winding, on the central rods of the armored core are placed control coil coils, and the cores themselves They are separated from the yokes by non-magnetic gaps, each coil of the control winding is made on the basis of graphite in the form of a single C-shaped coil in plan view with metallized ends fixed with respect to each other by fasteners, and the frontal parts of the coil are made with a cross section within
S ok <S forehead <S segment , where S ok section of the window core armor;
S forehead is a cross section of the frontal part of the coil of the control coil;
S segment is a cross section of a segment formed by the inner surface of the main winding and the plane of the armored core; each coil of the control winding is equipped with cooling channels made at an angle to the plane of the coils, in the area of the coil sections located in the windows of the armored cores; the ratio of the products of the number of turns per section of the wire of the main winding to the number of turns per section of the wire of the control winding of the reactor rod is determined by the expression
(0.91 ÷ 0.75) 1- , and the linear geometric dimension of the side of the armored core is determined by the expression
a (2.12-2.53) 10 where Q n [B˙A] is the set rated power of the reactor at maximum magnetization;
B m, o [T] specified electromagnetic induction;
I y [A / mm 2 ] set current density in the control winding;
ω [s -1 ] angular frequency;
To p the set depth of regulation;
K with coefficient of filling with steel of the geometric cross section of the armored core;
K u the fill factor of the window armored core control winding;
α angle determined from the expression
sin 1- = .
На фиг. 1 изображен предлагаемый реактор, общий вид; на фиг.2 и 3 варианты исполнения электрического реактора с подмагничиванием с различной формой лобовых частей витков катушек обмотки управления; на фиг.4 узел I на фиг.1; на фиг.5 сечение А-А на фиг.4. In FIG. 1 shows the proposed reactor, General view; figure 2 and 3 versions of the electric reactor with magnetization with a different shape of the frontal parts of the turns of the coils of the control winding; in Fig.4 node I in Fig.1; figure 5 section aa in figure 4.
Электрический реактор с подмагничиванием содержит катушки основной обмотки 1, катушки обмотки 2 управления с крепежными элементами 3, и магнитную систему со стержнями и ярмами 4, причем стержни магнитной системы выполнены в виде отдельных бронестержневых сердечников 5 с центральными стержнями, окнами и боковыми ярмами, расположенными ортогонально осям катушек основной обмотки 1, на центральных стержнях бронестержневых сердечников размещены катушки обмотки управления 2, а сами сердечники 5 отделены от ярм 4 немагнитными зазорами, каждая катушка обмотки управления выполнена на базе графита в виде одного витка С-образной в плане формы по фиг.2 и 3 с металлизированными концами 6, зафиксированными друг относительно друга крепежными элементами 3, а лобовые части витка выполнены с поперечным сечением, находящимся в пределах
Sок < Sлоб < Sсегм, где Sок сечение окна бронестержневого сердечника 5;
Sлоб поперечное сечение лобовой части витка катушки обмотки 2;
Sсегм поперечное сечение сегмента, образованного внутренней поверхностью основной обмотки 1 и плоскостью бронестержневого сердечника 5, каждая катушка обмотки 2 управления снабжена охлаждающими каналами 7 по фиг.4 и 5, выполненными под углом к плоскости катушек, в зоне участков катушек, расположенных в окнах бронестержневых сердечников 5; соотношение произведений числа витков на сечение провода основной обмотки 1 к числу витков на сечение провода обмотки 2 управления стержня реактора определяется выражением
(0,91-0,75) 1- , а линейный геометрический размер стороны бронестержневого сердечника 5 определяется выражением
a (2,12-2,53)10, где Qн [B˙A] задаваемая номинальная мощность реактора при максимальном подмагничивании;
Bm,o [Тл] задаваемая электромагнитная индукция;
Iу [А/мм2] задаваемая плотность тока в обмотке управления;
ω [с-1] угловая частота;
Кр задаваемая глубина регулирования;
Кс коэффициент заполнения сталью геометрического сечения бронестержневого сердечника;
Ку коэффициент заполнения окна бронестержневого сердечника обмоткой управления;
α угол, определяемый из выражения
sin1- = .An electric magnetization reactor contains coils of the main winding 1, coils of the control winding 2 with fasteners 3, and a magnetic system with rods and yokes 4, and the rods of the magnetic system are made in the form of separate armored rods 5 with central rods, windows and side yokes located orthogonally to the axes of the coils of the main winding 1, on the central rods of the armored core cores are placed the coils of the control winding 2, and the cores 5 themselves are separated from the yokes 4 by non-magnetic gaps, each the carcass of the control winding is made on the basis of graphite in the form of a single C-shaped turn in terms of the shape of FIGS. 2 and 3 with metallized ends 6 fixed to each other by fasteners 3, and the frontal parts of the turn are made with a cross section within
S ok <S forehead <S segment , where S ok section of the window of the armored core 5;
S forehead cross section of the frontal part of the coil of the coil of the winding 2;
S segment is a cross section of a segment formed by the inner surface of the main winding 1 and the plane of the armored core 5, each coil of the control winding 2 is equipped with cooling channels 7 of FIGS. 4 and 5, made at an angle to the plane of the coils, in the area of the sections of the coils located in the windows of the armored 5 cores; the ratio of the products of the number of turns per section of the wire of the main winding 1 to the number of turns per section of the wire of the winding 2 of the control of the reactor core is determined by the expression
(0.91-0.75) 1- , and the linear geometric dimension of the side of the armored core 5 is determined by the expression
a (2.12-2.53) 10 where Q n [B˙A] is the set rated power of the reactor at maximum magnetization;
B m, o [T] specified electromagnetic induction;
I y [A / mm 2 ] set current density in the control winding;
ω [s -1 ] angular frequency;
To p the set depth of regulation;
K with coefficient of filling with steel of the geometric cross section of the armored core;
K u the fill factor of the window armored core control winding;
α angle determined from the expression
sin 1- = .
Работает описываемое устройство следующим образом. The described device operates as follows.
Основную обмотку 1 реактора подключают к источнику переменного напряжения. Обмотку 2 управления подключают к источнику постоянного тока, величину которого можно изменять от нуля до номинального значения. При изменении тока в обмотке управления 2 меняется величина тока в основной обмотке 1, чем достигается регулирование реактивной мощности реактора в пределах Qo ≅ Qрег ≅ Qн, где Qo минимальное значение реактивной мощности, определяемое величиной немагнитных зазоров в магнитной системе реактора. Номинальная мощность реактора Qнсоответствует номинальному значению тока в основной обмотке. При этом, если участки витка (лобовые части) катушки обмотки управления выполнить с большим поперечным сечением, чем у участков витка, проходящих в окнах бронестержневых сердечников, то электрическое сопротивление участков с большим поперечным сечением будет, соответственно, меньше, а следовательно, будут меньшими и потери по постоянному току в обмотке управления.The main winding 1 of the reactor is connected to an AC voltage source. The control winding 2 is connected to a direct current source, the value of which can be changed from zero to a nominal value. When the current in the control winding 2 changes, the current value in the main winding 1 changes, thereby controlling the reactive power of the reactor within Q o ≅ Q reg, Q n , where Q o is the minimum reactive power determined by the magnitude of non-magnetic gaps in the magnetic system of the reactor. The rated power of the reactor Q n corresponds to the rated current in the main winding. Moreover, if the sections of the coil (frontal parts) of the coil of the control winding are performed with a larger cross section than that of the sections of the coil passing in the windows of the armored cores, then the electrical resistance of the sections with a large cross section will be less, and therefore will be smaller and DC losses in the control winding.
Кроме того, выполнение катушек обмотки управления на базе графита с добавками пластичного с хорошей электропроводностью металла, например, меди, позволит избежать добавочных потерь от полей рассеяния и выпучивания в материале обмотки управления, присущих конструкциям, где обмотка управления выполнена, например, только из медного или алюминиевого проводника. In addition, the implementation of the control coil coils on the basis of graphite with plastic additives with good electrical conductivity of the metal, for example, copper, will avoid additional losses from the scattering fields and buckling in the material of the control winding inherent in structures where the control winding is made, for example, only of copper or aluminum conductor.
Улучшение охлаждения устройства обеспечивается наличием на участках витка обмотки управления, размещенных в окнах бронестержневых сердечников, охлаждающих каналов. Improving the cooling of the device is ensured by the presence of control windings located in the windows of the armored cores and cooling channels in the winding sections.
Эти участки минимального поперечного сечения имеют максимальную плотность тока, что влечет за собой работу участка витка в напряженном тепловом режиме. При выполнении в этих участках каналов под углом к плоскости катушек обеспечивается лучшая циркуляция охлаждающей среды, например, масла, чем достигается более интенсивное охлаждение обмотки управления и улучшение охлаждения реактора в целом. These sections of the minimum cross section have a maximum current density, which entails the operation of the coil section in the intense thermal regime. When performing channels in these sections of the channels at an angle to the plane of the coils, better circulation of the cooling medium, for example, oil, is achieved, which results in more intensive cooling of the control winding and improved cooling of the reactor as a whole.
Выбор соотношения произведений чисел витков и сечений основной обмотки к обмотке управления соответственно и линейного геометрического размера стороны бронестержневого сердечника позволит создать в сочетании с выполнением обмотки управления из неметаллического материала, наиболее экономичную с точки зрения расхода активных материалов (стали, меди) конструкцию с заданными электромагнитными нагрузками и коэффициентами. The choice of the ratio of the products of the number of turns and the cross sections of the main winding to the control winding, respectively, and the linear geometric size of the side of the armored core will create, in combination with the execution of the control winding of non-metallic material, the most economical design in terms of the consumption of active materials (steel, copper) with specified electromagnetic loads and coefficients.
Численные коэффициенты в обоих выражениях характеризуют диапазон выбора соотношения сечений центральных стержней к боковым ярмам (боковым участкам) бронестержневых сердечников, причем первое число соответствует соотношению 1,5, а второе 2,0. The numerical coefficients in both expressions characterize the range of the choice of the ratio of the cross sections of the central rods to the lateral yokes (lateral sections) of the armored cores, the first number corresponding to a ratio of 1.5, and the second 2.0.
Claims (3)
Sо к < Sл о б < Sс е г м,
где Sо к -сечение окна бронестержневого сердечника;
Sс е г м поперечное сечение сегмента, образованного внутренней обмоткой и плоскостью бронестержневого сердечника.1. ELECTRIC REACTOR WITH MAGNETIZATION, comprising coils of the main winding, coils of the control winding with fasteners and a magnetic system with rods and yokes, the rods of the magnetic system made in the form of separate armored cores with central rods, windows and side yokes located orthogonally to the axes of the coils of the main windings, control coil coils are located on the central rods of the armored core cores, and the cores themselves are separated from the yokes by non-magnetic gaps, different t m, each control winding coil is formed on the basis of graphite in the form of an open loop with metallized ends fixed to each other by fasteners and the frontal portion of the coil formed with a cross section, S l b of individuals within
S to about <S l o b <S with e g m,
where S about to - the cross-section of the window armored core;
S c r m e cross section of the segment formed by the inner coil and the plane bronesterzhnevogo core.
а линиейный геометрический размер стороны бронестержневого сердечника определяется выражением
где Qн задаваемая номинальная мощность реактора при максимальном подмагничивании, В · А;
Bт , о задаваемая электромагнитная индукция, Тл;
Iу задаваемая плотность тока в обмотке управления, А/мм2;
ω угловая скорость, с- 1.3. The reactor according to paragraphs. 1 and 2, characterized in that the ratio of the products of the number W of turns to the cross section of the wire of the main winding to the number of turns to the cross section S p p of the wire of the control winding of the reactor rod is determined by the expression
and the linear geometric dimension of the side of the armored core is determined by the expression
where Q n is the set rated power of the reactor at maximum magnetization, V · A;
B t , about the set electromagnetic induction, T;
I y the set current density in the control winding, A / mm 2 ;
ω angular velocity, s - 1 .
Kс коэффициент заполнения сталью геометрического сечения бронестержневого сердечника;
Kу коэффициент заполнения окна бронестержневого сердечника обмоткой управления;
a угол, определяемый из выражения
K p the set depth of regulation;
K with fill factor with steel of the geometric cross section of the armored core;
K y the coefficient of filling the window armored core control winding;
a angle determined from the expression
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU92015107A RU2037223C1 (en) | 1992-12-25 | 1992-12-25 | Electric reactor with superposed magnetization |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU92015107A RU2037223C1 (en) | 1992-12-25 | 1992-12-25 | Electric reactor with superposed magnetization |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU92015107A RU92015107A (en) | 1995-04-20 |
RU2037223C1 true RU2037223C1 (en) | 1995-06-09 |
Family
ID=20134612
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU92015107A RU2037223C1 (en) | 1992-12-25 | 1992-12-25 | Electric reactor with superposed magnetization |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2037223C1 (en) |
-
1992
- 1992-12-25 RU RU92015107A patent/RU2037223C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
1. Авторское свидетельство СССР N 441601, кл. H 01F 29/14, 1974. * |
2. Авторское свидетельство СССР N 547852, кл. F 29/14, 1976. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0645641B1 (en) | Improvements in or relating to MRI magnets | |
US4656449A (en) | Field modifying elements for an electromagnet having a substantially C-shaped yoke | |
Dai et al. | Edge effect analysis in a high-frequency transformer | |
KR970010778B1 (en) | Apparatus and method for side-wall containment of molten metal with horizontal alternating magnetic fields | |
CA2033939A1 (en) | Induction heating assembly including an interposed closed conductive loop for suppression of intercoil coupling | |
Yongbin et al. | Study on eddy current losses and shielding measures in large power transformers | |
RU2037223C1 (en) | Electric reactor with superposed magnetization | |
RU2037224C1 (en) | Electric reactor with superposed magnetization | |
RU2699230C1 (en) | Electric reactor controlled by magnetization | |
RU2037222C1 (en) | Electric reactor with superposed magnetization | |
RU2040813C1 (en) | Saturable reactor | |
RU2682648C1 (en) | Electric reactor controlled by magnetization | |
RU2041543C1 (en) | Three-phase partitioned armature winding | |
JPS57186972A (en) | Stator coil | |
RU2802752C1 (en) | Neutral ground reactor with magnetization gain structure | |
RU2050677C1 (en) | Linear electric drive | |
EP0136809B1 (en) | Polyphase assembly for controlling a.c. devices | |
Sakaki et al. | Relationship between eddy current losses and equivalent number of domain walls in polycrystalline and amorphous soft magnetic materials and its application to minor loop loss estimation | |
SU1663632A1 (en) | Electrical reactor with magnetic biasing | |
JPH01104252A (en) | Magnetic resonance imaging apparatus | |
RU92015109A (en) | ELECTRIC REACTOR WITH SWITCHING | |
SU838940A1 (en) | Linear induction machine | |
Fawley et al. | Design and construction of a large aperture quadrupole electromagnet | |
RU10001U1 (en) | MAGNETIC SYSTEM FOR CREATING A HOMOGENEOUS MAGNETIC FIELD | |
Kovalenko et al. | Calculations of a two-dimensional pulsed magnetic field of an emulsion detector coil by the combined method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20071226 |