RU2158463C2 - Линейная индукционная машина - Google Patents
Линейная индукционная машина Download PDFInfo
- Publication number
- RU2158463C2 RU2158463C2 RU98124055/09A RU98124055A RU2158463C2 RU 2158463 C2 RU2158463 C2 RU 2158463C2 RU 98124055/09 A RU98124055/09 A RU 98124055/09A RU 98124055 A RU98124055 A RU 98124055A RU 2158463 C2 RU2158463 C2 RU 2158463C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- coils
- tuned circuits
- resonance
- phase
- linear induction
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Linear Motors (AREA)
Abstract
Использование: в линейных индукционных насосах и линейных тяговых асинхронных машинах. Устройство состоит из плоского магнитопровода и катушек, смещенных по отношению друг к другу в активной плоскости и образующих обмотку. Катушки являются электрически нейтральными между собой и связаны только посредством индуктивной связи. К катушкам подсоединены конденсаторы, создающие резонансные контуры. Один из резонансных контуров подключен к источнику однофазного напряжения, и возникающий в контуре ток создает магнитный поток, наводящий электрические токи в соседних контурах. Образующиеся таким образом в электрически нейтральных резонансных контурах токи создают магнитные потоки, сдвинутые по времени и в пространстве и генерирующие бегущее электромагнитное поле, приводящее электропроводное рабочее тело в движение. Технический результат заключается в создании бегущего магнитного поля только при наличии электромагнитной связи между фазными катушками. 3 ил.
Description
Изобретение относится к линейным индукционным машинам с разомкнутым магнитопроводом, в частности к линейным индукционным насосам и линейным тяговым асинхронным машинам.
Известна линейная индукционная машина, содержащая индуктор с двухфазной обмоткой и электропроводное рабочее тело, представленная на стр. 150, рис. 5-38 в книге "Индукционные магнитогидродинамические машины с жидкометаллическим рабочим телом"/А.И.Вольдек. Л.: Энергия, 1970.
Такая линейная индукционная машина обладает низкой надежностью из-за питания катушек обмотки двухфазным напряжением, так как при нарушении изоляции, хотя бы одной из фаз, возникает режим короткого замыкания на землю. Она также имеет невысокий коэффициент мощности и заниженный коэффициент полезного действия, что обусловлено значительными магнитными потоками рассеяния и высоким реактивным сопротивлением. Кроме того, при управлении режимами работы линейной индукционной машины и регулировании величины питающего напряжения необходимо использовать регулятор напряжения, что усложняет систему в целом и снижает надежность в работе.
Наиболее близким к заявленному техническому решению является линейная индукционная машина, содержащая электропроводное рабочее тело и индуктор с двухфазной обмоткой, выполненной с взаимоиндуктивностью между фазами, представленная в патенте РФ N 2069443 "Линейная индукционная машина", В.Н.Тимофеев, Р.М.Христинич, С.А.Бояков, А.А.Темеров, опубл. 20.11.96 г. в БИ 32.
Данное устройство имеет более низкий коэффициент полезного действия и меньшее тяговое усилие по сравнению с многофазными машинами, при одинаковом потреблении энергии из сети, из-за более значительных провалов огибающей магнитного поля вдоль индуктора. Кроме этого, из-за сильного проявления электромагнитных полей продольных краевых эффектов, на входе и выходе линейной индукционной машины создается значительное сопротивление рабочему телу, что снижает полезное тяговое усилие, а в некоторых случаях - изменяет траекторию движения рабочего тела на 90o.
В основу изобретения положена задача создания линейной индукционной машины, в которой многофазная обмотка питается однофазным напряжением, а бегущее электромагнитное поле создается при наличии только электромагнитной связи между фазными катушками.
Поставленная задача решается тем, что в линейной индукционной машине, содержащей электропроводное рабочее тело и индуктор с обмоткой, выполненной с взаимоиндуктивностью между фазами, обмотка является многофазной и состоит из электрически нейтральных и пространственно сдвинутых фазных катушек нижнего и верхнего ряда, которые в одной из фаз включены с конденсаторами в режим резонанса напряжения и подсоединены к однофазному напряжению, а в остальных фазах замкнуты последовательно через конденсаторы на себя и образуют с ними резонансные контуры, электрически изолированные друг от друга.
На фиг. 1 изображена линейная индукционная машина с электрической схемой включения фазных катушек; на фиг. 2 - линейная индукционная машина в изометрии; на фиг. 3 представлена таблица, демонстрирующая фазовый сдвиг электрических токов в катушках обмотки 10-фазной линейной электрической машины.
Линейная индукционная машина содержит магнитопровод 1 с пространственно сдвинутыми фазными катушками 2 нижнего ряда и катушками 3 верхнего ряда, образующими обмотку 4. К катушкам 2 и катушкам 3 последовательно подсоединены конденсаторы 5. Одна из катушек 2 или 3 подключена к источнику однофазного напряжения. С активной стороны магнитопровода 1 расположено электропроводное рабочее тело 6.
Настраивая каждый из изолированных резонансных контуров так, что их индуктивные ХL и емкостные ХC сопротивления равны между собой, а результирующее реактивное сопротивление контуров X=XL-XC равно нулю, получим в электрически нейтральных друг от друга контурах резонансные режимы. В целом, вся электрическая цепь обмотки индуктора, состоящая из N-го количества таких контуров, будет находиться в состоянии полного резонанса. Величина взаимоиндуктивности между катушками контуров, в этом случае, равна
M = R/ω,
где R= R1= R2=...=RN - активные сопротивления резонансных контуров, ω - циклическая частота питающего напряжения.
M = R/ω,
где R= R1= R2=...=RN - активные сопротивления резонансных контуров, ω - циклическая частота питающего напряжения.
Величины индуктивных сопротивлений XL = ωL катушек 2 и 3, где L - собственная индуктивность катушек, и сопротивления взаимоиндуктивности Xm = ωM, где М - взаимная индуктивность между катушками, зависят от физических свойств индуктора и электропроводного рабочего тела. При коэффициенте магнитной связи между катушками, равном электрические токи в соседних контурах будут сдвинуты во времени на 90 электрических градусов.
Устройство работает следующим образом. При подаче переменного однофазного напряжения на один из электрически изолированных резонансных контуров, например i-й, в нем появляется ток который будет совпадать по фазе с напряжением питания так как В соседних с i-м резонансным контуром, например в i+l-м и i-l-м, за счет индуктивной связи, в катушках наводятся ЭДС и в контурах будут протекать электрические токи , которые определяются Как видно из последнего выражения, токи в i+1-м и i-1-м контурах опережают ток в i-м контуре по фазе на 90 электрических градусов.
Токи в последующих контурах справа: и в контурах слева: будут опережать друг друга по фазе также на 90 градусов, что при наличии пространственного сдвига катушек 2 и катушек 3 приведет к созданию бегущего электромагнитного поля в индукторе, под действием которого электропроводное рабочее тело начнет двигаться по направлению бегущего поля.
Работоспособность и эффективность предложенного устройства проверялась на 10-фазной линейной электрической машине. Схема распределения фазового сдвига токов по фазным катушкам приведена в таблице на фиг. 3, из которой следует, что фазовый сдвиг между токами в соседних катушках составляет j90o электрических градусов, что создает бегущее электромагнитное поле по всей длине электрической машины.
При настройке электрической цепи обмотки индуктора в режим сложного резонанса, для которого в каждом из контуров справедливым является условие X = XL-XC ≠ 0, в соседних контурах можно получить токи, отличные друг от друга по величине и по фазе. Это позволяет линейной индукционной машине работать в режиме N - фазной, где число фаз определяется числом независимых, изолированных друг от друга контуров.
Использование в обмотке заявленной линейной индукционной машины изолированных электрически катушек позволяет обеспечить абсолютную надежность машины по сравнению с машинами с классическими обмотками и питанием, так как пробой в одной или нескольких катушках (даже во всех) на корпус или между собой не приводит к короткому замыканию, а также исключает попадание обслуживающего персонала под напряжение. Этот фактор имеет особое значение при использовании заявленного устройства в металлургическом производстве, где высокая влажность и агрессивная среда.
Поскольку вся цепь обмотки электрической машины находится в состоянии резонанса, при котором реактивное сопротивление равно нулю, то коэффициент мощности такого устройства равен cos φ = 1, а полная мощность, потребляемая из сети, равна активной мощности.
Claims (1)
- Линейная индукционная машина, содержащая электропроводное рабочее тело и индуктор с обмоткой, выполненной с взаимоиндуктивностью между фазами, отличающаяся тем, что обмотка является многофазной и состоит из электрически нейтральных и пространственно сдвинутых фазных катушек нижнего и верхнего ряда, которые в одной из фаз включены с конденсаторами в режим резонанса напряжения и подсоединены к однофазному напряжению, а в остальных фазах замкнуты последовательно через конденсаторы на себя и образуют с ними резонансные контуры, электрически изолированные друг от друга.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU98124055/09A RU2158463C2 (ru) | 1998-12-31 | 1998-12-31 | Линейная индукционная машина |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU98124055/09A RU2158463C2 (ru) | 1998-12-31 | 1998-12-31 | Линейная индукционная машина |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU98124055A RU98124055A (ru) | 2000-09-27 |
RU2158463C2 true RU2158463C2 (ru) | 2000-10-27 |
Family
ID=20214230
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU98124055/09A RU2158463C2 (ru) | 1998-12-31 | 1998-12-31 | Линейная индукционная машина |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2158463C2 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU171599U1 (ru) * | 2016-12-28 | 2017-06-07 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский политехнический университет" (Московский Политех) | Линейная электрическая машина |
-
1998
- 1998-12-31 RU RU98124055/09A patent/RU2158463C2/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ВОЛЬДЕК А.И. Индукционные магнитодинамические машины с жидкометаллическим рабочим телом. Энергия, Ленинградское отделение, 1970, с. 69, 124-127, рис. 5-10 - 5-13. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU171599U1 (ru) * | 2016-12-28 | 2017-06-07 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский политехнический университет" (Московский Политех) | Линейная электрическая машина |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE4236340C2 (de) | Anordnung zur induktiven Übertragung von Energie | |
CA2243110C (en) | Strip heating coil apparatus with series power supplies | |
CN100566478C (zh) | 使用调谐电容器的感应加热或熔融电源 | |
PT1011187E (pt) | Dispositivo para a transferência de energia por indução e sem contacto. | |
CN114257011A (zh) | 电机的定子 | |
Campbell | A circuit analysis of a flux pump | |
US4513243A (en) | Core form transformer for selective cancellation of subsynchronous resonance | |
CN103959600A (zh) | 非接触供电装置 | |
RU2158463C2 (ru) | Линейная индукционная машина | |
Sadowski et al. | Simulation of single-phase induction motor by a general method coupling field and circuit equations | |
Butyrin et al. | Coil capacitor for an inductive–capacitive converter | |
CN1156861C (zh) | 可控电抗器 | |
US7459823B1 (en) | Resonant unipolar generator | |
CN105099333B (zh) | 用于控制电机的方法 | |
Naoe | Voltage compensation of permanent-magnet generator with capacitors | |
Abdolkhani et al. | A contactless slipring system by means of axially travelling magnetic field | |
RU2069443C1 (ru) | Линейная индукционная машина | |
US20030168921A1 (en) | Continuous electrical generator | |
RU2158052C1 (ru) | Многофазная обмотка электрической машины | |
RU2150777C1 (ru) | Способ создания многофазного бегущего электромагнитного поля | |
US20020125774A1 (en) | Continuous electrical generator | |
RU2292604C2 (ru) | Намагничивающая система для электромеханических устройств | |
KR100336305B1 (ko) | 스위칭을 이용한 자기회로 | |
US11309735B1 (en) | Non-vibrational electromagnetic energy harvester | |
FARADJI et al. | Study of VSI drive multiphase reluctance machine regarding torque ripple using 3D FEA |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120101 |