RU2257630C2 - Method for varying shape of reactor magnetization curve - Google Patents
Method for varying shape of reactor magnetization curve Download PDFInfo
- Publication number
- RU2257630C2 RU2257630C2 RU2003111583/09A RU2003111583A RU2257630C2 RU 2257630 C2 RU2257630 C2 RU 2257630C2 RU 2003111583/09 A RU2003111583/09 A RU 2003111583/09A RU 2003111583 A RU2003111583 A RU 2003111583A RU 2257630 C2 RU2257630 C2 RU 2257630C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- engineering
- circuits
- plates
- magnetization curve
- reactor
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Soft Magnetic Materials (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к электротехнике, в частности к способам изготовления дросселей, трансформаторов, электромагнитных переключателей.The invention relates to electrical engineering, in particular to methods for manufacturing chokes, transformers, electromagnetic switches.
Известно, что форма кривой намагничивания может изменяться за счет включения в состав магнитного материала различных примесей, механических напряжений, возникающих из-за различных внутренних деформаций в стальных листах в процессе изготовления магнитопровода, в результате специальной механической обработки магнитного материала, например, его холодная прокатка [1].It is known that the shape of the magnetization curve can change due to the inclusion of various impurities in the composition of the magnetic material, mechanical stresses arising from various internal deformations in the steel sheets during the manufacturing of the magnetic circuit, as a result of special machining of the magnetic material, for example, its cold rolling [ 1].
Известны способы изменения формы кривой намагничивания путем введения в магнитную цепь дросселя воздушного зазора [2].Known methods for changing the shape of the magnetization curve by introducing into the magnetic circuit of the throttle air gap [2].
Наиболее близким к предлагаемому способу является способ изменения формы кривой намагничивания путем дополнительной обработки (доводки) поверхности торцов разрезных ленточных магнитопроводов [3] (прототип).Closest to the proposed method is a method of changing the shape of the magnetization curve by additional processing (refinement) of the surface of the ends of the split tape magnetic circuits [3] (prototype).
Недостатком указанного способа является получение однозначных характеристик В(Н) вследствие несущественной нелинейности кривых намагничивания дросселя [4].The disadvantage of this method is to obtain unambiguous characteristics B (H) due to the non-essential non-linearity of the magnetization curves of the inductor [4].
Задача изобретения - получение существенной нелинейности кривых намагничивания, а соответственно и их многозначности, что способствует появлению в таких устройствах принципиально новых явлений и эффектов, используемых в преобразовательной технике.The objective of the invention is to obtain significant non-linearity of the magnetization curves, and accordingly their ambiguity, which contributes to the appearance in these devices of fundamentally new phenomena and effects used in the conversion technique.
Поставленная задача достигается тем, что в способе изменения формы кривой намагничивания дросселя, содержащего катушку с железным сердечником, выполненным из ленточной электротехнической стали, путем дополнительной обработки торцов сердечника, на поверхность торцов в различных местах наносят немагнитный диэлектрический материал в виде пленок или пластинок различной формы и размеров.The problem is achieved in that in the method of changing the shape of the magnetization curve of the inductor containing a coil with an iron core made of tape electrical steel, by additional processing of the ends of the core, non-magnetic dielectric material is applied in various places in the form of films or plates of various shapes and sizes.
Диэлектрический материал наносят на поверхность предварительно обработанных торцов разрезных ленточных магнитопроводов в виде тонких пленок или пластинок небольшого размера или путем напыления. Для нанесения диэлектрика на торцы можно использовать метод напыления или нанесения электротехнического лака валиком или кисточкой в виде тонкой пленки по трафарету. Пластинки могут удерживаться на торцах за счет сил магнитного поля при соединении двух половинок магнитопровода.The dielectric material is applied to the surface of the pretreated ends of the split tape magnetic cores in the form of thin films or small plates or by spraying. To apply a dielectric to the ends, you can use the method of spraying or applying electrical varnish with a roller or brush in the form of a thin film on a stencil. The plates can be held at the ends due to the forces of the magnetic field when connecting two halves of the magnetic circuit.
Изменение формы кривой намагничивания здесь происходит за счет образования локальных внутренних напряжений, вследствие градиента диэлектрической проницаемости на стыке двух сред - диэлектрик и электротехнический материал. При плотно “припасованных” друг к другу поверхностях - верхнего и нижнего торцов, происходит резкое уменьшение магнитной проницаемости в местах расположения диэлектрика. Основной магнитный поток, замыкающийся по магнитопроводу, будет встречать на своем пути локальное магнитное сопротивление в большей или меньшей степени в зависимости от диэлектрической проницаемости материала диэлектрика, места расположения его по поверхности торцов, формы и размеров. Наносимый на поверхность торцов магнитопровода диэлектрик можно рассматривать как жесткую программу, так как ту или иную характеристику можно получить только для диэлектрической пластинки определенного размера, конфигуркации и места ее расположения на поверхности торцов.The change in the shape of the magnetization curve here occurs due to the formation of local internal stresses, due to the dielectric permittivity gradient at the junction of two media - a dielectric and an electrical material. With surfaces “densely” attached to each other — the upper and lower ends, a sharp decrease in the magnetic permeability occurs at the locations of the dielectric. The main magnetic flux, which closes along the magnetic circuit, will encounter local magnetic resistance in its path to a greater or lesser extent depending on the dielectric constant of the dielectric material, its location on the end surfaces, shape and size. The dielectric applied to the surface of the ends of the magnetic circuit can be considered as a tough program, since this or that characteristic can be obtained only for a dielectric plate of a certain size, configuration, and its location on the surface of the ends.
Ниже приводятся данные по экспериментальному исследованию дросселя с катушкой, намотанной проводом ПЭЛ, диаметром 0,8 мм, числом витков 180 и ленточным магнитопроводом типа ПЛ, выполненным из холоднокатанной текстурованной стали марки 3405, толщиной 0,35 мм, высотой окна 80 мм, сечением торца (25×40) мм2. В качестве диэлектрического материала использовались калька, электротехнический лак, электротехническая бумага и слюда. Для сравнения на всех представленных ниже графиках кривая намагничивания (1) является характеристикой дросселя без диэлектрических пластинок. Толщина применяемых пластинок (0,05-0,1) мм.Below is the data on the experimental study of a choke with a coil wound with a PEL wire of 0.8 mm diameter, 180 turns and a PL type magnetic tape made of cold-rolled textured steel grade 3405, 0.35 mm thick, window height 80 mm, end section (25 × 40) mm 2 . As dielectric material tracing paper, electrical varnish, electrical paper and mica were used. For comparison, in all the graphs presented below, the magnetization curve (1) is a characteristic of a choke without dielectric plates. The thickness of the used plates (0.05-0.1) mm.
Фиг.1. Представлены зависимости В(Н) для дросселей с пластинками в виде квадратиков одного размера (1,3×1,3) мм2, нанесенными на поверхность торцов магнитопровода в одних и техже местах (фиг.5), но с различной магнитной проницаемостью: кривая (2) - пластинка из слюды, (3) - из кальки, (4) - бумага, (5) - подложка от магнитной ленты.Figure 1. Dependences B (H) are presented for chokes with plates in the form of squares of the same size (1.3 × 1.3) mm 2 deposited on the surface of the ends of the magnetic circuit in the same places (Fig. 5), but with different magnetic permeabilities: curve (2) - a plate of mica, (3) - of tracing paper, (4) - paper, (5) - a substrate from magnetic tape.
Фиг.2. Представлены кривые В(Н) для дросселей с пластинками в виде квадратиков одного размера (3×3) мм2, нанесенными на поверхность торцов магнитопровода в различных местах (фиг.6). Места расположения пластинок на торцах магнитопровода, выполненных из одного и того же материала, обозначены цифрами в соответствии с обозначениями кривых В(Н) фиг.2.Figure 2. Curves B (H) are presented for chokes with plates in the form of squares of the same size (3 × 3) mm 2 , deposited on the surface of the ends of the magnetic circuit in various places (Fig.6). The location of the plates on the ends of the magnetic circuit made of the same material are indicated by numbers in accordance with the designation of the curves B (H) of FIG. 2.
Фиг.3. Кривые В(Н) для дросселей с пластинками в виде квадратиков из кальки различных размеров: для характеристики (2) размер пластинок (2×2) мм2, для кривой (3) - (1,3×1,3) мм2, для кривой (4) - (3×3) мм2, одинаково расположенных по поверхности торцов магнитопровода (фиг.5).Figure 3. Curves B (H) for chokes with plates in the form of squares from tracing paper of various sizes: for characteristic (2) the size of the plates is (2 × 2) mm 2 , for curve (3) it is (1.3 × 1.3) mm 2 , for the curve (4) - (3 × 3) mm 2 equally spaced along the surface of the ends of the magnetic circuit (Fig. 5).
Фиг.4. Кривые В(Н) для дросселей с пластинками из электротехнической бумаги, расположенными на торцах магнитопровода в одном и том же месте (фиг.5), но различной конфигурации: для характеристики (2) в виде уголка размером (3×3) мм, шириной 1,5 мм и в виде квадратика размером (3×3) мм2.Figure 4. Curves B (H) for chokes with plates of electrical paper located on the ends of the magnetic circuit in the same place (Fig. 5), but in a different configuration: for characteristic (2) in the form of a corner measuring (3 × 3) mm, width 1.5 mm and in the form of a square measuring (3 × 3) mm 2 .
Под многозначностью нелинейной функции понимается то, что при определенном значении одной переменной другая переменная может принимать несколько значений. В нашем случае многозначными являются функции - кривая (3) на фиг.1, где индукция В может принимать различные значения от 0,8 до 1,2 Тл при одном и том же значении напряженности Н=0,8 А/м, также и кривая (3) на фиг.3, где индукция В может иметь три значения (0,8; 1,12; и 1,4) Тл при напряженности Н=0,92 А/м.By the polysemy of a nonlinear function is meant that, for a certain value of one variable, another variable can take several values. In our case, the functions are multi-valued - the curve (3) in Fig. 1, where induction B can take different values from 0.8 to 1.2 T at the same tension value N = 0.8 A / m, also curve (3) in FIG. 3, where induction B can have three values (0.8; 1.12; and 1.4) T at a tension of H = 0.92 A / m.
Явление многозначности полученных характеристик дросселей дает возможность применять их в различных аппаратах и устройствах без усложнения электрических схем и конструкций, а также без включения дополнительных линейных и нелинейных электромагнитных и полупроводниковых элементов, необходимых для получения таких характеристик. Например, такими устройствами могут быть силовые феррорезонансные стабилизаторы. Эффект "отрицательного" сопротивления в характеристике (3) фиг.3 дает возможность применения рассматриваемых дросселей в целом ряде устройств: в качестве генераторов колебаний, умножителей и делителей частоты, импульсных трансформаторов, магнитных усилителей, в силовых устройствах автоматики с параметрическими колебательными контурами [Л.5].The phenomenon of the ambiguity of the obtained characteristics of the chokes makes it possible to use them in various apparatuses and devices without complicating the electrical circuits and structures, as well as without including additional linear and nonlinear electromagnetic and semiconductor elements necessary to obtain such characteristics. For example, such devices may be power ferroresonant stabilizers. The effect of "negative" resistance in characteristic (3) of Fig. 3 makes it possible to use the chokes in question in a number of devices: as oscillation generators, multipliers and frequency dividers, pulse transformers, magnetic amplifiers, in power automation devices with parametric oscillatory circuits [L. 5].
Таким образом, результаты исследования подтверждают, что при помощи нанесения диэлектрических пластинок на поверхность торцов магнитопровода можно получать дроссели с различными формами кривых намагничивания В(Н) - от однозначных до многозначных.Thus, the results of the study confirm that by applying dielectric plates to the surface of the ends of the magnetic circuit, it is possible to obtain chokes with various forms of magnetization curves B (H) - from single to multi-valued.
Библиографические источникиBibliographic sources
1. Рейнбот Г. Магнитные материалы и их применение. Пер. с нем. Под ред. А.А.Преображенского. - Л.: Энергия, 1974. - 384 с.1. Rainbot G. Magnetic materials and their application. Per. with him. Ed. A.A. Preobrazhensky. - L .: Energy, 1974.- 384 p.
2. Борисов Ю.М., Липатов Д.Н., Зорин Ю.Н. Электротехника. - М.: Энергоатомиздат, 1985. - 552 с.2. Borisov Yu.M., Lipatov D.N., Zorin Yu.N. Electrical Engineering - M .: Energoatomizdat, 1985 .-- 552 p.
3. Косенко В.Л., Косенко А.И., Шевченко В.Н. Влияние разрезания и обработки торцов на электромагнитные параметры ленточных магнитопроводов //Электронная техника, серия 5, Радиодетали и радиокомпоненты. Вып.1 (62). 1986.3. Kosenko V.L., Kosenko A.I., Shevchenko V.N. The effect of cutting and end processing on the electromagnetic parameters of tape magnetic circuits // Electronic Engineering, series 5, Radio components and radio components. Issue 1 (62). 1986.
4. Косенко В.Л., Косенко А.И. Анализ электромагнитных параметров катушки с разрезанным магнитопроводом. Сб. - М.: Международная н-т конференция “Актуальные проблемы фундаметальных наук”, Россия, 1994.4. Kosenko V.L., Kosenko A.I. Analysis of electromagnetic parameters of a coil with a cut magnetic circuit. Sat - M .: International conference “Actual problems of fundamental sciences”, Russia, 1994.
5. Филиппов Е. Нелинейная электротехника. - М.: Энергия, 1968, - 504 с.5. Filippov E. Nonlinear electrical engineering. - M .: Energy, 1968, - 504 s.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003111583/09A RU2257630C2 (en) | 2003-04-21 | 2003-04-21 | Method for varying shape of reactor magnetization curve |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003111583/09A RU2257630C2 (en) | 2003-04-21 | 2003-04-21 | Method for varying shape of reactor magnetization curve |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2003111583A RU2003111583A (en) | 2004-11-27 |
RU2257630C2 true RU2257630C2 (en) | 2005-07-27 |
Family
ID=35843753
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003111583/09A RU2257630C2 (en) | 2003-04-21 | 2003-04-21 | Method for varying shape of reactor magnetization curve |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2257630C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2636141C1 (en) * | 2016-07-14 | 2017-11-20 | Роберт Дмитриевич Тихонов | Film system for forming magnetic field |
-
2003
- 2003-04-21 RU RU2003111583/09A patent/RU2257630C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2636141C1 (en) * | 2016-07-14 | 2017-11-20 | Роберт Дмитриевич Тихонов | Film system for forming magnetic field |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Mühlethaler | Modeling and multi-objective optimization of inductive power components | |
Mechler et al. | Magnetic flux distributions in transformer core joints | |
Muhlethaler et al. | Improved core-loss calculation for magnetic components employed in power electronic systems | |
De León et al. | Leakage inductance design of toroidal transformers by sector winding | |
CN1735948B (en) | Bulk amorphous metal inductive device | |
Reinert et al. | Calculation of losses in ferro-and ferrimagnetic materials based on the modified Steinmetz equation | |
CN101027733B (en) | Bulk laminated amorphous metal inductive device | |
McConnell | Eddy-current phenomena in ferromagnetic materials | |
US7024753B2 (en) | Method of manufacturing an inductor | |
Chen et al. | Theoretical eddy-current permeability spectra of slabs with bar domains | |
CN114242425B (en) | Hysteresis loss solving method for traction transformer considering iron core magnetic circuit grading | |
Cinar et al. | Comparison of power loss and magnetic flux distribution in octagonal wound transformer core configurations | |
RU2257630C2 (en) | Method for varying shape of reactor magnetization curve | |
Kefalas et al. | Normal flux distribution at step-lap joints of Si-Fe wound cores | |
Biringer et al. | Recent advances in the design of large magnetic frequency changers | |
Valkovic | Recent problems of transformer core design | |
Seo et al. | Numerical and experimental characterization of thread-type magnetic core with low eddy current loss | |
Petrescu et al. | Comparison between non-oriented silicon iron sheets used for electrical machines | |
Gunes et al. | Localized flux density distribution around a hole in non-oriented electrical steels | |
Charton et al. | Modelling and prediction of iron loss with complex flux waveforms | |
Olivares et al. | Impact of the joint design parameters on transformer losses | |
Jeong | Practical calculation of iron loss for cylindrical linear machine | |
Carsten | Calculating the high frequency resistance of single and double layer toroidal windings | |
Karaarslan et al. | The Effects of Design Parameters on The UNICORE Type Transformer Inrush Current | |
Zurek | Rotational magnetisation |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20050422 |