RU2257630C2 - Method for varying shape of reactor magnetization curve - Google Patents

Method for varying shape of reactor magnetization curve Download PDF

Info

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
Application number
RU2003111583/09A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2003111583A (en
Inventor
В.Л. Косенко (RU)
В.Л. Косенко
А.Ф. Голуб (RU)
А.Ф. Голуб
Original Assignee
Новгородский государственный университет им. Ярослава Мудрого
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Новгородский государственный университет им. Ярослава Мудрого filed Critical Новгородский государственный университет им. Ярослава Мудрого
Priority to RU2003111583/09A priority Critical patent/RU2257630C2/en
Publication of RU2003111583A publication Critical patent/RU2003111583A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2257630C2 publication Critical patent/RU2257630C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Soft Magnetic Materials (AREA)

Abstract

FIELD: electrical engineering.
SUBSTANCE: proposed method can be used not only for low-power devices in pulse engineering and control circuits but also for power circuits of automatic-control systems to ensure operation of electromagnetic components during step-by-step regulation of electrical energy supplied to load, as well as in converter engineering, ferroresonance circuits and regulators to vary magnetization curve shape of reactor that has coil with split core made of electric steel strips. This method includes additional treatment of butt-ends of core halves. Prior to joining split core halves together their butt ends are covered with nonmagnetic insulating material in the form of films or plates of various shapes and sizes. Then their surfaces are tightly fitted to one another.
EFFECT: enhanced nonlinearity of magnetization curves.
1 cl, 6 dwg

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)

Способ изменения формы кривой намагничивания дросселей, содержащих катушку с разрезным сердечником, выполненным из ленточной электротехнической стали, путем дополнительной обработки его торцов, отличающийся тем, что на указанные торцы указанного разрезного сердечника наносят немагнитный диэлектрический материал в виде пленок или пластинок различной формы и размеров и плотно припасовывают их поверхности друг к другу.A method of changing the shape of the magnetization curve of chokes containing a coil with a split core made of tape electrical steel by additional processing of its ends, characterized in that non-magnetic dielectric material is applied to said ends of the specified split core in the form of films or plates of various shapes and sizes and densely fit their surfaces to each other.
RU2003111583/09A 2003-04-21 2003-04-21 Method for varying shape of reactor magnetization curve RU2257630C2 (en)

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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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