RU2422967C1 - Method to reduce reactive magnetising current in elements of power supply systems and device for its realisation - Google Patents

Method to reduce reactive magnetising current in elements of power supply systems and device for its realisation Download PDF

Info

Publication number
RU2422967C1
RU2422967C1 RU2010119825/07A RU2010119825A RU2422967C1 RU 2422967 C1 RU2422967 C1 RU 2422967C1 RU 2010119825/07 A RU2010119825/07 A RU 2010119825/07A RU 2010119825 A RU2010119825 A RU 2010119825A RU 2422967 C1 RU2422967 C1 RU 2422967C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
sheets
winding
steel
core
circuit
Prior art date
Application number
RU2010119825/07A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Евгений Фролович Беляев (RU)
Евгений Фролович Беляев
Павел Николаевич Цылёв (RU)
Павел Николаевич Цылёв
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пермский государственный технический университет"
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 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пермский государственный технический университет" filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пермский государственный технический университет"
Priority to RU2010119825/07A priority Critical patent/RU2422967C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2422967C1 publication Critical patent/RU2422967C1/en

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/30Reactive power compensation

Landscapes

  • Ac-Ac Conversion (AREA)

Abstract

FIELD: electricity. ^ SUBSTANCE: according to the method, the reactive magnetising current is reduced in a power winding of electromagnet devices by means of an electric circuit reactive current. At the same time the circuit is isolated from the power winding, the power winding and the circuit elements are laid onto a magnetic conductor assembled from steel sheets isolated from each other. An additional winding is used as one of circuit elements, the second element is a reservoir of a charge core, onto which the power and additional windings are laid, and the reactive magnetising current is developed in the circuit. Also a device for the method realisation is proposed. ^ EFFECT: increased quality of electric energy, improved power indices of power supply systems and working characteristics of consumers. ^ 2 cl

Description

Группа изобретений относится к области энергетики, а именно к электрическим системам предприятий промышленности, транспорта, городского и сельского хозяйства и т.п., в которых установлены и работают электромагнитные устройства переменного тока.The group of inventions relates to the field of energy, namely, to electrical systems of industrial, transport, urban and agricultural enterprises, etc., in which AC electromagnetic devices are installed and operate.

В электрических системах высокого и низкого напряжений широкое применение получили электромагнитные устройства переменного тока, а именно трансформаторы, асинхронные и синхронные электрические машины, электромагниты различных конструкций и назначения, реакторы, дроссели, контакторы, реле и т.д. Все перечисленные устройства содержат ферромагнитные сердечники (магнитопроводы) и намагничивающие катушки и выполняются в однофазном, двухфазном и трехфазном исполнении. На преобразовательных подстанциях нашли применение трансформаторы с числом фаз, кратным трем.In electrical systems of high and low voltage, electromagnetic alternating current devices are widely used, namely transformers, asynchronous and synchronous electric machines, electromagnets of various designs and purposes, reactors, chokes, contactors, relays, etc. All of these devices contain ferromagnetic cores (magnetic cores) and magnetizing coils and are performed in single-phase, two-phase and three-phase versions. At transformer substations, transformers with a multiple of three phases have found application.

Для уменьшения токов Фуко и повышения коэффициента полезного действия ферромагнитные сердечники электромагнитных устройств переменного тока набирают из отдельных листов стали, которые изолируют друг от друга. В качестве изоляции между листами применяют лаки, электрокартон или окалину, образующуюся на поверхности листов в процессе ее прокатки и отжига. Величина относительной диэлектрической проницаемости указанных видов изоляции составляет несколько единиц.To reduce the Foucault currents and increase the efficiency, the ferromagnetic cores of electromagnetic alternating current devices are assembled from separate sheets of steel that are isolated from each other. As the insulation between the sheets, varnishes, an electric cardboard or a scale formed on the surface of the sheets during its rolling and annealing are used. The relative permittivity of these types of insulation is several units.

Характерной особенностью электромагнитных устройств переменного тока является наличие переменного магнитного поля, создаваемого намагничивающим реактивным током. Наличие намагничивающего тока обусловливает дополнительную токовую нагрузку элементов систем электроснабжения, ограничивает их пропускную способность, приводит к росту падения напряжения и потерь электроэнергии, а также необходимости повышения мощности, вырабатываемой источниками энергии. Все это отрицательно сказывается на энергетических показателях и качестве энергии в электрических системах, рабочих характеристиках потребителей.A characteristic feature of electromagnetic alternating current devices is the presence of an alternating magnetic field created by a magnetizing reactive current. The presence of a magnetizing current causes an additional current load of the elements of power supply systems, limits their throughput, leads to an increase in voltage drop and loss of electricity, as well as the need to increase the power generated by energy sources. All this negatively affects energy performance and energy quality in electrical systems, consumer performance.

Известен способ уменьшения реактивного тока, проходящего по элементам систем электроснабжения, заключающийся в том, что в определенных точках систем устанавливают устройства (синхронные компенсаторы, перевозбужденные синхронные электродвигатели, батареи статических конденсаторов), потребляющие от источника электрической энергии реактивный емкостной ток, изменяющийся в противофазе с реактивным намагничивающим током [см. Ю.Д.Сибикин, М.Ю.Сибикин. Электроснабжение: Учебное пособие. - М.: ИП Радиософт, 2010, с.227-232].There is a method of reducing the reactive current passing through the elements of power supply systems, which consists in the fact that at certain points in the systems, devices (synchronous compensators, overexcited synchronous electric motors, static capacitor banks) are installed that consume reactive capacitive current from the source of electrical energy, which changes in antiphase with reactive magnetizing current [see Yu.D. Sibikin, M.Yu. Sibikin. Power Supply: A Study Guide. - M .: IP Radiosoft, 2010, p.227-232].

Недостатком известного способа является то, что компенсация намагничивающего реактивного тока производится только на участках от источника электрической энергии (электрической станции) до точки системы электроснабжения, на котором установлены устройства, потребляющие реактивный емкостный ток. Так, при установке синхронного компенсатора на районной подстанции элементы системы электроснабжения, подключенные к ней и получающие от нее питание, не разгружаются от реактивного намагничивающего тока. При установке батарей статических конденсаторов на высокой стороне цеховой подстанции первичная и вторичная обмотки трансформатора, цеховые питающие и распределительные сети, асинхронные высоковольтные и низковольтные электродвигатели и другие электромагнитные устройства также остаются загруженными реактивным намагничивающим током. При использовании индивидуальной компенсации по обмоткам самого электромагнитного устройства протекает намагничивающий реактивный ток.The disadvantage of this method is that the compensation of the magnetizing reactive current is carried out only in areas from the source of electric energy (power station) to the point of the power supply system on which devices consuming reactive capacitive current are installed. So, when installing a synchronous compensator at a regional substation, the elements of the power supply system connected to it and receiving power from it are not unloaded from the reactive magnetizing current. When installing static capacitor batteries on the high side of the workshop substation, the primary and secondary windings of the transformer, workshop supply and distribution networks, asynchronous high-voltage and low-voltage motors and other electromagnetic devices also remain loaded with reactive magnetizing current. When using individual compensation, a magnetizing reactive current flows through the windings of the electromagnetic device itself.

Известны устройства (синхронные компенсаторы, перевозбужденные синхронные электродвигатели), посредством которых реализуется данный способ. Эти устройства содержат магнитопровод, состоящий из шихтованного сердечника статора и сердечника ротора, отделенных друг от друга воздушным зазором, трехфазную обмотку, размещенную на шихтованном сердечнике статора, и обмотку постоянного тока, уложенную на сердечнике ротора.Known devices (synchronous compensators, overexcited synchronous motors), through which this method is implemented. These devices contain a magnetic circuit consisting of a lined stator core and a rotor core, separated from each other by an air gap, a three-phase winding located on the lined stator core, and a DC winding laid on the rotor core.

Недостатком синхронных компенсаторов и перевозбужденных синхронных электродвигателей является то, что с помощью них достигается частичная компенсация реактивного намагничивающего тока вследствие удаленности размещения этих устройств от потребителей электрической энергии. Это приводит к ухудшению показателей качества электрической энергии и рабочих характеристик потребителей. Кроме того, работа синхронных компенсаторов, имеющих большие мощности, сопровождается значительным шумом, а перевозбуждение синхронных двигателей ведет к дополнительным потерям и нагреву обмоток возбуждения.The disadvantage of synchronous compensators and overexcited synchronous motors is that they help to partially compensate the magnetizing reactive current due to the remoteness of the location of these devices from consumers of electric energy. This leads to a deterioration in the quality of electric energy and the performance of consumers. In addition, the operation of synchronous compensators having large powers is accompanied by significant noise, and the excitation of synchronous motors leads to additional losses and heating of the field windings.

К устройствам, реализующим рассмотренный способ, относятся также высоковольтные и низковольтные батареи статических конденсаторов. При групповой компенсации батареи статических конденсаторов устанавливаются в узлах систем электроснабжения (районные подстанции, главные понизительные подстанции предприятий, шины высокого и низкого напряжений цеховых подстанций, силовые щиты и силовые пункты), а при применении индивидуальной компенсации - подключаются непосредственно на зажимы электромагнитных устройств [см. Ю.Д.Сибикин, М.Ю.Сибикин. Электроснабжение: Учебное пособие. - М.: ИП РадиоСофт, 2010, с.228, 229, 233].Devices that implement the considered method also include high-voltage and low-voltage batteries of static capacitors. During group compensation, batteries of static capacitors are installed in the nodes of power supply systems (district substations, main step-down substations of enterprises, high and low voltage buses of workshop substations, power boards and power points), and when applying individual compensation, they are connected directly to the terminals of electromagnetic devices [see Yu.D. Sibikin, M.Yu. Sibikin. Power Supply: A Study Guide. - M .: IP RadioSoft, 2010, p.228, 229, 233].

Недостатком батарей статических конденсаторов является то, что и при их применении остаются загруженными реактивным намагничивающим током участки систем электроснабжения, расположенные ниже места установки батарей статических конденсаторов. Кроме того, величина реактивной емкостной мощности статических конденсаторов, как правило, не связана с режимом потребления реактивной индуктивной мощности электромагнитными устройствами переменного тока, что приводит к недокомпенсации или перекомпенсации реактивной мощности, дополнительной токовой загрузке элементов систем электроснабжения, падению напряжения и потерям мощности, ухудшению показателей качества электрической энергии и рабочих характеристик потребителей.The disadvantage of static capacitor banks is that even when they are used, sections of power supply systems located below the installation site of static capacitor batteries remain loaded with reactive magnetizing current. In addition, the value of reactive capacitive power of static capacitors, as a rule, is not related to the mode of consumption of reactive inductive power by electromagnetic AC devices, which leads to undercompensation or overcompensation of reactive power, additional current loading of power supply system elements, voltage drop and power loss, deterioration electrical energy quality and consumer performance.

Наиболее близким способом того же назначения к заявленному способу в группе изобретений по совокупности признаков является способ уменьшения реактивного намагничивающего тока в элементах систем электроснабжения за счет снижения реактивного намагничивающего тока в сетевой обмотке электромагнитных устройств переменного тока, что достигается благодаря реактивной емкостной составляющей тока электрического контура, одним из элементов в котором является дополнительная обмотка. При этом сетевая обмотка и элементы контура не имеют электрической связи и размещаются на сердечниках магнитопровода, которые набирают из листов стали, изолированных друг от друга [см. А.И.Вольдек. Электрические машины. Учебник для студентов высш. техн. учебн. заведений. Изд. 2-е, перераб. и доп. Л.: Энергия, 1974, с.803-805]. Данный способ принят за прототип.The closest method of the same purpose to the claimed method in the group of inventions according to the totality of features is a method of reducing the reactive magnetizing current in the elements of power supply systems by reducing the reactive magnetizing current in the network winding of electromagnetic alternating current devices, which is achieved due to the reactive capacitive component of the current of the electrical circuit, one of the elements in which is an additional winding. In this case, the network winding and circuit elements do not have electrical connection and are placed on the cores of the magnetic circuit, which are assembled from steel sheets isolated from each other [see A.I. Voldek. Electric cars. Textbook for students of higher. tech. training institutions. Ed. 2nd, rev. and add. L .: Energy, 1974, S.803-805]. This method is adopted as a prototype.

Признаки прототипа, совпадающие с признаками заявляемого способа: снижают реактивный намагничивающий ток в сетевой обмотке электромагнитного устройства посредством реактивного тока электрического контура; изолируют контур от сетевой обмотки; укладывают сетевую обмотку и элементы контура на магнитопроводе, набранном из изолированных друг от друга листов стали; в качестве одного из элементов контура используют дополнительную обмотку.The signs of the prototype, coinciding with the signs of the proposed method: reduce the magnetizing reactive current in the network winding of the electromagnetic device by means of the reactive current of the electrical circuit; isolate the circuit from the network winding; stack the network winding and circuit elements on the magnetic circuit, recruited from steel sheets isolated from each other; an additional winding is used as one of the circuit elements.

Недостатком известного способа, принятого за прототип, является то, что с его помощью достигается лишь незначительная компенсация реактивного намагничивающего тока в элементах систем электроснабжения из-за малой величины мощности электромагнитных устройств, с помощью которых реализуется известный способ, следовательно, и малой величины реактивной емкостной составляющей тока электрических контуров этих устройств.The disadvantage of this method, adopted as a prototype, is that it only achieves insignificant compensation of the magnetizing reactive current in the elements of power supply systems due to the low power of electromagnetic devices with which the known method is implemented, and therefore, the small value of the reactive capacitive component current electrical circuits of these devices.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному устройству в группе изобретений по совокупности признаков является электромагнитное устройство переменного тока, включающее магнитопровод, образованный шихтованными сердечниками статора и ротора и воздушным зазором, отделяющим сердечники друг от друга, три обмотки, из которых сетевая уложена на сердечнике ротора и через контактные кольца и щетки, наложенные на них, подключена к питающему напряжению, а нагрузочная и дополнительная обмотки уложены на сердечнике статора и образуют электрический контур. При этом дополнительная обмотка выполнена по аналогии с якорной обмоткой электрических машин постоянного тока, а ее соединение с нагрузочной обмоткой осуществляется через щеточно-коллекторный узел. Регулирование величины и направления ЭДС дополнительной обмотки, величины и направления ЭДС контура, реактивной емкостной составляющей тока контура, намагничивающего индуктивного тока сетевой обмотки производятся с помощью щеточных траверз, установленных с возможностью перемещения относительно друг друга в противоположных направлениях [см. А.И.Вольдек. Электрические машины. Учебник для студентов высш. техн. учебн. заведений. Изд. 2-е, перераб. и доп. Л.: Энергия, 1974, с.804, рис.42-1]. Данное устройство принято за прототип.The closest device of the same purpose to the claimed device in the group of inventions according to the totality of features is an electromagnetic alternating current device comprising a magnetic circuit formed by the lined stator and rotor cores and an air gap separating the cores from each other, three windings, of which the network is laid on the rotor core and through the contact rings and brushes superimposed on them, it is connected to the supply voltage, and the load and additional windings are laid on the stator core and develop an electrical circuit. In this case, the additional winding is made by analogy with the anchor winding of DC electric machines, and its connection with the load winding is carried out through the brush-collector assembly. The magnitude and direction of the EMF of the additional winding, the magnitude and direction of the EMF of the circuit, the reactive capacitive component of the loop current, the magnetizing inductive current of the network winding are made using brush traverses installed with the possibility of moving relative to each other in opposite directions [see A.I. Voldek. Electric cars. Textbook for students of higher. tech. training institutions. Ed. 2nd, rev. and add. L .: Energy, 1974, p. 804, Fig. 42-1]. This device is taken as a prototype.

Недостатком известного устройства, принятого за прототип, является то, что из-за своей значительной сложности и высокой стоимости оно редко используется на практике. Установленные мощности этих устройств малы, что не позволяет сколько-либо заметно компенсировать реактивный намагничивающий ток в элементах систем электроснабжения, улучшать показатели качества электрической энергии и рабочие характеристики потребителей.A disadvantage of the known device adopted for the prototype is that due to its significant complexity and high cost, it is rarely used in practice. The installed capacities of these devices are small, which does not allow any noticeable compensation of the magnetizing reactive current in the elements of the power supply systems, and improve the quality of electric energy and the performance of consumers.

Признаки прототипа, совпадающие с признаками заявляемого устройства: сердечник магнитопровода, набранный из изолированных друг от друга листов стали; сетевая обмотка, уложенная на данный сердечник и подключенная к питающему напряжению; дополнительная обмотка, входящая в состав электрического контура, изолированного от сетевой обмотки и размещенного на магнитопроводе.Signs of the prototype, coinciding with the signs of the claimed device: the core of the magnetic circuit, drawn from isolated from each other sheets of steel; network winding laid on this core and connected to the supply voltage; additional winding, which is part of the electrical circuit, isolated from the mains winding and placed on the magnetic circuit.

Задачей, на решение которой направлена заявляемая группа изобретений, является повышение качества электрической энергии, улучшение энергетических показателей систем электроснабжения и рабочих характеристик потребителей за счет более полной компенсации реактивного намагничивающего тока в элементах электрических систем.The task to which the claimed group of inventions is directed is to improve the quality of electric energy, improve the energy performance of power supply systems and consumer performance due to more complete compensation of the reactive magnetizing current in the elements of electrical systems.

Поставленная задача была решена за счет того, что в известном способе уменьшения реактивного намагничивающего тока в элементах систем электроснабжения, при котором снижают реактивный намагничивающий ток в сетевой обмотке электромагнитных устройств посредством реактивного тока электрического контура, изолируют контур от сетевой обмотки, сетевую обмотку и элементы контура укладывают на магнитопроводе, набранном из изолированных друг от друга листов стали, в качестве одного из элементов контура используют дополнительную обмотку, в качестве второго элемента электрического контура используют емкость шихтованного сердечника, на который укладывают сетевую и дополнительную обмотки и создают в контуре реактивный намагничивающий ток.The problem was solved due to the fact that in the known method of reducing the reactive magnetizing current in the elements of power supply systems, in which the reactive magnetizing current in the network winding of the electromagnetic devices is reduced by means of the reactive current of the electric circuit, the circuit is isolated from the network winding, the network winding and the circuit elements are laid on a magnetic circuit drawn from steel sheets isolated from each other, an additional winding is used as one of the circuit elements, in which ETS second electric circuit element used capacity of the core laminations, which are placed on the network and create additional winding and the circuit reactive magnetizing current.

Поставленная задача также решается за счет того, что в известном электромагнитном устройстве для уменьшения реактивного намагничивающего тока в элементах систем электроснабжения, содержащем сердечник магнитопровода, набранный из изолированных друг от друга листов стали, сетевую обмотку, уложенную на данный сердечник и подключенную к питающему напряжению, дополнительную обмотку, входящую в состав электрического контура, изолированного от сетевой обмотки и размещенного на магнитопроводе, на наружных поверхностях листов стали сердечника, несущего сетевую обмотку, выполнены выступы, лишенные изоляции и имеющие отверстия одинакового диаметра, листы стали сердечника изолированы друг от друга материалом с аномально высоким значением диэлектрической проницаемости, например марганцово-цинковым ферритом, при этом из общего числа листов стали сердечника, несущего сетевую обмотку, образованы и включены в электрический контур зоны по числу фаз сетевой обмотки, причем в каждой зоне сердечника количество листов стали одинаково и выступы нечетных листов стали смещены в пространстве относительно выступов четных листов, кроме того, смещены в пространстве выступы четных и нечетных листов рядом расположенных зон, на протяжении каждой зоны сердечника между выступами нечетных листов стали, так же как и между выступами четных листов стали, установлены прокладки из электропроводящего материала без изоляции, причем толщина прокладок равна толщине листа стали с изоляцией, увеличенной на удвоенную величину слоя изоляции, прокладки имеют отверстия, диаметр которых равен диаметру отверстий на выступах, электрическое соединение нечетных листов стали и соответственно четных листов стали на протяжении каждой зоны осуществлено посредством шпилек, установленных в отверстия выступов и прокладок, при этом дополнительная обмотка выполнена с тем же числом фаз и пространственным углом сдвига их осей, что и сетевая обмотка, уложена на тот же сердечник, что и сетевая обмотка, изолирована от нее, а начала и концы фаз дополнительной обмотки подключены к нечетным и четным листам соответствующих зон.The problem is also solved due to the fact that in the known electromagnetic device for reducing the reactive magnetizing current in the elements of power supply systems containing a core of a magnetic circuit, drawn from steel sheets isolated from each other, a network winding laid on this core and connected to the supply voltage, additional a winding that is part of an electrical circuit isolated from the network winding and placed on the magnetic circuit, on the outer surfaces of the steel sheet a wire-carrying core, protrusions made of insulation and having holes of the same diameter are made, core steel sheets are insulated from each other by a material with an anomalously high dielectric constant, for example, manganese-zinc ferrite, and from the total number of steel sheets of a core carrying a network winding are formed and included in the electrical circuit of the zone according to the number of phases of the network winding, and in each zone of the core the number of steel sheets is the same and the protrusions of the odd steel sheets are displaced into a simple In relation to the protrusions of even sheets, in addition, the protrusions of even and odd sheets of adjacent zones are offset in space, gaskets made of an electrically conductive material without insulation are installed between the protrusions of odd sheets of steel, as well as between the protrusions of even sheets of steel, moreover, the thickness of the gaskets is equal to the thickness of the sheet of steel with insulation increased by twice the insulation layer, the gaskets have holes whose diameter is equal to the diameter of the holes on the protrusions, electric The odd sheets of steel and, accordingly, the even sheets of steel were connected over each zone by means of pins installed in the holes of the protrusions and gaskets, while the additional winding was made with the same number of phases and the spatial angle of shift of their axes as the network winding, laid on the same the core, like the network winding, is isolated from it, and the beginnings and ends of the phases of the additional winding are connected to the odd and even sheets of the corresponding zones.

Признаки предлагаемого способа, отличительные от признаков способа по прототипу: используют в качестве второго элемента электрического контура емкость шихтованного сердечника, на который укладывают сетевую и дополнительную обмотки и создают в контуре реактивный намагничивающий ток.The features of the proposed method, distinctive from the features of the prototype method: use the capacity of the lined core as the second element of the electrical circuit, onto which the network and additional windings are laid and create a reactive magnetizing current in the circuit.

Признаки предлагаемого устройства, отличительные от признаков устройства по прототипу: на наружных поверхностях листов стали сердечника, несущего сетевую обмотку, выполнены выступы, лишенные изоляции и имеющие отверстия одинакового диаметра; листы стали данного сердечника изолированы друг от друга материалом с аномально высоким значением диэлектрической проницаемости, например марганцово-цинковым ферритом; из общего числа листов стали сердечника, несущего сетевую обмотку, образованы зоны по числу фаз сетевой обмотки; зоны включены в электрический контур; в каждой зоне сердечника количество листов стали одинаково; в каждой зоне сердечника выступы нечетных листов стали смещены в пространстве относительно выступов четных листов, кроме того, смещены в пространстве выступы четных и нечетных листов рядом расположенных зон; на протяжении каждой зоны сердечника между выступами нечетных листов стали, так же как и между выступами четных листов стали, установлены прокладки из электропроводящего материала без изоляции; толщина прокладок равна толщине листа стали с изоляцией, увеличенной на удвоенную величину слоя изоляции; прокладки имеют отверстия, диаметр которых равен диаметру отверстий на выступах; электрическое соединение нечетных листов стали и соответственно четных листов стали на протяжении каждой зоны осуществлено посредством шпилек, установленных в отверстия выступов и прокладок; дополнительная обмотка выполнена с тем же числом фаз и пространственным углом сдвига их осей, что и сетевая обмотка; дополнительная обмотка уложена на тот же сердечник, что и сетевая обмотка и изолирована от нее; начала и концы фаз дополнительной обмотки подключены к нечетным и четным листам соответствующих зон.The features of the proposed device, distinctive from the features of the device according to the prototype: on the outer surfaces of the steel sheets of the core carrying the network winding, protrusions are made, deprived of insulation and having holes of the same diameter; steel sheets of this core are isolated from each other by a material with an abnormally high dielectric constant, for example, manganese-zinc ferrite; from the total number of steel sheets of the core carrying the network winding, zones are formed by the number of phases of the network winding; zones are included in the electrical circuit; in each core zone, the number of sheets of steel is the same; in each core zone, the protrusions of the odd sheets of steel are displaced in space relative to the protrusions of the even sheets, in addition, the protrusions of the even and odd sheets of adjacent zones are offset in space; over each core zone between the protrusions of the odd sheets of steel, as well as between the protrusions of the even sheets of steel, gaskets of electrically conductive material are installed without insulation; the thickness of the gaskets is equal to the thickness of the sheet of steel with insulation, increased by twice the size of the insulation layer; gaskets have holes, the diameter of which is equal to the diameter of the holes on the protrusions; the electrical connection of the odd sheets of steel and, accordingly, the even sheets of steel throughout each zone is carried out by means of studs installed in the holes of the protrusions and gaskets; the additional winding is made with the same number of phases and the spatial angle of shift of their axes as the network winding; an additional winding is laid on the same core as the network winding and is isolated from it; the beginning and ends of the phases of the additional winding are connected to the odd and even sheets of the corresponding zones.

Отличительные признаки в совокупности с известными позволяют создать электромагнитные устройства, магнитное поле в которых создается не реактивным намагничивающим током сетевой обмотки, а реактивным намагничивающим током контура, образованного дополнительной обмоткой и емкостью параллельно включенных элементарных конденсаторов сердечника, несущего сетевую обмотку. Это позволяет снизить намагничивающий реактивный ток в элементах систем электроснабжения и тем самым повысить качество электрической энергии, улучшить энергетические показатели систем электроснабжения и рабочие характеристики потребителей.Distinctive features, together with the known ones, make it possible to create electromagnetic devices in which the magnetic field is created not by the reactive magnetizing current of the network winding, but by the reactive magnetizing current of the circuit formed by the additional winding and the capacitance of the elementary capacitors of the core carrying the network winding in parallel. This allows you to reduce the magnetizing reactive current in the elements of power supply systems and thereby improve the quality of electric energy, improve the energy performance of power supply systems and consumer performance.

Использование в качестве изоляции листов стали сердечника марганцово-цинкового феррита, относительная диэлектрическая проницаемость которого составляет 105, приводит к значительному росту, по сравнению с используемыми в существующих устройствах видах изоляции, емкости между рядом расположенными листами стали сердечника, несущего сетевую обмотку. Одновременно марганцово-цинковый феррит является ферромагнитным материалом, что способствует увеличению коэффициента заполнения сердечника, который при этом достигает значения, близкого к единице. Кроме того, марганцово-цинковый феррит обладает высоким удельным электрическим сопротивлением, что обуславливает уменьшение токов Фуко в сердечнике и ведет к росту величины коэффициента полезного действия электромагнитных устройств переменного тока.The use of manganese-zinc ferrite core as steel sheet insulation, whose relative permittivity is 10 5 , leads to a significant increase, in comparison with the types of insulation used in existing devices, the capacitance between adjacent steel sheet sheets of the core carrying the network winding. At the same time, manganese-zinc ferrite is a ferromagnetic material, which contributes to an increase in the fill factor of the core, which in this case reaches a value close to unity. In addition, manganese-zinc ferrite has a high electrical resistivity, which leads to a decrease in the Foucault currents in the core and leads to an increase in the efficiency of electromagnetic AC devices.

Выполнение на наружных поверхностях листов стали выступов, не имеющих изоляции, позволяет осуществить электрическое соединение нечетных и соответственно четных листов стали зон, а использование электропроводящих прокладок заявленной толщины с одной стороны, способствует улучшению электрического контакта между нечетными и соответственно четными листами зон, а с другой стороны, предотвращает смятие выступов нечетных и четных листов зон при их электрическом соединении посредством шпилек.The implementation on the outer surfaces of the steel sheets of protrusions that do not have insulation allows the electrical connection of the odd and evenly even steel sheets of zones, and the use of electrically conductive gaskets of the declared thickness on the one hand, improves the electrical contact between the odd and respectively even zone sheets, and on the other hand , prevents collapse of the protrusions of the odd and even sheets of zones when they are electrically connected by means of studs.

Пространственный сдвиг выступов нечетных и соответственно четных листов отдельных зон позволяет упростить технологию сборки сердечника, в частности электрическое соединение нечетных и четных листов зон посредством шпилек.The spatial shift of the protrusions of the odd and evenly even sheets of the individual zones makes it possible to simplify the core assembly technology, in particular the electrical connection of the odd and even sheets of the zones by means of hairpins.

Создание электрического контура, в который входят дополнительная обмотка и зоны листов стали сердечника с размещенными на нем сетевой и дополнительной обмотками, и прохождение в этом контуре намагничивающего реактивного тока приводят к созданию переменного магнитного поля и способствуют уменьшению намагничивающего реактивного тока в сетевой обмотке и элементах системы электроснабжения.The creation of an electrical circuit, which includes an additional winding and zones of sheets of steel of the core with the network and additional windings placed on it, and the passage of a magnetizing reactive current in this circuit lead to the creation of an alternating magnetic field and contribute to a decrease in the magnetizing reactive current in the network winding and elements of the power supply system .

Способ уменьшения реактивного намагничивающего тока в элементах систем электроснабжения осуществляется следующим образом.A method of reducing the reactive magnetizing current in the elements of power supply systems is as follows.

Реактивная составляющая тока сетевой обмотки электромагнитного устройства, т.е. намагничивающий ток, создает переменный магнитный поток, индуктирующий в дополнительной обмотке ЭДС. Под действием этой ЭДС в контуре, образованном дополнительной обмоткой и емкостью зон листов стали сердечника, возникает ток, имеющий в основном реактивную намагничивающую составляющую. Реактивная намагничивающая составляющая тока контура возбуждает переменное магнитное поле, совпадающее по направлению с магнитным полем сетевой обмотки, что приводит к увеличению ЭДС, наводимой в сетевой обмотке. Следствием этого, при постоянной величине питающего напряжения, является уменьшение намагничивающего тока, потребляемого из сети, и полного тока электромагнитного устройства. Таким образом, источником намагничивающего тока становятся параллельно включенные элементарные конденсаторы, образованные листами стали зон сердечника.The reactive component of the current of the network winding of the electromagnetic device, i.e. The magnetizing current creates an alternating magnetic flux inducing in the additional winding of the EMF. Under the influence of this EMF in the circuit formed by the additional winding and the capacity of the zones of the sheets of steel sheets of the core, a current occurs, which has a mainly reactive magnetizing component. The reactive magnetizing component of the loop current excites an alternating magnetic field that coincides in direction with the magnetic field of the network winding, which leads to an increase in the EMF induced in the network winding. The consequence of this, with a constant value of the supply voltage, is a decrease in the magnetizing current consumed from the network and the total current of the electromagnetic device. Thus, in parallel, elementary capacitors formed by steel sheets of core zones become the source of magnetizing current.

Предлагаемое устройство для уменьшения намагничивающего реактивного тока в элементах систем электроснабжения содержит шихтованный сердечник магнитопровода, несущий сетевую обмотку, подключенную к напряжению питающей сети, и дополнительную обмотку. Дополнительная обмотка уложена на тот же сердечник магнитопровода, что и сетевая, выполнена с тем же числом фаз и пространственным углом сдвига их осей, что и сетевая обмотка, изолирована от нее. Дополнительная обмотка входит в состав электрического контура, изолированного от сетевой обмотки и размещенного на сердечнике магнитопроводе. Сердечник магнитопровода набран из изолированных друг от друга листов стали. В качестве изоляции между листами использован материал с аномально высоким значением диэлектрической проницаемости, например марганцово-цинковый феррит. Каждые два рядом расположенных листа стали образуют элементарный конденсатор, емкость которого пропорциональна величине относительной диэлектрической проницаемости, толщине листов и обратно пропорционально толщине слоя изоляции. На наружных поверхностях листов стали выполнены выступы, лишенные изоляционного покрытия и имеющие отверстия одинакового диаметра. Из общего числа листов стали сердечника, несущего сетевую и дополнительную обмотки, образованы зоны по числу фаз сетевой обмотки. Зоны включены в электрический контур. В каждой зоне сердечника количество листов стали одинаково, выступы нечетных листов стали смещены в пространстве относительно выступов четных листов, кроме того, смещены в пространстве выступы четных и нечетных листов рядом расположенных зон. На протяжении каждой зоны сердечника между выступами нечетных листов стали, так же как и между выступами четных листов стали, установлены прокладки из электропроводящего материала без изоляции. Толщина прокладок равна толщине листа стали с изоляцией, увеличенной на удвоенную величину слоя изоляции. Прокладки имеют отверстия, диаметр которых равен диаметру отверстий на выступах. Электрическое соединение нечетных листов стали и соответственно четных листов стали на протяжении каждой зоны осуществлено посредством шпилек, установленных в отверстия выступов и прокладок. Начала и концы фаз дополнительной обмотки подключены к нечетным и четным листам соответствующих зон, включенных в электрический контур.The proposed device to reduce the magnetizing reactive current in the elements of power supply systems contains a lined core of the magnetic circuit, carrying a network winding connected to the voltage of the supply network, and an additional winding. An additional winding is laid on the same core of the magnetic circuit as the network one, made with the same number of phases and the spatial angle of shift of their axes as the network winding, isolated from it. An additional winding is part of an electrical circuit isolated from the mains winding and located on the core of the magnetic circuit. The core of the magnetic circuit is composed of steel sheets isolated from each other. As the insulation between the sheets, a material with an abnormally high dielectric constant, for example, manganese-zinc ferrite, was used. Each two adjacent steel sheets form an elementary capacitor, the capacitance of which is proportional to the relative permittivity, the thickness of the sheets and inversely proportional to the thickness of the insulation layer. On the outer surfaces of the steel sheets there are protrusions devoid of an insulating coating and having holes of the same diameter. Of the total number of steel sheets of the core carrying the network and additional windings, zones are formed by the number of phases of the network winding. Zones are included in the electrical circuit. In each zone of the core, the number of sheets of steel is the same, the protrusions of the odd sheets of steel are displaced in space relative to the protrusions of the even sheets, in addition, the protrusions of the even and odd sheets of adjacent zones are shifted in space. Over each core zone between the protrusions of the odd sheets of steel, as well as between the protrusions of the even sheets of steel, gaskets of electrically conductive material without insulation are installed. The thickness of the gaskets is equal to the thickness of the sheet of steel with insulation, increased by twice the size of the insulation layer. Gaskets have holes, the diameter of which is equal to the diameter of the holes on the protrusions. The electrical connection of the odd sheets of steel and, accordingly, the even sheets of steel throughout each zone is carried out by means of studs installed in the holes of the protrusions and gaskets. The beginnings and ends of the phases of the additional winding are connected to the odd and even sheets of the corresponding zones included in the electrical circuit.

Снижение тока в сетевой обмотке за счет уменьшения его реактивной составляющей приводит к снижению токовой нагрузки элементов в системе электроснабжения, падению напряжения, потерь электрической энергии. Это способствует повышению качества электрической энергии, улучшению энергетических показателей и рабочих характеристик потребителей. Кроме того, уменьшение тока в сетевой обмотке способствует уменьшению токовой нагрузки и позволяет уменьшить сечение провода, из которого она изготовлена. При этом в электромагнитных устройствах переменного тока уменьшается расход цветного металла, что ведет к снижению стоимости устройств. В электрических машинах переменного тока уменьшается коэффициент заполнения паза, что позволяет уложить в них дополнительную обмотку без увеличения размера пазов. Результирующее магнитное поле устройства может быть использовано для создания ЭДС в других обмотках, например в обмотке ротора асинхронных машин, во вторичной обмотке трансформатора и т.д. Следует также отметить, что основным источником реактивной энергии являются синхронные генераторы электрических станций, работающие с коэффициентом мощности, близким к 0,9. Это значит, что около 20% вырабатываемого ими тока является реактивным, расходуемым на создание магнитных полей электромагнитных устройств. Компенсация реактивного тока по заявляемому способу позволяет исключить реактивную составляющую тока синхронных генераторов, повысив, таким образом, их мощность приблизительно на 10% без дополнительных капитальных вложений.Reducing the current in the network winding by reducing its reactive component leads to a decrease in the current load of the elements in the power supply system, voltage drop, loss of electrical energy. This helps to improve the quality of electric energy, improve energy performance and consumer performance. In addition, reducing the current in the network winding helps to reduce the current load and reduces the cross section of the wire from which it is made. At the same time, the consumption of non-ferrous metal in electromagnetic AC devices decreases, which leads to a reduction in the cost of devices. In AC electric machines, the groove fill factor decreases, which allows you to put an additional winding in them without increasing the size of the grooves. The resulting magnetic field of the device can be used to create EMF in other windings, for example, in the rotor winding of asynchronous machines, in the secondary winding of a transformer, etc. It should also be noted that the main source of reactive energy are synchronous generators of power plants operating with a power factor close to 0.9. This means that about 20% of the current generated by them is reactive, spent on the creation of magnetic fields of electromagnetic devices. Compensation of the reactive current according to the claimed method allows to exclude the reactive component of the current of synchronous generators, thereby increasing their power by approximately 10% without additional capital investments.

Возможность практического использования заявляемого способа для уменьшения реактивного намагничивающего тока в сетевых обмотках электромагнитных устройств переменного тока рассмотрим применительно к трехфазному асинхронному электродвигателю с короткозамкнутой обмоткой ротора типа 4А80А4У3. Паспортные данные двигателя:The possibility of practical use of the proposed method to reduce the magnetizing reactive current in the network windings of electromagnetic alternating current devices will be considered in relation to a three-phase asynchronous motor with a short-circuited rotor winding of type 4A80A4U3. Passport data of the engine:

1. Мощность Рн=1,1 кВт;1. Power R n = 1,1 kW;

2. Линейное напряжение Uн=380 В;2. Linear voltage U n = 380 V;

3. Номинальный ток Iн=2,75 А;3. Rated current I n = 2.75 A;

4. Номинальный КПД ηН=0,75;4. Nominal efficiency η Н = 0.75;

5. Коэффициент мощности cos φн=0,81.5. Power factor cos φ n = 0.81.

Геометрические размеры двигателя:Geometrical dimensions of the engine:

1. Наружный диаметр сердечника статора DН=131 мм;1. The outer diameter of the stator core D N = 131 mm;

2. Диаметр расточки статора DВ=84 мм;2. The diameter of the stator bore D B = 84 mm;

3. Длина сердечника статора в осевом направлении lδ=78 мм;3. The length of the stator core in the axial direction l δ = 78 mm;

4. Число пазов статора Z1=36;4. The number of stator slots Z 1 = 36;

5. Площадь паза статора SП=59 мм2;5. The area of the groove of the stator S P = 59 mm 2 ;

6. Количество витков в фазе статора: W1=360;6. The number of turns in the stator phase: W 1 = 360;

7. Общая площадь пазов статора SП∑=2124 мм2;7. The total area of the grooves of the stator S P∑ = 2124 mm 2 ;

8. Площадь листа статора: SЛ=7936 мм2;8. The area of the stator sheet: S L = 7936 mm 2 ;

9. Площадь листа статора без пазов: SЛП=5812 мм2;9. The area of the stator sheet without grooves: S PL = 5812 mm 2 ;

10. Толщина листа стали: 0,5 мм.10. Steel sheet thickness: 0.5 mm.

В качестве изоляции листов стали сердечников статора принимаем марганцово-цинковый феррит. Толщина слоя изоляции Δ=0,1 мм, относительная магнитная проницаемость феррита ε=105.As the insulation of the steel sheets of the stator cores, we accept manganese-zinc ferrite. The thickness of the insulation layer Δ = 0.1 mm, the relative magnetic permeability of ferrite ε = 10 5 .

Количество листов стали сердечника статораThe number of sheets of steel stator core

Figure 00000001
Figure 00000001

где KЗ - коэффициент заполнения сердечника статора сталью.where K Z - the fill factor of the stator core with steel.

Количество листов стали в одной зоне магнитопровода:The number of steel sheets in one zone of the magnetic circuit:

Figure 00000002
Figure 00000002

где q - число зон, равное числу фаз сетевой обмотки статора.where q is the number of zones equal to the number of phases of the network stator winding.

Емкость двух рядом расположенных листов стали сердечника:The capacity of two adjacent sheets of steel core:

Figure 00000003
Figure 00000003

Емкость листов стали одной зоны сердечника статора при наличии электрического соединения всех четных и нечетных листов:The capacity of the steel sheets of one zone of the stator core in the presence of an electrical connection of all even and odd sheets:

Figure 00000004
Figure 00000004

Емкостное сопротивление зоны сердечника статора при частоте питающей сети 50 Гц:Capacitive resistance of the stator core zone at a mains frequency of 50 Hz:

Figure 00000005
Figure 00000005

В трехфазном асинхронном электродвигателе емкости фаз сердечников статора соединены по схеме «треугольник». В этом случае эквивалентное емкостное сопротивление зоны, приведенное к схеме «звезда», составляет:In a three-phase asynchronous electric motor, the capacitances of the phases of the stator cores are connected according to the "triangle" scheme. In this case, the equivalent capacitance of the zone, reduced to the "star" circuit, is:

Figure 00000006
Figure 00000006

Магнитодвижущая сила одной фазы сетевой обмотки:Magnetomotive force of one phase of the network winding:

Fн=W1·Iн·sinφ = 360·2,75·0,59=579,6 A.F n = W 1 · I n · sinφ = 360 · 2.75 · 0.59 = 579.6 A.

Магнитодвижущая сила одной фазы дополнительной трехфазной обмотки, уложенной в пазах сердечника статора с пространственным сдвигом осей фаз в 120°:The magnetomotive force of one phase of an additional three-phase winding laid in the grooves of the stator core with a spatial phase axis shift of 120 °:

FД=WД·IД.F D = W D · I D

Ток фазы дополнительной обмотки:The current phase of the additional winding:

Figure 00000007
Figure 00000007

Электродвижущую силу Е1, наводимую в фазе сетевой обмотки статора, можно рассчитать по выражению:The electromotive force E 1 induced in the phase of the network stator winding can be calculated by the expression:

E1=0,85·UНФ=0,85·220=187 В,E 1 = 0.85 · U NF = 0.85 · 220 = 187 V,

где UНФ - номинальное напряжение фазы сетевой обмотки:where U NF is the nominal phase voltage of the network winding:

Figure 00000008
Figure 00000008

Приравнивая FH и FД, что необходимо для полной компенсации намагничивающего реактивного тока сетевой обмотки, получим:Equating F H and F D , which is necessary for complete compensation of the magnetizing reactive current of the network winding, we obtain:

Figure 00000009
Figure 00000009

Следовательно, число витков дополнительной обмотки:Therefore, the number of turns of the additional winding:

WД=0,119·360=42,84.W D = 0.119 · 360 = 42.84.

ЭДС фазы дополнительной обмотки:EMF of the auxiliary winding phase:

Figure 00000010
Figure 00000010

Ток фазы дополнительной обмотки:The current phase of the additional winding:

Figure 00000011
Figure 00000011

Магнитодвижущая сила фазы дополнительной обмотки:The magnetomotive force of the auxiliary winding phase:

FД=IД·WД=13,51·42,84=578,9 A.F D = I D · W D = 13.51 · 42.84 = 578.9 A.

Сопоставляя значения FH и FД, приходим к выводу, что в трехфазном асинхронном двигателе осуществлена полная компенсация намагничивающего реактивного тока и двигатель будет работать с коэффициентом мощности, близким к 1.Comparing the values of F H and F D , we conclude that in a three-phase asynchronous motor, the magnetizing reactive current is fully compensated and the motor will work with a power factor close to 1.

Использование листов стали толщиной 0,35 мм позволяет увеличить число листов в одной зоне сердечника статора до 72. При этом емкость листов стали зоны возрастает до 926 мкФ, а емкостное сопротивление, пересчитанное к схеме «звезда», уменьшается до величины 1,146 Ом. Это дает возможность осуществить полную компенсацию намагничивающего реактивного тока сетевой обмотки статора при ЭДС фазы дополнительной обмотки, равной 18,6 В.The use of steel sheets with a thickness of 0.35 mm makes it possible to increase the number of sheets in one zone of the stator core to 72. In this case, the capacity of the steel sheets in the zone increases to 926 μF, and the capacitance, recalculated to the star circuit, decreases to 1.146 Ohms. This makes it possible to carry out full compensation of the magnetizing reactive current of the stator winding with an EMF of the additional winding phase equal to 18.6 V.

В однофазных электромагнитных устройствах переменного тока все листы стали сердечника магнитопровода будут образовывать одну зону, в пределах которой все нечетные и соответственно все четные листы электрически соединены между собой. Однофазной будет и дополнительная обмотка, концы которой следует подключать соответственно к нечетным и четным листам сердечника.In single-phase electromagnetic alternating current devices, all sheets of steel of the core of the magnetic core will form one zone, within which all the odd and accordingly all even sheets are electrically connected to each other. The additional winding will also be single-phase, the ends of which should be connected respectively to the odd and even sheets of the core.

В двухфазных электромагнитных устройствах переменного тока листы стали, из которых набирается несущий сетевую и дополнительную обмотки сердечник магнитопровода, будут образовывать две зоны с одинаковым количеством листов в зонах. Дополнительная обмотка при этом также является двухфазной, оси отдельных ее фаз в пространстве смещены на тот же угол, что и оси фаз сетевой двухфазной обмотки. Начала и концы фаз дополнительной обмотки подключаются к нечетным и соответственно к четным листам зон сердечника магнитопровода, несущего сетевую и дополнительную обмотки.In two-phase electromagnetic alternating current devices, the sheets of steel from which the core of the magnetic circuit, which carries the main and additional windings, are drawn, will form two zones with the same number of sheets in the zones. The additional winding is also two-phase, the axes of its individual phases in space are offset by the same angle as the phase axes of the network two-phase winding. The beginnings and ends of the phases of the additional winding are connected to the odd and even-numbered sheets of the core zones of the magnetic circuit carrying the network and additional windings.

Укладку секций (катушек) дополнительной обмотки на сердечник магнитопровода, несущего сетевую обмотку, следует выполнять аналогично укладке секций (катушек) сетевой обмотки.Laying sections (coils) of the additional winding on the core of the magnetic circuit carrying the network winding should be performed similarly to laying sections (coils) of the network winding.

Так, например, в электрических машинах переменного тока с пазами на внутренней поверхности сердечника статора укладку сетевой и дополнительной обмоток осуществляют в пазы после сборки сердечника статора. В силовых трансформаторах катушки сетевой и дополнительной обмоток укладывают в процессе сборки магнитопровода. Другими словами, укладку секций (катушек) сетевой и дополнительной обмоток производят в соответствии с существующей технологией изготовления электромагнитных устройств переменного тока.So, for example, in electric AC machines with grooves on the inner surface of the stator core, the laying of the network and additional windings is carried out in the grooves after the stator core is assembled. In power transformers, the coils of the network and additional windings are laid during the assembly of the magnetic circuit. In other words, the laying of sections (coils) of the network and additional windings is carried out in accordance with the existing technology for the manufacture of electromagnetic AC devices.

В заявляемом способе и устройствах, его реализующих, дополнительная обмотка является низковольтной, что исключает пробой изоляции между соседними листами сердечника магнитопровода, несущего сетевую и дополнительную обмотки, обеспечивая при этом высокую надежность самого способа и электромагнитных устройств переменного тока, в которых этот способ реализован. Для предлагаемого способа характерна компенсация реактивного намагничивающего тока внутри самих электромагнитных устройств переменного тока, что делает его высокоэффективным, обеспечивающим компенсацию реактивного намагничивающего тока на всем протяжении систем электроснабжения, начиная от источника электрической энергии и кончая непосредственными ее потребителями.In the inventive method and devices that implement it, the additional winding is low voltage, which eliminates the breakdown of insulation between adjacent sheets of the core of the magnetic circuit carrying the main and additional windings, while ensuring high reliability of the method and electromagnetic electromagnetic devices in which this method is implemented. The proposed method is characterized by compensation of the reactive magnetizing current inside the AC electromagnetic devices themselves, which makes it highly efficient, providing compensation of the reactive magnetizing current throughout the power supply systems, starting from the source of electrical energy and ending with its direct consumers.

Claims (2)

1. Способ уменьшения реактивного намагничивающего тока в элементах систем электроснабжения путем снижения реактивного намагничивающего тока в сетевой обмотке электромагнитных устройств посредством реактивного тока электрического контура, при этом контур изолируют от сетевой обмотки, сетевую обмотку и элементы контура укладывают на магнитопроводе, набранном из изолированных друг от друга листов стали, в качестве одного из элементов контура используют дополнительную обмотку, отличающийся тем, что в качестве второго элемента электрического контура используют емкость шихтованного сердечника, на который укладывают сетевую и дополнительную обмотки и создают в контуре реактивный намагничивающий ток.1. A method of reducing the reactive magnetizing current in the elements of power supply systems by reducing the reactive magnetizing current in the network winding of the electromagnetic devices by means of the reactive current of the electric circuit, the circuit being isolated from the network winding, the network winding and the circuit elements are laid on a magnetic circuit drawn from isolated from each other sheets of steel, as one of the circuit elements use an additional winding, characterized in that as the second element It is necessary to use the capacitance of the lined core on the circuit, onto which the network and additional windings are laid, and create a reactive magnetizing current in the circuit. 2. Устройство для уменьшения реактивного намагничивающего тока в элементах систем электроснабжения, содержащее сердечник магнитопровода, набранный из изолированных друг от друга листов стали, сетевую обмотку, уложенную на данный сердечник и подключенную к питающему напряжению, дополнительную обмотку, входящую в состав электрического контура, изолированного от сетевой обмотки и размещенного на магнитопроводе, отличающееся тем, что на наружных поверхностях листов стали сердечника, несущего сетевую обмотку, выполнены выступы, лишенные изоляции и имеющие отверстия одинакового диаметра, листы стали сердечника изолированы друг от друга материалом с аномально высоким значением диэлектрической проницаемости, например марганцово-цинковым ферритом, при этом из общего числа листов стали сердечника, несущего сетевую обмотку, образованы и включены в электрический контур зоны по числу фаз сетевой обмотки, причем в каждой зоне сердечника количество листов стали одинаково и выступы нечетных листов стали смещены в пространстве относительно выступов четных листов, кроме того, смещены в пространстве выступы четных и нечетных листов рядом расположенных зон, на протяжении каждой зоны сердечника между выступами нечетных листов стали, так же как и между выступами четных листов стали, установлены прокладки из электропроводящего материала без изоляции, причем толщина прокладок равна толщине листа стали с изоляцией, увеличенной на удвоенную величину слоя изоляции, прокладки имеют отверстия, диаметр которых равен диаметру отверстий на выступах, электрическое соединение нечетных листов стали и соответственно четных листов стали на протяжении каждой зоны осуществлено посредством шпилек, установленных в отверстия выступов и прокладок, при этом дополнительная обмотка выполнена с тем же числом фаз и пространственным углом сдвига их осей, что и сетевая обмотка, уложена на тот же сердечник, что и сетевая обмотка, изолирована от нее, а начала и концы фаз дополнительной обмотки подключены к нечетным и четным листам соответствующих зон. 2. A device for reducing the reactive magnetizing current in the elements of power supply systems, comprising a magnetic core, drawn from steel sheets isolated from each other, a network winding laid on this core and connected to the supply voltage, an additional winding included in the electrical circuit isolated from network winding and located on the magnetic circuit, characterized in that on the outer surfaces of the steel sheets of the core bearing the network winding, protrusions are made, devoid of insulations and having holes of the same diameter, the core steel sheets are isolated from each other by a material with an anomalously high dielectric constant, for example, manganese-zinc ferrite, while from the total number of steel sheets of the core carrying the network winding, zones are formed and included in the electrical circuit phases of the network winding, and in each zone of the core the number of sheets of steel is the same and the protrusions of the odd sheets of steel are displaced in space relative to the protrusions of the even sheets, in addition, see the protrusions of even and odd sheets in adjacent zones are located in space, throughout each core zone between the protrusions of odd sheets of steel, as well as between the protrusions of even sheets of steel, gaskets are made of electrically conductive material without insulation, and the thickness of the gaskets is equal to the thickness of the steel sheet with insulation , increased by twice the size of the insulation layer, the gaskets have holes whose diameter is equal to the diameter of the holes on the protrusions, the electrical connection of the odd sheets of steel and, accordingly, even The joints of steel throughout each zone were carried out by means of studs installed in the holes of the protrusions and gaskets, while the additional winding was made with the same number of phases and the spatial angle of shift of their axes as the network winding, laid on the same core as the network winding, isolated from it, and the beginnings and ends of the phases of the additional winding are connected to the odd and even sheets of the corresponding zones.
RU2010119825/07A 2010-05-17 2010-05-17 Method to reduce reactive magnetising current in elements of power supply systems and device for its realisation RU2422967C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010119825/07A RU2422967C1 (en) 2010-05-17 2010-05-17 Method to reduce reactive magnetising current in elements of power supply systems and device for its realisation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010119825/07A RU2422967C1 (en) 2010-05-17 2010-05-17 Method to reduce reactive magnetising current in elements of power supply systems and device for its realisation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2422967C1 true RU2422967C1 (en) 2011-06-27

Family

ID=44739431

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010119825/07A RU2422967C1 (en) 2010-05-17 2010-05-17 Method to reduce reactive magnetising current in elements of power supply systems and device for its realisation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2422967C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11363270B2 (en) 2012-06-27 2022-06-14 Kabushiki Kaisha Toshiba Decoding method, encoding method, and transfer device for coding efficiency

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ВОЛЬДЕК А.И. Электрические машины. - Л.: Энергия, 1974, с.803-805, рис.42-1. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11363270B2 (en) 2012-06-27 2022-06-14 Kabushiki Kaisha Toshiba Decoding method, encoding method, and transfer device for coding efficiency

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TW454371B (en) Synchronous compensator plant
KR20070053170A (en) Planar high voltage transformer device
Ghosh Electrical Machines
CN114424304A (en) Winding arrangement as part of an integrated structure for an intermediate frequency transformer
WO2014047917A1 (en) Single-phase electric furnace transformer
RU2422967C1 (en) Method to reduce reactive magnetising current in elements of power supply systems and device for its realisation
RU167099U1 (en) TRANSFORMER CONVERTER THREE-PHASE MULTI-WIND
CN108054842A (en) The permanent magnet generator that a kind of binary channels symmetrically exports
RU2478249C1 (en) Three-phase asynchronous electric motor
CN116095895A (en) Battery cell heating device and lithium battery equipment
Christie Electrical engineering: the theory and characteristics of electrical circuits and machinery
CN101594018A (en) The two Y of a kind of fractional-slot move 6 commutating phase windings of 30 degree
US8138745B2 (en) Power transformer distribution network and method of operating same
Khan et al. Design and comparative analysis of litz and copper foil transformers for high frequency applications
CN114121441A (en) Single-phase transformer
CN109058294B (en) Magnetic suspension bearing stator winding and winding method thereof, and magnetic suspension bearing
Turkar et al. Design and fabrication of a Single-phase 1KVA Transformer with automatic cooling system
RU113416U1 (en) MULTI-PHASE TRANSFORMER
Ibatullayeva Power Transformers in Electrical Transmission and Distribution Grids
RU2656353C1 (en) Stator of the two-phase induction motor
Aziz et al. Simulation, design and fabrication of an efficient single phase transformer
Chaw et al. Design comparison for rectangular and round winding distribution transformer (1000 kVA)
Kato et al. Investigation of wireless power transfer system with spaced arranged primary H-shaped core coils for moving EVs
CN108878108A (en) A kind of contravariant transformer
RU2221294C2 (en) Three-phase three-conductor coil

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180518