RU2542741C1 - Electromagnetic reactor - Google Patents
Electromagnetic reactor Download PDFInfo
- Publication number
- RU2542741C1 RU2542741C1 RU2013135908/07A RU2013135908A RU2542741C1 RU 2542741 C1 RU2542741 C1 RU 2542741C1 RU 2013135908/07 A RU2013135908/07 A RU 2013135908/07A RU 2013135908 A RU2013135908 A RU 2013135908A RU 2542741 C1 RU2542741 C1 RU 2542741C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- windings
- yokes
- magnetic
- elements
- shunts
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F37/00—Fixed inductances not covered by group H01F17/00
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
- H01F27/24—Magnetic cores
- H01F27/245—Magnetic cores made from sheets, e.g. grain-oriented
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F3/00—Cores, Yokes, or armatures
- H01F3/10—Composite arrangements of magnetic circuits
- H01F3/12—Magnetic shunt paths
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F30/00—Fixed transformers not covered by group H01F19/00
- H01F30/06—Fixed transformers not covered by group H01F19/00 characterised by the structure
- H01F30/12—Two-phase, three-phase or polyphase transformers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F3/00—Cores, Yokes, or armatures
- H01F3/02—Cores, Yokes, or armatures made from sheets
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Coils Of Transformers For General Uses (AREA)
- Insulating Of Coils (AREA)
- Housings And Mounting Of Transformers (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано при конструировании и изготовлении силовых трансформаторов и трехфазных источников реактивной мощности.The invention relates to the electric power industry and can be used in the design and manufacture of power transformers and three-phase sources of reactive power.
Известен электромагнитный реактор, содержащий прямоугольный шихтованный магнитопровод из двух стержней и двух ярм, внутреннюю и внешнюю обмотки, коаксиально размещенные на каждом стержне магнитопровода, и два шихтованных магнитных шунта, закрепленных на боковых гранях ярм с перекрытием торцов обмоток, при этом грани ярма и закрепленного на нем шунта, обращенные к торцам обмоток, расположены в одной плоскости [пат. RU 103971 U1, МПК H01F 27/245, 2011].A known electromagnetic reactor containing a rectangular lined magnetic core of two rods and two yokes, internal and external windings, coaxially placed on each core of the magnetic core, and two laced magnetic shunts mounted on the side faces of the yokes with overlapping ends of the windings, while the edges of the yoke and fixed on it shunt facing the ends of the windings are located in the same plane [US Pat. RU 103971 U1, IPC H01F 27/245, 2011].
Недостатком данной конструкции является наличие общих магнитных шунтов, расположенных в непосредственной близости от плоскости ярм магнитопровода и закрывающих торцы обмоток на обоих стержнях устройства. При работе устройств в качестве однофазных реакторов в трехфазной группе, в которой внутренние обмотки реакторов соединены в звезду и треугольник, будут возникать магнитные потоки, направленные ортогонально плоскостям ярм и шунтов, вызывающие добавочные потери и, как следствие, нагревы участков магнитопровода, через которые проходят указанные потоки. Это снижает надежность и срок службы устройства.The disadvantage of this design is the presence of common magnetic shunts located in close proximity to the plane of the yoke of the magnetic circuit and closing the ends of the windings on both rods of the device. When devices operate as single-phase reactors in a three-phase group, in which the internal windings of the reactors are connected in a star and a triangle, magnetic fluxes will occur, directed orthogonally to the yoke and shunt planes, causing additional losses and, as a result, heating of the sections of the magnetic circuit through which these streams. This reduces the reliability and service life of the device.
Известен выбранный в качестве прототипа электромагнитный реактор, содержащий прямоугольный шихтованный магнитопровод со стержнями и ярмами, внутреннюю и внешнюю обмотки, коаксиально размещенные на стержнях магнитопровода, и магнитные шунты, закрепленные на ярмах с перекрытием торцов обмоток [пат. RU 2221297, МПК H01F 38/02, 29/02, 2004]. Этот аналог выбран в качестве прототипа.Known as a prototype electromagnetic reactor containing a rectangular lined magnetic core with rods and yokes, internal and external windings, coaxially placed on the rods of the magnetic circuit, and magnetic shunts mounted on yokes with overlapping ends of the windings [US Pat. RU 2221297, IPC H01F 38/02, 29/02, 2004]. This analogue is selected as a prototype.
В устройстве-прототипе магнитный шунт состоит из четырех секторов, каждый из которых представляет собой шихтованный пакет стальных листов, закрепленный на внутренней грани ярма, обращенной к торцам обмоток.In the prototype device, the magnetic shunt consists of four sectors, each of which is a lined package of steel sheets, mounted on the inner edge of the yoke, facing the ends of the windings.
Недостаток прототипа - сложность конструкции, обусловленная наличием в шунтах участков переменного сечения. Реализация данной конструкции нетехнологична, поскольку требует специальных штампов для ступенчатой вырубки концов листов шунтов, а также прецизионной сборки узлов стыковки шунтов и ярм.The disadvantage of the prototype is the complexity of the design, due to the presence in shunts of sections of variable cross-section. The implementation of this design is not technologically advanced, since it requires special dies for stepwise cutting of the ends of the shunt sheets, as well as the precision assembly of the joints of the shunts and yokes.
Кроме того, описываемая конструкция обладает пониженной надежностью, поскольку для исключения возможности взаимного замыкания пластин шунтов и ярм между шунтами и ярмами должна быть выполнена изоляция сложной ступенчатой формы. Небольшая неточность изготовления либо сборки указанных узлов может привести к замыканию пластин электротехнической стали ярм и шунтов и их локальным перегревам.In addition, the described design has reduced reliability, since in order to exclude the possibility of mutual closure of shunt plates and yokes between shunts and yokes, isolation of a complex step shape must be made. A slight inaccuracy in the manufacture or assembly of these nodes can lead to the closure of the plates of electrical steel yokes and shunts and their local overheating.
Раскрытие существа изобретения Disclosure of the invention
Задача изобретения - устранение указанных недостатков.The objective of the invention is the elimination of these disadvantages.
Технический результат, достигаемый при реализации изобретения, - упрощение конструкции, улучшение технологии сборки устройства и повышение его надежности.The technical result achieved by the implementation of the invention is to simplify the design, improve the assembly technology of the device and increase its reliability.
Предметом изобретения является электромагнитный реактор, содержащий прямоугольный шихтованный магнитопровод из двух стержней и двух ярм, внутреннюю и внешнюю обмотки, коаксиально размещенные на каждом стержне магнитопровода, и четыре шихтованных магнитных шунта, закрепленные поперек ярм с перекрытием торцов обмоток, отличающийся тем, что ярма имеют прямоугольные поперечные сечения, внутренние части ярм, обращенные к торцам обмоток, снабжены консольными продолжениями, ограниченными наружным диаметром внешних обмоток, каждый магнитный шунт выполнен из двух шихтованных ортогонально магнитопроводу элементов, один из которых П-образно охватывает ярмо, а другой - соответствующее консольное продолжение, при этом оба элемента магнитного шунта имеют плоские части, расположенные заподлицо с внутренними гранями ярм и перекрывающие торцы обмоток, а внешние грани ярм и консольных продолжений отделены от магнитных шунтов диэлектрическими прокладками.The subject of the invention is an electromagnetic reactor comprising a rectangular charged magnetic core of two rods and two yokes, internal and external windings coaxially placed on each core of the magnetic core, and four charged magnetic shunts fixed across the yokes with overlapping ends of the windings, characterized in that the yokes have rectangular cross sections, the inner parts of the yokes facing the ends of the windings are provided with cantilevered extensions limited by the outer diameter of the outer windings, each magnetically The shunt is made of two elements orthogonal to the magnetic circuit, one of which U-shaped covers the yoke, and the other a corresponding cantilever extension, while both elements of the magnetic shunt have flat parts that are flush with the inner faces of the yokes and overlapping the ends of the windings, and the outer faces yokes and cantilevered extensions are separated from magnetic shunts by dielectric spacers.
Приведенная совокупность признаков позволяет получить указанный выше технический результат.The above set of features allows you to get the above technical result.
Изобретение имеет развитие, уточняющее конструкцию устройства и состоящее в том, что вышеуказанные элементы шунтов могут быть выполнены из одного или нескольких пакетов электротехнической стали.The invention has a development, clarifying the design of the device and consisting in the fact that the above elements of the shunts can be made of one or more packages of electrical steel.
Краткое описание фигурBrief Description of the Figures
На фиг.1, 2 и 3 представлены фронтальная, профильная и горизонтальная проекции устройства, соответственно. На фиг.4, 5 и 6 - фронтальная, профильная и горизонтальная проекции магнитопровода устройства соответственно.Figure 1, 2 and 3 presents the frontal, profile and horizontal projections of the device, respectively. In figures 4, 5 and 6 - frontal, profile and horizontal projections of the magnetic circuit of the device, respectively.
Осуществление изобретения с учетом его развития.The implementation of the invention in view of its development.
Устройство содержит прямоугольный шихтованный магнитопровод из двух стержней 1 и двух ярм 2, внутреннюю 3 и внешнюю 4 обмотки, коаксиально размещенные на каждом стержне 1 магнитопровода, и четыре шихтованных магнитных шунта 5, закрепленных на ярмах 2 с перекрытием торцов обмоток 3 и 4.The device contains a rectangular lined magnetic core of two
Поперечные сечения ярм 2 имеют форму прямоугольника.The cross sections of the
Внутренние части ярм 2, обращенные к торцам обмоток 3 и 4, снабжены консольными продолжениями 6 прямоугольного сечения, ограниченными наружным диаметром внешних обмоток 4. Каждый магнитный шунт 5 выполнен из двух элементов 7 и 8. Элемент 7 охватывает П-образно (т.е. с трех сторон) часть ярма 2, а элемент 8 - консольное продолжение 6. Оба элемента 7 и 8 каждого магнитного шунта шихтованы ортогонально магнитопроводу и имеют плоские части 9, грани которых, обращенные к торцам обмоток 3 и 4, перекрывают торцы обмоток 3 и 4 в тех секторах, которые не перекрыты ярмами 2 и консольными продолжениями 6. Элементы 7 и 8 установлены так, что их плоские части 9 расположены заподлицо с внутренней гранью соответствующего ярма 2 (т.е. в одной плоскости с ней). Внешние грани ярм 2 и консольных продолжений 6 отделены от магнитных шунтов 5 диэлектрическими прокладками 10. Элементы 7 и 8 шунтов 5 выполнены из одного или нескольких пакетов электротехнической стали.The inner parts of the
Закрепление элементов 7 и 8 магнитных шунтов 5 на ярмах 2 и продолжениях 6 может быть выполнено с помощью стягивающих металлических шпилек и гаек (их расположение условно обозначено на чертежах крестиками и штрихпунктирными линиями).The fastening of the
Стягивающие металлические шпильки устанавливаются в крепежные отверстия, выполненные в шихтованных пакетах магнитопровода и шунтов 5. При этом шпильки изолируются от стальных листов пакета трубками из изоляционного материала.The tightening metal studs are installed in the mounting holes made in the batched packages of the magnetic circuit and shunts 5. In this case, the studs are isolated from the steel sheets of the package by tubes of insulating material.
Если элементы 7 и 8 шунтов 5 выполнены из нескольких пакетов электротехнической стали, пакеты стыкуются впереплет под прямым углом, а крепежные отверстия под шпильки выполняются по их краям.If the
Магнитопровод с обмотками 3 и 4 и магнитные шунты 5 стягиваются друг с другом в единую конструкцию вертикальными стяжными шпильками.The magnetic core with
Устройство работает следующим образом (на примере его использования в качестве управляемого реактора).The device operates as follows (for example, its use as a controlled reactor).
При работе устройства в составе трехфазных источников реактивной мощности внешние обмотки 4 управляемых реакторов каждой фазы соединяются в звезду и подключаются к электрической сети высокого напряжения. Для образования двенадцатипульсной схемы коммутации, обеспечивающей плавное регулирование реактивной мощности, внутренние обмотки 3 одних стержней 1 соединяются в звезду, а других стержней 1 - в треугольник. К звезде и треугольнику присоединены группы встречно-параллельных тиристоров. При закрытых тиристорах ток через внутренние обмотки устройства не протекает и последнее работает в режиме холостого хода (х.х.), а при открытых - в режиме короткого замыкания (к.з.). При этих крайних режимах работы оценивают воздействие магнитных потоков рассеяния на металлические элементы конструкции.When the device is operated as part of three-phase reactive power sources, the external windings of 4 controlled reactors of each phase are connected to a star and connected to a high-voltage electric network. To form a twelve-pulse switching circuit providing smooth regulation of reactive power, the
В режиме х.х. ток в обмотке 3 отсутствует, а по обмотке 4 протекает лишь ток холостого хода, определяемый потерями в стали магнитопровода при выбранном значении индукции. В этом режиме магнитные потоки рассеяния минимальны, весь магнитный поток сосредоточен в стержнях 1 и ярмах 2, а потери от воздействия полей рассеяния относительно невелики.In xx mode there is no current in winding 3, and only idle current flows through winding 4, which is determined by the losses in the magnetic circuit steel at the selected induction value. In this mode, the magnetic fluxes of scattering are minimal, the entire magnetic flux is concentrated in the
В режиме к.з., характеризующемся более высокими дополнительными потерями, по обмоткам 3 и 4 протекают токи короткого замыкания. Магнитный поток, который в режиме х.х. находился в стержне 1, вытесняется из последнего в кольцевой воздушный промежуток между обмотками 3 и 4, который по существу является каналом рассеяния и практически полностью локализуется магнитными шунтами, не попадая на нешихтованные элементы конструкции и стенки масляного бака, в который, как правило, заключено устройство.In the short-circuit mode, characterized by higher additional losses, short-circuit currents flow through
Предлагаемая конструкция реактора позволяет исключить появление нежелательных магнитных потоков как при однофазной работе, так и при работе в составе трехфазных управляемых реакторов. Простота конструкции, не имеющей ступенчатых участков в шихтованных пакетах магнитопровода и шунтов, и технологии ее изготовления повышают надежность и увеличивают срок службы устройства. Выполнение консольных продолжений 6 только для внутренних частей ярм, обращенных к торцам обмоток, и выполнение шунтов 5 из двух элементов 7 и 8 позволяет получить этот результат с меньшими затратами электротехнической стали.The proposed reactor design eliminates the appearance of undesirable magnetic fluxes both during single-phase operation and during operation as part of three-phase controlled reactors. The simplicity of the design, which does not have stepped sections in the burnt packages of the magnetic circuit and shunts, and its manufacturing technologies increase reliability and increase the service life of the device. Performing
Claims (2)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013135908/07A RU2542741C1 (en) | 2013-07-31 | 2013-07-31 | Electromagnetic reactor |
PCT/RU2014/000563 WO2015016748A2 (en) | 2013-07-31 | 2014-07-24 | Electromagnetic reactor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013135908/07A RU2542741C1 (en) | 2013-07-31 | 2013-07-31 | Electromagnetic reactor |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2013135908A RU2013135908A (en) | 2015-02-10 |
RU2542741C1 true RU2542741C1 (en) | 2015-02-27 |
Family
ID=52432525
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013135908/07A RU2542741C1 (en) | 2013-07-31 | 2013-07-31 | Electromagnetic reactor |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2542741C1 (en) |
WO (1) | WO2015016748A2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU215781U1 (en) * | 2022-06-01 | 2022-12-26 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики имени академика Е.И. Забабахина" | Electric reactor with transverse redistribution of magnetic flux in the magnetic circuit |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1997020328A1 (en) * | 1995-11-29 | 1997-06-05 | Georgy Nikolaevich Alexandrov | Controlled by-pass reactor |
WO2000025328A1 (en) * | 1998-10-27 | 2000-05-04 | Georgy Nikolaevich Alexandrov | Controlled reactor |
RU2221297C1 (en) * | 2002-10-31 | 2004-01-10 | Александров Георгий Николаевич | Controllable shunt reactor |
RU99654U1 (en) * | 2010-06-29 | 2010-11-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственный центр "Энерком-Сервис"" | ELECTRIC INDUCTION DEVICE |
RU103971U1 (en) * | 2011-01-26 | 2011-04-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственный центр "Энерком-Сервис" | SINGLE-PHASE ELECTRIC INDUCTION DEVICE |
RU107638U1 (en) * | 2011-04-27 | 2011-08-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственный центр "Энерком-Сервис" | SINGLE-PHASE ELECTRIC INDUCTION DEVICE |
-
2013
- 2013-07-31 RU RU2013135908/07A patent/RU2542741C1/en active
-
2014
- 2014-07-24 WO PCT/RU2014/000563 patent/WO2015016748A2/en active Application Filing
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1997020328A1 (en) * | 1995-11-29 | 1997-06-05 | Georgy Nikolaevich Alexandrov | Controlled by-pass reactor |
WO2000025328A1 (en) * | 1998-10-27 | 2000-05-04 | Georgy Nikolaevich Alexandrov | Controlled reactor |
RU2221297C1 (en) * | 2002-10-31 | 2004-01-10 | Александров Георгий Николаевич | Controllable shunt reactor |
RU99654U1 (en) * | 2010-06-29 | 2010-11-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственный центр "Энерком-Сервис"" | ELECTRIC INDUCTION DEVICE |
RU103971U1 (en) * | 2011-01-26 | 2011-04-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственный центр "Энерком-Сервис" | SINGLE-PHASE ELECTRIC INDUCTION DEVICE |
RU107638U1 (en) * | 2011-04-27 | 2011-08-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственный центр "Энерком-Сервис" | SINGLE-PHASE ELECTRIC INDUCTION DEVICE |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU215781U1 (en) * | 2022-06-01 | 2022-12-26 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики имени академика Е.И. Забабахина" | Electric reactor with transverse redistribution of magnetic flux in the magnetic circuit |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2013135908A (en) | 2015-02-10 |
WO2015016748A2 (en) | 2015-02-05 |
WO2015016748A3 (en) | 2015-05-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
WO2012157053A1 (en) | Reactor device and power converter employing same | |
JP2008210998A (en) | Reactor element with air gap | |
US8653929B2 (en) | Stereo-triangular wound-core power transformer with a voltage class more than or equal to 110kV | |
CN110494947B (en) | Circuit breaker | |
EP2498266A2 (en) | Reactor and power converter using the same | |
US9412510B2 (en) | Three-phase reactor | |
JP2017517871A (en) | Main transformer for wound iron core vehicle | |
JP2023535968A (en) | Magnetic parts with suppressed leakage flux | |
KR20140053200A (en) | Fault current limiter | |
CN111223646A (en) | Magnet yoke closed type multiphase symmetrical integrated magnetic part | |
WO2012094903A1 (en) | Supply current transformer for electronic protection | |
RU133967U1 (en) | ELECTRIC INDUCTION DEVICE WITH FOUR MAGNETIC SHIPS | |
US3014189A (en) | Electrical reactor with magnetic shielding | |
WO2020036507A1 (en) | Smoothing and current limiting reactor of a filter device for a railway traction substation | |
RU2542741C1 (en) | Electromagnetic reactor | |
RU135444U1 (en) | ELECTROMAGNETIC REACTOR WITH MAGNETIC SHAFT | |
RU2539358C1 (en) | Electric induction device | |
RU103971U1 (en) | SINGLE-PHASE ELECTRIC INDUCTION DEVICE | |
TWM446964U (en) | Edge-winding type winding transformer | |
RU107638U1 (en) | SINGLE-PHASE ELECTRIC INDUCTION DEVICE | |
RU2444076C1 (en) | Transformer | |
RU99654U1 (en) | ELECTRIC INDUCTION DEVICE | |
RU2282911C2 (en) | Electric reactor with magnetization | |
US10923272B2 (en) | Magnetic flux leakage compensation structure | |
RU71811U1 (en) | THREE PHASE TRANSFORMER |