RU2663412C2 - Three-phase electromagnetic device - Google Patents

Three-phase electromagnetic device Download PDF

Info

Publication number
RU2663412C2
RU2663412C2 RU2016152003A RU2016152003A RU2663412C2 RU 2663412 C2 RU2663412 C2 RU 2663412C2 RU 2016152003 A RU2016152003 A RU 2016152003A RU 2016152003 A RU2016152003 A RU 2016152003A RU 2663412 C2 RU2663412 C2 RU 2663412C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
yokes
vertical
shunts
sections
windings
Prior art date
Application number
RU2016152003A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2016152003A3 (en
RU2016152003A (en
Inventor
Александр Михайлович Брянцев
Мария Александровна Макарова
Original Assignee
Александр Михайлович Брянцев
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 Александр Михайлович Брянцев filed Critical Александр Михайлович Брянцев
Priority to RU2016152003A priority Critical patent/RU2663412C2/en
Publication of RU2016152003A3 publication Critical patent/RU2016152003A3/ru
Publication of RU2016152003A publication Critical patent/RU2016152003A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2663412C2 publication Critical patent/RU2663412C2/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F29/00—Variable transformers or inductances not covered by group H01F21/00
    • H01F29/14—Variable transformers or inductances not covered by group H01F21/00 with variable magnetic bias

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
  • Ac-Ac Conversion (AREA)

Abstract

FIELD: electrical engineering.
SUBSTANCE: invention relates to electrical engineering and can be used, for example, as an electromagnetic device in magnetically controlled shunt reactors, used in high-voltage electrical networks for smooth control of reactive power. Three-phase electromagnetic device contains windings, a magnetic system, consisting of a magnetic core with rods, yokes, and two shunt attachments located on both sides of the magnetic circuit. Two vertical yokes are introduced into the magnetic core, and in each of the attached shunts there are two vertical sections, so that the magnetic circuit contains two horizontal and four vertical yokes, and each of the two add-on shunts contains, respectively, two horizontal and four vertical sections. Yokes with attachable shunts form three rectangular frames with three sections. Rods with windings are placed inside the sections. Four vertical yokes create additional support points for two horizontal yards, which increases the mechanical strength and also helps reduce noise and vibration.
EFFECT: due to the introduction of two vertical yarns into the magnetic circuit, and the appearance of local heating and losses is excluded in the shunts of the two vertical sections - this is the technical result.
1 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано, например, в качестве электромагнитного устройства в управляемых подмагничиванием шунтирующих реакторов, применяемых в высоковольтных электрических сетях для плавного регулирования реактивной мощности.The invention relates to the field of electrical engineering and can be used, for example, as an electromagnetic device in magnetically controlled shunt reactors used in high-voltage electric networks for smooth regulation of reactive power.

Известен аналог [1] - электрический реактор с подмагничиванием, содержащий обмотки трех фаз и магнитную систему, состоящую из магнитопровода с шестью стержнями, двумя горизонтальными, двумя вертикальными ярмами и из шести кольцевых магнитных шунтов, размещенных внутри магнитопровода между торцами обмоток и ярмами. Недостатками аналога являются повышенный расход материалов и сложная конструкция кольцевых шунтов, а также повышенный расход материалов на ярма, поскольку магнитные потоки рассеяния обмоток, собираемые кольцевыми шунтами, переходят в горизонтальные ярма.A known analogue [1] is an electric reactor with magnetization, containing windings of three phases and a magnetic system consisting of a magnetic circuit with six rods, two horizontal, two vertical yokes and six ring magnetic shunts located inside the magnetic circuit between the ends of the windings and yokes. The disadvantages of the analogue are the increased consumption of materials and the complex design of the ring shunts, as well as the increased consumption of materials per yoke, since the magnetic fluxes of the windings collected by the ring shunts turn into horizontal yokes.

Частично недостатки аналога устранены в прототипе [2] - электрическом реакторе с подмагничиванием, содержащим обмотки трех фаз и магнитную систему, состоящую из магнитопровода с шестью стержнями, двумя горизонтальными и двумя вертикальными ярмами и из двух приставных шунтов, также состоящих из двух горизонтальных и двух вертикальных участков. Четыре ярма и четыре участка двух приставных шунтов образуют три прямоугольных рамы, внутри которых расположены стержни с обмотками трех фаз. В прототипе, в отличии от аналога, потоки рассеяния обмоток, собираемые приставными шунтами, замыкаются в пределах самих шунтов и не проникают в ярма магнитопровода, что позволяет в определенной степени уменьшить расходы стали на магнитопровод. Недостатком прототипа является то, что магнитные потоки шести стержней замыкаются только по двум вертикальным ярмам магнитопровода и магнитные потоки рассеяния обмоток трех фаз также замыкаются только по двум вертикальным участкам шунтов. Это приводит к совместному протеканию постоянных и переменных потоков в ярмах, неравномерному распределению магнитных потоков по ярмам и участкам приставных шунтов и, как следствие, локальным перегревам и повышенным потерям в устройстве. Кроме того, ярма и приставные шунты, образующие прямоугольные рамы, имеют удлиненные горизонтальные участки, что снижает механическую прочность конструкции и вызывает повышенный шум и вибрации.Partial disadvantages of the analogue were eliminated in the prototype [2] - an electric reactor with magnetization, containing windings of three phases and a magnetic system consisting of a magnetic circuit with six rods, two horizontal and two vertical yokes and two attached shunts, also consisting of two horizontal and two vertical plots. Four yokes and four sections of two attached shunts form three rectangular frames, inside of which are rods with windings of three phases. In the prototype, in contrast to the analogue, the windings scattering flows collected by attached shunts are closed within the shunts themselves and do not penetrate the yokes of the magnetic circuit, which allows to reduce to a certain extent the steel costs of the magnetic circuit. The disadvantage of the prototype is that the magnetic flux of the six rods closes only in two vertical yokes of the magnetic circuit and the magnetic flux scattering windings of the three phases are also closed only in two vertical sections of the shunts. This leads to the combined flow of constant and variable fluxes in yokes, uneven distribution of magnetic fluxes along the yokes and sections of attached shunts and, as a result, local overheating and increased losses in the device. In addition, the yokes and attached shunts forming rectangular frames have elongated horizontal sections, which reduces the mechanical strength of the structure and causes increased noise and vibration.

Целью настоящего изобретения является повышение механической прочности, уменьшение шума и вибрации, снижение локальных нагревов и потерь путем введения в магнитопровод двух вертикальных ярем, а в приставные шунты - двух вертикальных участков.The aim of the present invention is to increase the mechanical strength, reduce noise and vibration, reduce local heating and losses by introducing into the magnetic core two vertical yokes, and in attached shunts - two vertical sections.

Указанная цель достигается тем, что трехфазное электромагнитное устройство содержит обмотки, магнитную систему, состоящую из магнитопровода со стержнями, ярмами и из двух приставных шунтов, расположенных с двух сторон магнитопровода, и отличается тем, что в магнитопровод введены два вертикальных ярма, а в каждый из приставных шунтов - два вертикальных участка, так что магнитопровод содержит два горизонтальных и четыре вертикальных ярма, а каждый из двух приставных шунтов содержит, соответственно, два горизонтальных и четыре вертикальных участка, при этом ярма с приставными шунтами образуют три прямоугольные рамы с тремя секциями, причем стержни с обмотками размещены внутри секций.This goal is achieved in that the three-phase electromagnetic device contains windings, a magnetic system consisting of a magnetic circuit with rods, yokes and two attached shunts located on both sides of the magnetic circuit, and differs in that two vertical yokes are introduced into the magnetic circuit, and in each of attached shunts - two vertical sections, so that the magnetic circuit contains two horizontal and four vertical yokes, and each of the two attached shunts contains, respectively, two horizontal and four vertical portion, wherein the yoke with auxiliary shunts form three rectangular frame with three sections, the cores with windings are arranged inside the sections.

Сущность предлагаемого устройства поясняется чертежами. На фиг. 1 показан основной вид конструкции, на фиг. 2 - поперечное сечение вида сверху, на фиг. 3 - электрическая схема подключения обмоток устройства к трехфазной электрической сети и регулируемому источнику постоянного напряжения, на фиг. 4 - направление магнитных потоков в магнитной системе, на фиг. 5 - векторная диаграмма магнитных потоков в магнитной системе.The essence of the proposed device is illustrated by drawings. In FIG. 1 shows a basic view of the structure, FIG. 2 is a cross-sectional view from above, in FIG. 3 is an electrical diagram for connecting the windings of a device to a three-phase electrical network and an adjustable constant voltage source; FIG. 4 shows the direction of magnetic fluxes in a magnetic system; FIG. 5 is a vector diagram of magnetic fluxes in a magnetic system.

Трехфазное электромагнитное устройство содержит магнитную систему из шести стержней 1, шести ярем 2, из которых два ярма горизонтальные, а четыре ярма вертикальные, и двух приставных шунтов 3, также состоящих из шести участков - двух горизонтальных и четырех вертикальных. Шесть ярем 2 и шесть участков каждого из двух приставных шунтов 3 образуют три трехсекционные прямоугольные рамы, расположенные параллельно друг другу. Внутри секций размещены стержни 1 с обмотками 4 и обмотками 5 трех фаз A, B, C. Обмотки 4 охватывают каждый из стержней 1, а обмотки 5 охватывают сразу два стержня 1 фаз A, B, C.A three-phase electromagnetic device contains a magnetic system of six rods 1, six with a yoke 2, of which two yokes are horizontal and four yokes are vertical, and two attached shunts 3, also consisting of six sections - two horizontal and four vertical. Six yards 2 and six sections of each of the two attached shunts 3 form three three-section rectangular frames parallel to each other. Inside the sections there are rods 1 with windings 4 and windings 5 of three phases A, B, C. Windings 4 cover each of the rods 1, and windings 5 immediately cover two rods 1 of phases A, B, C.

Устройство, выполненное в соответствии с формулой предлагаемого изобретения, работает следующим образом. Обмотки 5 подключаются к трехфазной электрической сети промышленной частоты. Трехфазная симметричная система напряжений электрической сети UA, UB, UC, к которой подключены обмотки 5, возбуждает в стержнях 1 и ярмах 2 одинаковые по амплитуде магнитные потоки ФA, ФB, ФC, ФAB, ФBC, за исключением участков Lо ярем 2 между стержнями 1 в пределах каждой из трех фаз. В участках ярем 2 замыкаются изменяющиеся по величине постоянные потоки Ф0, возбуждаемые в стержнях 1 обмотками 4, подключенными к регулируемым источником постоянного напряжения U0. Таким образом, по стержням 1 кроме переменных потоков ФA, ФB, ФC, протекают постоянные потоки Ф0. Пока величина постоянных потоков Ф0 отсутствует или пренебрежимо мала, стержни 1 не насыщены, электрические токи в обмотках устройства минимальны по величине и потоки рассеивания обмоток 4 и обмоток 5, замыкающиеся в приставных шунтах 3, также пренебрежимо малы. При возникновении и возрастании постоянных магнитных потоков Ф0 стержни 1 начинают насыщаться, что приводит к соответствующему росту токов i0 обмоток 4 и токов iA, iB, iC обмоток 5. Ярма 2 всегда остаются ненасыщенными, поскольку в них отсутствуют участки совместного протекания постоянного магнитного потока Ф0 и переменных магнитных потоков ФA, ФB, ФC, ФAB, ФBC. Более того, пропорционально росту токов iA, iB, iC в обмотках 5 и токов i0 в обмотках 4 все большая часть магнитных потоков стержней 1 перераспределяется в приставные шунты 3 в виде магнитных потоков рассеивания обмоток 4 и обмоток 5, и амплитуды магнитных потоков в ярмах 2 начинается уменьшаться по величине. Замыкающиеся по участкам Lo постоянные магнитные потоки Ф0 по определению не могут являться источниками шумов, вибраций, локальных нагревов и потерь в ярмах 2. Четыре вертикальных ярма создают дополнительные опорные точки для двух горизонтальных ярем, что увеличивает механическую прочность предлагаемого устройства и также способствует снижению шумов и вибраций.A device made in accordance with the formula of the invention works as follows. The windings 5 are connected to a three-phase electric network of industrial frequency. The three-phase symmetric system of voltages of the electric network U A , U B , U C , to which the windings 5 are connected, excites magnetic fluxes Ф A , Ф B , Ф C , Ф AB , Ф BC , with the same amplitude in the rods 1 and yokes 2, except sections Lo yarn 2 between the rods 1 within each of the three phases. In sections with a yoke 2, constant flows Φ 0 of varying magnitude are closed, excited in the rods 1 by windings 4 connected to an adjustable constant voltage source U 0 . Thus, in rods 1, in addition to variable flows Ф A , Ф B , Ф C , constant flows Ф 0 flow. While the value of constant fluxes Φ 0 is absent or negligible, the rods 1 are not saturated, the electric currents in the windings of the device are minimal in magnitude and the dissipation fluxes of the windings 4 and windings 5, which are closed in attached shunts 3, are also negligible. With the appearance and increase of constant magnetic fluxes Φ 0, the rods 1 begin to become saturated, which leads to a corresponding increase in the currents i 0 of the windings 4 and the currents i A , i B , i C of the windings 5. Yarma 2 always remains unsaturated, since there are no areas of joint flow constant magnetic flux Ф 0 and variable magnetic fluxes Ф A , Ф B , Ф C , Ф AB , Ф BC . Moreover, in proportion to the growth of currents i A , i B , i C in windings 5 and currents i 0 in windings 4, an increasing part of the magnetic fluxes of the rods 1 is redistributed into attached shunts 3 in the form of magnetic fluxes of dispersion of the windings 4 and windings 5, and the amplitude of the magnetic flows in yokes 2 begins to decrease in magnitude. Permanent magnetic fluxes Φ 0 closing in the Lo sections, by definition, cannot be sources of noise, vibration, local heating and loss in yokes 2. Four vertical yokes create additional reference points for two horizontal yokes, which increases the mechanical strength of the proposed device and also helps to reduce noise and vibrations.

Работоспособность предлагаемого трехфазного электромагнитного устройства подтверждена расчетами, математическим и физическим моделированием.The performance of the proposed three-phase electromagnetic device is confirmed by calculations, mathematical and physical modeling.

Оптимизационные расчеты показали, что использование предлагаемого изобретения позволяет улучшить технико-экономические показатели трехфазного электромагнитного устройства в целом по сравнению с аналогом и прототипом.Optimization calculations showed that the use of the invention allows to improve the technical and economic indicators of a three-phase electromagnetic device as a whole compared with the analogue and prototype.

ЛИТЕРАТУРАLITERATURE

1. Электрический реактор с подмагничиванием. Патент РФ №2217829. H01F 29/14, H01F 37/00, H01F 38/02. Дата начала отсчета срока действия патента: 2001.12.19. Опубликовано: 2003.11.27.1. An electric reactor with magnetization. RF patent №2217829. H01F 29/14, H01F 37/00, H01F 38/02. Date of commencement of the term of validity of a patent: 2001.12.19. Published: 2003.11.27.

2. Электрический реактор с подмагничиванием. Патент РФ №2282911. H01F 29/14. Дата начала отсчета срока действия патента: 2004.07.13. Опубликовано: 2006.08.27.2. An electric reactor with magnetization. RF patent No. 2282911. H01F 29/14. Date of commencement of the term of validity of the patent: 2004.07.13. Published: 2006.08.27.

Claims (1)

Трехфазное электромагнитное устройство, содержащее обмотки, магнитную систему, состоящую из магнитопровода со стержнями, ярмами и из двух приставных шунтов, расположенных с двух сторон магнитопровода, отличающееся тем, что в магнитопровод введены два вертикальных ярма, а в каждый из приставных шунтов - два вертикальных участка, так что магнитопровод содержит два горизонтальных и четыре вертикальных ярма, а каждый из двух приставных шунтов содержит, соответственно, два горизонтальных и четыре вертикальных участка, при этом ярма с приставными шунтами образуют три прямоугольные рамы с тремя секциями, причем стержни с обмотками размещены внутри секций.A three-phase electromagnetic device containing windings, a magnetic system consisting of a magnetic circuit with rods, yokes and two attached shunts located on both sides of the magnetic circuit, characterized in that two vertical yokes are introduced into the magnetic circuit, and two vertical sections in each of the attached shunts so that the magnetic circuit contains two horizontal and four vertical yokes, and each of the two attached shunts contains, respectively, two horizontal and four vertical sections, while the yoke with the bailiff shunts form three rectangular frames with three sections, with the rods with windings placed inside the sections.
RU2016152003A 2016-12-28 2016-12-28 Three-phase electromagnetic device RU2663412C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016152003A RU2663412C2 (en) 2016-12-28 2016-12-28 Three-phase electromagnetic device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016152003A RU2663412C2 (en) 2016-12-28 2016-12-28 Three-phase electromagnetic device

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2016152003A3 RU2016152003A3 (en) 2018-06-29
RU2016152003A RU2016152003A (en) 2018-06-29
RU2663412C2 true RU2663412C2 (en) 2018-08-06

Family

ID=62814099

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016152003A RU2663412C2 (en) 2016-12-28 2016-12-28 Three-phase electromagnetic device

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2663412C2 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2267382A (en) * 1940-07-23 1941-12-23 Gen Electric Core for electrical apparatus
SU542259A1 (en) * 1974-08-20 1977-01-05 Предприятие П/Я А-7147 Trigger mechanism
RU2217829C2 (en) * 2001-12-19 2003-11-27 Брянцев Александр Михайлович Saturable reactor
RU2282911C2 (en) * 2004-07-13 2006-08-27 Александр Михайлович Брянцев Electric reactor with magnetization
RU2015116028A (en) * 2015-04-28 2016-11-20 Илья Николаевич Джус MAGNETIC CONTROLLED BYPASS REACTOR

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2267382A (en) * 1940-07-23 1941-12-23 Gen Electric Core for electrical apparatus
SU542259A1 (en) * 1974-08-20 1977-01-05 Предприятие П/Я А-7147 Trigger mechanism
RU2217829C2 (en) * 2001-12-19 2003-11-27 Брянцев Александр Михайлович Saturable reactor
RU2282911C2 (en) * 2004-07-13 2006-08-27 Александр Михайлович Брянцев Electric reactor with magnetization
RU2015116028A (en) * 2015-04-28 2016-11-20 Илья Николаевич Джус MAGNETIC CONTROLLED BYPASS REACTOR

Also Published As

Publication number Publication date
RU2016152003A3 (en) 2018-06-29
RU2016152003A (en) 2018-06-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3136404B1 (en) Coupling inductor
CN201055840Y (en) Double-magnetic circuit structure of large range electromagnetism vibration table
CN207676667U (en) A kind of deflection scanning device of polyphase windings
RU2663412C2 (en) Three-phase electromagnetic device
GB606012A (en) Improvements in or relating to electro magnetic vibratory devices
GB201109741D0 (en) Fault current limiter
Nakamura et al. Basic characteristics of lap-winding type three-phase laminated-core variable inductor
RU170261U1 (en) THREE-PHASE ELECTRIC INDUCTION DEVICE
RU2310940C1 (en) Electrical saturable reactor
RU2543981C1 (en) Adjustable arc compression coil
CN105864338A (en) Half controllable cylindrical linear electromagnetic damper
Chen et al. A novel compact structure of the three-phase virtual air gap controllable reactor
CN104865029A (en) Cylindrical enclosed magnetic-field-type electromagnetic shake table magnetic circuit structure centripetally excited by long permanent magnetism tube
RU141886U1 (en) TRANSFORMER WITH A ROTATING MAGNETIC FIELD ADJUSTED BY THE TRANSVERSE MAGNETIZATION OF THE MAGNET WIRE
Qiu et al. Magnetic Field Optimization of U-type Ironless Permanent Magnet Linear Motor Using Magnetic Permeable Block
RU2569842C1 (en) Self-excited reciprocal generator
CN110365117A (en) A kind of electric energy Element releaser
RU2665699C1 (en) Single-phase reactor-transformer
SU920990A1 (en) Three-phase static ferromagnetic frequency doubler
Kalimov et al. Design of a superferric quadrupole magnet with a high field gradient
Decker et al. Permanent magnet skew quadrupoles for the low emittance LER lattice of PEP-II
Mikhailichenko Optimized Wiggler magnet for CESR
KR101694391B1 (en) Apparatus for reducing screening current of high temperature superconductive magnet
KR101823763B1 (en) Single structure type superconducting dc induction heating apparatus
Ghosh et al. Iron Loss Reduction of Three-phase Reactor Considering Anisotropic Magnetic Characteristics