RU2682648C1

RU2682648C1 - Electric reactor controlled by magnetization

Info

Publication number: RU2682648C1
Application number: RU2017139174A
Authority: RU
Inventors: Иннокентий Иванович Петров; Юрий Сергеевич Гришин; Олег Иннокентьевич Петров; Сергей Иннокентьевич Петров
Original assignee: Иннокентий Иванович Петров; Юрий Сергеевич Гришин
Priority date: 2017-11-10
Filing date: 2017-11-10
Publication date: 2019-03-20

Abstract

FIELD: electrical engineering.

SUBSTANCE: invention relates to the electrical equipment. Reactor controlled by magnetization contains magnetic system with yokes and rods, main winding in form of coils, rods are made in the form of coiled magnetic cores, butt-joints separated by air gaps, and control winding. Inserts of rods are made in the form of a tape magnetic conductor from magnetically soft current-conducting material, performing simultaneously the role of control winding and magnetic core, have even number and are connected in circuit of direct current in pairs-opposite.

EFFECT: reduction of main winding size, magnetic system, consumption of active materials, overall dimensions and reduction of electric energy losses from scattering fields of the main magnetic flux.

1 cl, 2 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION

Изобретение относится к электротехнике и энергетике, в частности к ферромагнитным устройствам, управляемым подмагничиванием.The invention relates to electrical engineering and energy, in particular to ferromagnetic devices controlled by magnetization.

Уровень техникиState of the art

Известны электрические реакторы с подмагничиванием, содержащие магнитную систему с ярмами и стержнями, основную обмотку в виде катушек, обмотку управления, размещенную ортогонально катушкам основной обмотки, шихтованный магнитопровод стержня выполнен в виде бронестержневого сердечника с боковыми ярмами, сердечник расположен ортогонально относительно оси катушки основной обмотки, а ярма сердечника - параллельно оси основной обмотки, ярма отделены от стержней немагнитными зазорами [1-5]. Этим устройствам присущ недостаток - значительные размеры основной обмотки, магнитной системы, обмотки управления, обусловленные размерами обмотки управления в поперечном сечении основной обмотки и связанные с этим значительный расход активных материалов, увеличенные габаритные размеры, а также значительные потери электроэнергии от полей рассеяния основного магнитного потока.Known electrical reactors with magnetization, containing a magnetic system with yokes and rods, the main winding in the form of coils, a control winding placed orthogonally to the coils of the main winding, the charged magnetic core of the rod is made in the form of an armored core with side yokes, the core is located orthogonally relative to the axis of the coil of the main winding, and the core yokes are parallel to the axis of the main winding, the yokes are separated from the rods by non-magnetic gaps [1-5]. These devices have a disadvantage - the significant size of the main winding, the magnetic system, the control winding, due to the size of the control winding in the cross section of the main winding and the associated significant consumption of active materials, increased overall dimensions, as well as significant energy losses from the scattering fields of the main magnetic flux.

Также известен реактор с подмагничиванием, содержащий магнитную систему с ярмами и стержнями, основную обмотку в виде катушек, стержни выполнены в виде полых навитых магнитопроводов, соединенных встык, разделенных воздушными зазорами, обмотку управления, расположенную внутри стержней и охватывающей оба стержня [6]. Этому реактору также присущ недостаток - значительные размеры основной обмотки, магнитной системы,обусловленные размерами полых стержней в поперечном сечении и увеличенный размер обмотки управления и связанные с этим значительный расход активных материалов, увеличенные габаритные размеры, а также значительные потери электроэнергии от полей рассеяния основного магнитного потока.Also known is a magnetization reactor containing a magnetic system with yokes and rods, the main winding in the form of coils, the rods are made in the form of hollow wound magnetic cores connected end-to-end, separated by air gaps, a control winding located inside the rods and covering both rods [6]. This reactor also has a disadvantage - the significant size of the main winding, the magnetic system, due to the dimensions of the hollow rods in the cross section and the increased size of the control winding and the associated significant consumption of active materials, increased overall dimensions, as well as significant energy losses from the scattering fields of the main magnetic flux .

Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION

Наиболее близким по существу к предлагаемому изобретению является электрический реактор, описанный в [6]. Целью изобретения является уменьшение размеров основной обмотки, магнитной системы, расхода активных материалов, габаритных размеров и снижение потерь электроэнергии от полей рассеяния основного магнитного потока.The closest to the present invention is the electric reactor described in [6]. The aim of the invention is to reduce the size of the main winding, the magnetic system, the consumption of active materials, overall dimensions and reduce energy losses from the scattering fields of the main magnetic flux.

Указанная цель достигается тем, что стержни магнитной системы реактора выполнены в виде витых из магнитомягкого токопроводящего материала вставок (ленточного магнитопровода), соединенных встык, выполняющих одновременно роль управляющей обмотки и магнитного сердечника.This goal is achieved by the fact that the rods of the magnetic system of the reactor are made in the form of inserts twisted from magnetically conductive material (magnetic tape), butt-joined, which simultaneously play the role of a control winding and a magnetic core.

Перечень фигур, чертежей и иных материаловList of figures, drawings and other materials

На фиг. 1 изображен общий вид предлагаемого реактора. На фиг. 2 приведен поперечный разрез фрагмента стержня части реактора.In FIG. 1 shows a General view of the proposed reactor. In FIG. 2 shows a cross section of a fragment of a rod of a part of a reactor.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретенияInformation confirming the possibility of carrying out the invention

Предлагаемый реактор содержит катушки рабочей (основной) обмотки 1, магнитную систему с стержнями 2 и ярмами 3.. Каждый стержень магнитной системы представляет собой соединенные встык набор из витых из магнитомягкого токопроводящего материала вставок (ленточного магнитопровода). Между вставками предусмотрен немагнитный зазор 4. Витки каждой из вставок выполнены из одной непрерывной ленты и изолированы друг от друга, начало и конец витков подключаются к источнику постоянного тока. Вставки имеют равное количество витков, в электрическую цепь могут включаться как последовательно так и параллельно. Для исключения влияния магнитного поля сетевой обмотки количество вставок должно быть четным и они должны включаться в электрическую цепь попарно-встречно. В таком случае исключается наведение ЭДС в электрической цепи вставок. Возможно выполнение вставок в виде полуцилиндров, как показано на фиг. 2.The proposed reactor contains coils of the working (main) winding 1, a magnetic system with rods 2 and yokes 3 .. Each rod of the magnetic system is a butt-jointed set of inserts made of magnetically soft conductive material (magnetic tape). A non-magnetic gap 4 is provided between the inserts. The turns of each of the inserts are made of one continuous tape and are isolated from each other, the beginning and end of the turns are connected to a direct current source. The inserts have an equal number of turns; they can be connected to the electric circuit both sequentially and in parallel. To exclude the influence of the magnetic field of the network winding, the number of inserts should be even and they should be included in pairs in the opposite circuit. In this case, the induction of EMF in the electrical circuit of the inserts is excluded. It is possible to make inserts in the form of half cylinders, as shown in FIG. 2.

Реактор работает следующим образом. Катушки основной обмотки 1 подключаются к источнику переменного напряжения. Переменный ток, циркулирующий в основной обмотке, создает переменный магнитный поток, циркулирующий по стержням, выполненным в виде вставок. Ярма 3 магнитной системы реактора примыкают к стержням 2, образуя замкнутую магнитную систему реактора. Роль обмотки управления выполняют стержни 2, выполненные в виде ленточного магнитопровода, свернутого в спираль. При подключении ленточного магнитопровода к источнику регулируемого постоянного тока он создает магнитное поле и изменяет магнии тное состояние стержней. При увеличении тока в обмотке управления соответственно увеличивается напряженность постоянного магнитного поля в стержнях, а магнитная проницаемость их уменьшается. При уменьшении магнитной проницаемости последних увеличивается магнитное сопротивление на пути переменного потока и соответственно возрастает ток в основной обмотке. Таким образом, изменяя ток в обмотке управления, можно менять величину тока в основной обмотке.The reactor operates as follows. The coils of the main winding 1 are connected to an AC voltage source. The alternating current circulating in the main winding creates an alternating magnetic flux circulating through the rods made in the form of inserts. The yoke 3 of the magnetic system of the reactor is adjacent to the rods 2, forming a closed magnetic system of the reactor. The role of the control winding is performed by rods 2 made in the form of a tape magnetic circuit, rolled into a spiral. When a tape magnetic circuit is connected to an adjustable direct current source, it creates a magnetic field and changes the magnetic state of the rods. With increasing current in the control winding, the intensity of the constant magnetic field in the rods increases accordingly, and their magnetic permeability decreases. With a decrease in the magnetic permeability of the latter, the magnetic resistance in the path of the alternating flux increases and, accordingly, the current in the main winding increases. Thus, by changing the current in the control winding, it is possible to change the amount of current in the main winding.

Выполнение стержней магнитной системы реактора в виде витых вставок из ленточного магнитопровода, свернутого в спираль, выполняющего одновременно роль обмотки и стержня позволяет уменьшить размеры поперечного сечения стержня реактора, уменьшению размеров основной обмотки, габаритных размеров реактора в целом. Следовательно в этом реакторе уменьшен расход активных материалов по сравнению с известными реакторами.The implementation of the rods of the magnetic system of the reactor in the form of twisted inserts from a tape magnetic core, rolled into a spiral, which simultaneously plays the role of a winding and a rod, makes it possible to reduce the dimensions of the cross section of the reactor rod, reduce the size of the main winding, and the overall dimensions of the reactor as a whole. Therefore, in this reactor the consumption of active materials is reduced in comparison with the known reactors.

Уменьшение размеров основной обмотки в свою очередь приводит к уменьшению полей рассеивания основного магнитного потока и снижению потерь электроэнергии от полей рассеяния этого магнитного потока.A decrease in the size of the main winding, in turn, leads to a decrease in the scattering fields of the main magnetic flux and a decrease in the loss of electricity from the scattering fields of this magnetic flux.

Литература.Literature.

1 Дорожко Л.И, Лейтис Л.В. Сравнительный анализ различных конструкций управляемых реакторов. Статья в ж. «Электротехника» №2, 1991 г. стр. 22, рис. 9.1 Dorozhko L.I., Leitis L.V. Comparative analysis of various designs of controlled reactors. Article in g. "Electrical Engineering" No. 2, 1991, p. 22, Fig. 9.

2 Описание изобретения к авторскому свидетельству СССР №547852. Б.И. №7 1977 г. 2 Description of the invention to the author's certificate of the USSR No. 547852. B.I. No. 7 of 1977

3 Описание изобретения к авторскому свидетельству СССР №1020871. Б.И. №20 1983 г. 3 Description of the invention to the USSR copyright certificate No. 1020871. B.I. No.20 1983

4 Описание изобретения к авторскому свидетельству СССР №1721646. Б.И. №11 1992 г. 4 Description of the invention to the USSR copyright certificate No. 1721646. B.I. No. 11 of 1992

5 Описание изобретения к авторскому свидетельству СССР №2037224, 1995 г.5 Description of the invention to the copyright certificate of the USSR No. 2037224, 1995

6 Дорожко Л.И, Лейтис Л.В. Сравнительный анализ различных конструкций управляемых реакторов. Статья в ж. «Электротехника» №2, 1991 г. стр. 22, рис. 8.6 Dorozhko L.I., Leitis L.V. Comparative analysis of various designs of controlled reactors. Article in g. "Electrical Engineering" No. 2, 1991, p. 22, Fig. 8.

Claims

Magnetization-controlled electric reactor containing a magnetic system with yokes and rods, the main winding in the form of coils, rods made in the form of inserts from wound magnetic cores connected end-to-end, separated by air gaps, a control winding, characterized in that the rod inserts are made in the form of a tape magnetic circuit of soft magnetic conductive material, simultaneously play the role of a control winding and a magnetic core, have an even number and are paired in a constant current circuit counter.