Электромагнитный аппарат репина а.м.
Изобретение относится к электротехнике, а именно к электромагнитным преобразовательным устройствам. Цель изобретения - расширение области применения. Аппарат содержит многостержневой и многоярусный магнитопровод с ярмами 1, 3 и стержнями 5, катушки обмоток 2, 4, расположенные на стержнях и/или ярмах, при этом число стержней, их размеры и формы могут быть разными на разных ярусах, причем группы ярусов, включающие в себя по крайней мере один ярус, представляют собой отдельное электромагнитное устройство. Ярусы могут быть планарными и/или пространственными и разделены по крайней мере одним ярмом. 1 з.п. ф-лы, 14 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕ ННЫЙ КОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ ПРИ ГКНТ АЗССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕИЬСТВУ (21) 4433811/24-07 (22 ) 31.05.88 (46) 30.12,90. Бюл, N 48 (75) А.М.Репин (53) 621,3! 4.632(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР М 737995, кл. Н 01 F 29/14, 1977. Авторское свидетельство СССР N 1228203, кл, Н 01 F 27/28, 1982. (54) ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ АППАРАТ РЕПИНА А.М. (57) Изобретение относится к электротехнике. а именно к электромагнитным преобра„., QJ„„1617476 А1 зовательным устройствам. Цель изобретения — расширение области применения. Аппарат содержит многостержневой и многоярусный магнитопровод с ярмами 1, 3 и стержнями 5. катушки 2, 4 обмоток, расположенные на стержнях и/или ярмах, при этом число стержней, их размеры и формы могут быть разными на разных ярусах, причем группы ярусов, включающие в себя по крайней мере один ярус, представляют собой отдельное электромагнитное устройство. Ярусы могут быть планарными и/или пространственными и разделены по крайней мере одним ярмом. 1 з.п. ф-лы, 14 ил. 1617476 Изобретение относится к электротехнике, в частности к электромагнитным преоб рэзовательным устройствам, и может быть использовано как в качестве сампс1оятельных обьектов (трансформаторов, автотрансформаторов, реакторов, дросселя и др, или их конструктивно единых комбинаций), так и в составе нестабилизированных или стабилизированных (управляемых), в частности многоканальных вторичных источников электропитания (ВИП) различного назначения (в том числе для питания радиоэлектронной аппаратуры (РЭА) подвижных обье кто в). Цель изобретения — расширение области применения электромагнитного аппарата. На фиг. 1 изображена в двух видах четы рехья русная конструкция электромагнитного аппарата(ЭМА)(на фиг. 1а изображена четырехьярусная конструкция электромагнитного аппарата, вид сверху, на фиг. 16то же, вид спереди, в случае расположения ЭМА вертикально с основанием на ярмах, т.е, на пространственном магнитопроводе с петлевыми ярмами с двенадцатью и шестью стержнями на первом и четвертом и соответственно на втором и третьем ярусах, причем эти шесть стержней на одном ярусе сдвинуты относительно шести стержней другого яруса при неравных высотах крайних и средних ярусов или, что то же, при неравных длинах стержней или расположенных на них катушек, каждая из которых на данной стороне петли ярма первого и последнего ярусов соприкасается с двумя смежными ей катушками противоположной стороны петли, при попарно однокатушечном соприкосновении катушек разных сторон петель ярм второго и третьего ярусов); на фиг, 2 и 3 — то же, трехьярусные конструкции (с петлевыми (фиг. 2) и преимущественно треугольными (фиг. 3) ярмами с одинаковыми числами стержней на каждом ярусе, причем на фиг. 2 шесть стержней неодинаковой высоты, а на фиг. 3 — три стержня одинаковой высоты с одинаковыми по форме (круглыми)) катушками обмоток на всех стержнях и ярусах); на фиг. 4 — фиг, 13— различные модификации конструкций многоярусных ЭМА (при пространственном их иэображении, различных числах ярусов, числах стержней, их высотах, разных формах ярм и катушек, различном расположении их на стержнях и ярмах, при наличии однотипных или раэнотипных (по форме и числу стержней) ярусов, наличии или отсутствии системы охлаждения (в частности микроэлектровентилятора, показанного для удобства иэображения снизу на фиг. 9), 5 55 при наличии преобразовательных, полупроводниковых и/или электропадиоэлементов (фиг. 10) и нечетном или четном числе стержней на ярусах); на фи . 11 примеры форм сечения стержней (прямоугольной (фиг. 11, a, r) и ступенчатой (фиг, 11, б, в, д) форм, при отсутствии (фиг. 11, а, б) или при наличии (фиг. 11, в-д) каналов охлаждения); на фиг. 14 — фрагменты исполнения ярм и стержней при соединении их встык (фиг. 14, а) или внахлест (фиг. 14, б). Электромагнитный аппарат (ЭМА) (фиг. 1) содержит пространственную магнитную систему с двумя основными ярмами 1 петлевого типа и двенадцатью основными стержнями с круглыми катушками 2 обмоток. Кроме того, 3МА содержит дополнительные ярма 3 и стержни с катушками 4 при числе стержней на втором и третьем ярусах, равном шести, а на первом и четвертом ярусах, равном двенадцати, причем стержни 5 второго яруса сдвинуты относительно стержней 5 третьего яруса так, что все они выполнены соосными стержням крайних ярусов, а все катушки данно о яруса расположены в плане в шахматном порядке, причем на первом и четвертом ярусах по двум параллельным рядам и та <, что каждая (кроме крайних) катушка одной стороны петли ярм взаимно соприкасается со смежными катушками противоположной стороны петли, а в целом конструкция четырехьярусного ЭМА представляет собой приплюснуто-продолговатую компактную форму, удобную в ряде случаев при специфичных условиях расположения ВИП РЭА подвижных объектов, при оптимально уменьшенных межкатушечных пустотах на первом и четвертом и дополнительно развитом теплоотводе на втором и третьем ярусах. Аналогичным образом реализуются многоярусные многостержневые конструкции ЭМА при других числах ярусов и стержней, иных формах ярм, стержней и катушек, соответствующем их сочетании, расположении и наличии или отсутствии магнитной связи между ярусами (фиг. 4 — фиг. 14), причем четы рехстержневые конструкции (фиг. 7 и фиг. 9) или с числом стержней, кратным четырем (фиг. 1 и фиг. 4) реализуемы, в частности, в двух- или четырехфазных системах электропитания с взаимно ортогональными по фазе ЭДС на обмотках или в системах с несколькими фазосдвинутыми подсистемами попарно ортогональных ЭДС. Электромагнитный аппарат (ЭМА) работает следующим образом. Принципы действия и расширения конструктивно-технологических и функциональных возможностей поясняются на 1617476 примере работы ЭМА, изображенного на мента, к обмоткам соответствующего из чефиг. 9 и фиг. 10. тырех стержней которого подключается. наПусть ЭМА (фиг. 10) выполнен в виде, пример, одна из четырех элементарных например, многофункционального устрой- преобразовательных структур с двух-, трехства, содержащего многоярусный трехстер- 5 или иной кратностью частоты пульсации выжневой магнитопровод с катушками ходного напряжения. Эти структуры на BTQобмоток и вспомогательными элементами ром ярусе реализуется и работают по вентильных преобразователей (полупро- принципу, аналогичному для ЭМА, изобраводниковых приборов, электрорадиоэле- женному на фиг. 10, а огибающие выходных ментов, средств фильтрации, управления, 10 энакопостоянных напряжений этих струкзащиты, коммутации). Как видно из фиг. 10, тур сдвинуты по фазе или синфазны, что при высота основного яруса с катушками 2 не параллельном их соединении через указанравна высоте любых других дополнительно ный четырехфаэный индуктивный элемент введенных ярусов с катушками 4, а на яру- на верхнем ярусе(фиг. 9) обеспечивает учетсах могут быть (в частности) выполнены раз- 15 верение (или сохранение) частотной кратноные каналы многоканального ВИП, т.е. сти пульсации при одновременном функционально разные устройства. Выходы токоперераспределении нагрузки по отраэных каналов выведены на разъемы 6, к дельным катушкам четырех стержней. которым могут быть подключены разнотип- При этом сами ярусы могут быть разденые по параметрам поканальные нагрузки. 20 лены магнитоиэолирующим или немагнитЭлектромагнитная энергия переменно- ным элементом 8 (фиг. 9) при возможном го напряжения (тока) обмоток 2 и 4, получа- охлаждении ЭМА посредством термокомемая при включении ЭМА, например через пенсатора 9(например, микровентилятора), первичные обмотки, к трехфазной системе образующего третий (нижний на фиг. 9) переменного тока преобразуется с по- 25 ярус, Последний также может быть одно-, мощыювспомогательныхэлементов7,oáec- двух- или трехфазным при соответствуюпечивая электропитание нагрузки щем принципедействия и форме магнитной соответствующего канала, причем вспомо- системы. Но в любом случае (несмотря на гательные элементы могуг быть расположе- сложность агрегата) такая многоярусная соны и вне пространства между стержнями 30 вмещенная конструкция из разнотипныхусили вообще отсутствовать на соответствую- тройств обеспечивает в целом оптимальную щих ярусах (фиг, 10), от чегО изложенный компактность конструктивного исполнения, принцип действия не претерпевает сущест- улучшая надежность и массогабаритные и венных изменений, так как нагрузки функ- стоимостные показатели. ционально разных потребителей получают 35 Подобным образом реализуются констпри этом энергию с разъемом 6 не только рукции ЭМА при нечетном числе стержней, постоянного, но и переменного тока. в частности пятистержневые (фиг. 6), необАналогичным образом реализуются уст- ходимые. например, при питании от пятиройства и при неравном трем числе фаз, в фазных систем ЭДС, а, кроме того, при частности двухфазные. 40 любых реализациях возможно создание Так, например, на верхнем ярусе ЭМА единого. конструктивно совмещенного ап(фиг. 9) могут быть (подобно фиг. 10) реали- парата с расположением на этой общей констэованы отдельные каналы многоканального рукции соответствующих преобразовательных ВИП с первичным питанием, например, от элементов. двухфазной системы ортогональных ЭДС, 45 Форма стержней в сечении может быть т.е.сфаэовымсдвигом, вчастностиотрезо- прямоугольной (фиг. 11, а, г), ступенчатой, нансного источника, на 90 зл.град., в то вре- круглой, в частности "квазикруглой" (фиг. мя как на предыдущем ярусе — с питанием 11, б, в. д), при отсутствии (фиг, 11, а, б) или от трехфазной системы, либо конструкция при наличии (фиг. 10, а, 11: в-д) охлаждаюможетсодержатьфункционально разнотип- 50 щих каналов 10, при наборе стержней из ные устройства с известным принципом разнотипных (фиг. 10а, фиг. 11, б. в) или действия. однотипных пластин (фиг. 11, а, г. д), либо В частности, на четырех стержнях верх- при выполнении стержней витыми (ленточнего яруса (фиг. 9) могут быть выполнены ными), сплошными или полыми. многообмоточные фильтровые или управля- 55 Также возможны различные соединеемые дроссели одного или разных каналов ния стержней 5 с рамами 1 или 3 (в том числе многоканального ВИП либочетырехфазный внахлест (фиг. 14, б) или встык (фиг. 14,а)) уравнительный реактор. Последний, в свою при большей простоте реализации, но с аво ер дь, может выполнять функции токо- нительно меньшей прочности соединения в ч е р враэделительного (выравнивающего) эле- последнем случае и большей прочности, до1617ÌÜ стигаемой ценой более сложной технологии сборки — в первом. Аналогично реализуются многогTpðæневые ЭМА при планарных магнитных системах, т.е, при введении хотя бы на одном ярусе плоскостных магнитопроводов. Многоярусные электромагнитные аппараты расширяют конструктивно-технологические и схемно-функциональные возможности, достигаемые в частности за счет размещения на едином секционированном и вместе с тем способном нести силовую нагрузку магнитопроводе не одного(как в известных объектах), а ряда отдельных устройств либо совмещения функционально различных элементов и за счет других возможностей, что по сравнению с известными случаями выполнения их в виде набора конструктивно самостоятельных отдельных обьектов, обеспечиваетулучшение массогабаритных и стоимостных показателей, и как следствие, — расширение области применения ЗМА в народном хозяйстве. Формула изобретения 1. Электромагнитный аппарат, содержащий многостержневой магнитопровод, катушки обмоток на стержнях и/или ярмах, 10 отличающийся тем,что,сцелью расширения области применения, он выполнен многоярусным, по крайней мере с одним ярмом между ярусами, причем группы ярусов, состоящие каждая по крайней 15 мере из одного яруса, представляют собой отдельные электромагнитные устройства. 2. Аппарат по и. 1, отличающийся тем, что стержни части ярусов имеют пространственное расположение, а стержни 20 другой части ярусов — планарное. 1617476 1517476 стиг. 14 Составитель B.Ìÿñíèêoâà Техред М.Моргентал Корректор Н.Ревская Редактор А.Ревин Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Заказ 4121 Тираж 454 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35. Раушская наб., 4/5
