Способ компенсации электродвижущей силы самоиндукции в искробезопасных трансформаторах

 

Использование: в электротехнике и радиотехнике, в частности в искробезопасных индукционных аппаратах, служащих для питания цепей, расположенных в помещениях со взрывоопасными средами. Изобретение осуществляют посредством встречно-параллельного подключения к основной обмотке контробмотки, расположенной на общем с основной обмоткой сердечнике. Технический результат заключается в полной компенсации ЭДС самоиндукции в основной обмотке. Для этого число витков и диаметр провода контробмотки задают в соответствии с соотношениями, зависящими от числа витков и диаметра провода основной обмотки, а также от параметра, равного отношению магнитных энергий основной обмотки и контробмотки. 1 ил.

Изобретение предназначено для использования в электро- и радиотехнике, в частности в искробезопасных индукционных аппаратах (трансформаторах, обмотках контакторов), служащих для питания цепей, коммутируемых разрывными контактами, переключателями, расположенными в помещениях со взрывоопасными средами (метан, бензин, этилен, ацетилен и т.п.).

Способ основан на снижении реактивного сопротивления цепи компенсацией ЭДС самоиндукции, возникающей в основной обмотке индуктивности L1, противоположной по знаку ЭДС индукции, создаваемой добавочной обмоткой с L2 (контробмоткой) на том же магнитопроводе, что и основная.

Известно устройство регулировки напряжения, основанное на управлении реактивным сопротивлением цепи переменного тока путем управления магнитной проницаемостью магнитопровода двумя обмотками с регулируемой силой в них постоянного тока (см. а.с. СССР N 40449, G 01 R 21/26, 1934 г.). Это устройство очень сложно конструктивно и неудобно в эксплуатации, ибо нет обратной связи силы постоянного тока с допуском колебаний регулируемого напряжения переменного тока. В нем лишь упоминается о возможности регулирования между обоими крайними и средним значением силы постоянного тока.

Задачей изобретения является создание устройства, в котором возникновение ЭДС самоиндукции в основной обмотке (т.е. появление реактивного сопротивления в ней) компенсировалось бы для внешней цепи встречной ЭДС индукции от контробмотки.

Поставленная задача решается тем, что в способе компенсации электродвижущей силы самоиндукции в искробезопасных трансформаторах посредством встречно-параллельного подключения контробмотки к основной обмотке, которые размещают на общем сердечнике, согласно изобретению число витков w2 и диаметр провода r2 контробмотки задают в соответствии с соотношением w2= w1; где w1 - число витков в основной обмотке; r1 - диаметр провода основной обмотки; - отношение магнитных энергий основной обмотки и контробмотки.

Изобретение поясняется чертежом, где показана схема устройства, поясняющая заявленный способ. В ней 1 - основная обмотка с числом витков w1, индуктивностью L1, намотанная проводом диаметра r1, 2 - контробмотка с w2 витков, индуктивностью L2, намотанная проводом диаметра r2, 3 - общий магнитопровод.

При подключенной к 1 внешней нагрузке в 1 протекает ток I1, в 2 - ток I2 << I1. Эти токи, будучи противоположными, создают в магнитопроводе встречные магнитные потоки. Потому итоговая энергия в нем A=A1-A2: A1=0,5L1I12, A2= 0,5L2 I22. Число витков и диаметр обмоточных проводов назначают в соответствии со следующими соотношениями: w2= w1; Коэффициент показывает, насколько энергия A1 превосходит A2, которую следует терять на обеспечение постоянной готовности контура 12 к подавлению ЭДС самоиндукции при отключении нагрузки от 1 (разрыва тока I1). В этот момент 1 шунтируется 2, в 1-2 протекает быстропеременный затухающий ток I = I1= I2, который на сопротивлениях обмоток 1 (R1) и 2 (R2) рассеивает в виде джоулева тепла всю энергию A, не давая ей создать электрическую дугу на размыкаемых контактах и этим предотвратить инициацию взрыва огнеопасных паров в окружающей газовой среде. Одновременно исключается пробой изоляции обмоток 1 и 2 высоковольтным импульсом ЭДС самоиндукции.

Поскольку R2>>R1, a во время разрыва I1 в контуре ток I(t) = I(t)1 - I(t)2, то очевидно на R2, т. e. в обмотке 2 выделяется тепла в раз больше, чем на R1. Если 1 был нагружен мощностью 0I10U1, то за время отключения (f - частота) на обмотках выделится энергии в виде тепла максимум При f ~ 50 Гц ~ 10 миллисекунд, что достаточно для разрыва I1.

Уровень потерь b2 в 2 назначается из уровня потерь b1 в 1; они в трансформаторах 0,021U01I0 ( ~ 2% от номинальной мощности). Потери b2 в 2 на существование A2 следует назначать из существа задачи защиты от дорогостоящих последствий взрывов и пожаров [2], считая b2 целесообразными на уровне .

Формула изобретения

Способ компенсации электродвижущей силы самоиндукции в искробезопасных трансформаторах посредством встречно-параллельного подключения контробмотки к основной обмотке, которые размещают на общем сердечнике, отличающийся тем, что число витков w2 и диаметр провода r2 контробмотки задают в соответствии с соотношением
w2 = w1 ;


где w1 - число витков в основной обмотке;
r1 - диаметр провода основной обмотки;
- отношение магнитных энергий основной обмотки и контробмотки.

РИСУНКИ

Рисунок 1



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электроэнергетике и конкретно касается устройств и способов защиты трансформаторов напряжения от повреждений сверхтоками при феррорезонансных процессах в сетях с изолированными нейтралями

Изобретение относится к электротехнике

Изобретение относится к электротехнике , в частности к импульсным, измерителькымипреобразовательным трансформаторам

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для повышения точности измерений напряжения в электрических цепях

Изобретение относится к электроизмерительной технике, а именно к трансформаторам постоянного тока

Изобретение относится к электроизмерительной технике

Изобретение относится к электроизмерительной технике

Изобретение относится к электроизмерительной технике

Изобретение относится к электроизмерительной технике, в частности к измерению тока в установившихся и переходных режимах электроэнергетических систем, и может быть использовано для работы в релейн ой защите

Изобретение относится к электротехнике

Изобретение относится к трансформаторостроению и может быть использовано в многофазных полупроводниковых преобразовательных устройствах

Изобретение относится к электротехнике , а именно к трансформаторным подстанциям , Цель изобретения - снижение размеров трансформаторной подстанции путем гашения высоковольтных высокочастотных колебаний на шинах

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в двухпроводных электросетях

Способ компенсации электродвижущей силы самоиндукции в искробезопасных трансформаторах, сила тока в трансформаторе

Наверх