Электромагнитный реактор

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при конструировании и изготовлении силовых трансформаторов и трехфазных источников реактивной мощности. Технический результат состоит в упрощении конструкции, улучшении технологии сборки устройства и повышении его надежности. 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. Четыре шихтованных магнитных шунта 5 закреплены на ярмах 2 с перекрытием торцов обмоток 3 и 4. Поперечные сечения ярм 2 имеют форму прямоугольника. 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 с трех сторон часть ярма 2. 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 соответствующим ярмом 2. Внешние грани ярм 2 и консольных продолжений 6 отделены от магнитных шунтов 5 диэлектрическими прокладками 10. 1 з.п.ф-лы, 6 ил.

 

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано при конструировании и изготовлении силовых трансформаторов и трехфазных источников реактивной мощности.

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].

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.

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.

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.

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.

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.

Раскрытие существа изобретения

Задача изобретения - устранение указанных недостатков.

Технический результат, достигаемый при реализации изобретения, - упрощение конструкции, улучшение технологии сборки устройства и повышение его надежности.

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.

Приведенная совокупность признаков позволяет получить указанный выше технический результат.

Изобретение имеет развитие, уточняющее конструкцию устройства и состоящее в том, что вышеуказанные элементы шунтов могут быть выполнены из одного или нескольких пакетов электротехнической стали.

Краткое описание фигур

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.

Осуществление изобретения с учетом его развития.

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.

Поперечные сечения ярм 2 имеют форму прямоугольника.

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.

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).

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.

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.

Магнитопровод с обмотками 3 и 4 и магнитные шунты 5 стягиваются друг с другом в единую конструкцию вертикальными стяжными шпильками.

Устройство работает следующим образом (на примере его использования в качестве управляемого реактора).

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.

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.

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.

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.

1. 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.

2. Реактор по п.1, отличающийся тем, что указанные элементы шунтов выполнены из одного или нескольких пакетов электротехнической стали.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано при конструировании и изготовлении силовых трансформаторов и управляемых компенсирующих и шунтирующих реакторов, предназначенных для работы в составе трехфазных источников реактивной мощности.

Изобретение относится к электротехнике. Технический результат состоит в упрощении изготовления.

Изобретение относится к области электротехники, к источникам нейтронного и рентгеновского излучения и других подобных устройств, в частности к экранировке аппаратов и их деталей.

Изобретение относится к электротехнике, к трансформаторам для бесконтактной передачи электроэнергии на вращающиеся устройства, в частности к изготавливаемым в цеховых условиях судовым гребным валам, поставляемым на суда комплектно со средствами катодной противокоррозионной защиты и демонтируемым вместе с этими средствами при их обследованиях во время судоремонтных работ.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в магнитопроводе трансформатора с внутренней частью магнитопровода из магнетизируемого материала.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к трансформаторостроению, и касается конструкций высоковольтных трансформаторов. .

Изобретение относится к радиотехнике, к обеспечению электромагнитной совместимости радиоэлектронных средств и может быть использовано для предотвращения утечки информации, обрабатываемой техническими средствами, за счет побочных электромагнитных излучений и наводок (ПЭМИН) по линиям передачи данных локальных вычислительных сетей (ЛВС), использующих в качестве среды передачи витую пару.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в высоковольтных трансформаторах. .

Изобретение относится к магнитометрии и может быть использовано при создании объемов с магнитным вакуумом, т.е. .

Изобретение относится к области электротехники, в частности к бесконтактным размыкателям для формирования мощных импульсов тока за счет обострения его фронта с использованием материалов, имеющих свойства фазового перехода металл-изолятор или металл-полупроводник под действием температуры.

Группа изобретений относится к системе для обеспечения транспортного средства электрической энергией. Система содержит проводниковую конструкцию (11) первичной стороны, проводниковую конструкцию (21) вторичной стороны, экранирующую конструкцию (13) первичной стороны и экранирующую конструкцию (23) вторичной стороны. Проводниковые конструкции (11, 21) изготовлены из электропроводящего материала. Экранирующие конструкции (13, 23) сторон изготовлены из намагничиваемого материала. Экранирующая конструкция (13) простирается сбоку от конструкции (11) на одном уровне и до уровня по высоте выше боковой кромки конструкции (11). Причем экранирующая конструкция (13) также расположена внутри зазора между конструкциями (11) и (21). Экранирующая конструкция (23) простирается сбоку от конструкции (21) на одном уровне и до уровня ниже высоты боковой кромки конструкции (21). Причем экранирующая конструкция (23) также расположена внутри зазора между конструкциями (11) и (21). Также заявлены транспортное средство, содержащее данную систему, и способы обеспечения транспортного средства электрической энергией. Технический результат заключается в защите окружающей среды от электромагнитного поля. 5 н.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при конструировании и изготовлении силовых трансформаторов и трехфазных источников реактивной мощности. Технический результат состоит в упрощении конструкции, улучшении технологии сборки устройства и повышении его надежности. 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. Четыре шихтованных магнитных шунта 5 закреплены на ярмах 2 с перекрытием торцов обмоток 3 и 4. Поперечные сечения ярм 2 имеют форму прямоугольника. 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 с трех сторон часть ярма 2. 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 соответствующим ярмом 2. Внешние грани ярм 2 и консольных продолжений 6 отделены от магнитных шунтов 5 диэлектрическими прокладками 10. 1 з.п.ф-лы, 6 ил.

Наверх