ДРОССЕЛЬ НАСЫЩЕНИЯ Российский патент 1998 года по МПК H01F37/00 H01F29/14 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в диодных преобразовательных агрегатах, в частности, в многоамперных агрегатах с ограниченным регулированием выходного напряжения для электролизных установок.

Известен дроссель насыщения (Резинский С.Р. Конструирование силовых полупроводниковых преобразовательных агрегатов. -М., Энергия, 1973, с. 110, 113), содержащий два магнитопровода, выполненных из кольцевых сердечников, закрепленных между двумя изоляционными плитами с помощью специальных стяжных винтов и установленных на опорной раме. Кольцевые сердечники изолированы и собраны в магнитопровод на клею. Внутри окна магнитопровода установлен цилиндр из изоляционного материала, которым кольцевые сердечники центрируются относительно верхней и нижней изоляционных плит. Рабочая обмотка дросселя насыщения выполнена в виде проходящих через каждый магнитопровод шин, которые крепятся к изоляционным плитам.

Недостатком данного дросселя насыщения является низкая технологичность сборки, связанная с высокой трудоемкостью и большим расходом изоляционных материалов.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному является дроссель насыщения ( ТУ 16-529, 232-79. Агрегаты выпрямительные серий ВАКД и ВАКВ 2, лист 90), содержащий магнитопроводы, выполненные из неразрезных сердечников, пакет шин рабочей обмотки, основную и дополнительную изоляцию, элементы стяжки магнитопроводов в осевом направлении и опорные рамы. Пакет шин рабочей обмотки дросселя фиксируется относительно магнитопроводов изоляторами основной изоляции, установленными на опорных рамах. Элементы стяжек магнитопроводов в осевом направлении выполнены в виде стяжных шпилек, расположенных по внешнему периметру магнитопровода и отделенных от магнитопровода дополнительной изоляции.

В данном дросселе насыщения между пакетом шин рабочей обмотки и магнитопроводом имеется электрическое напряжение, величина которого определяется полным рабочим напряжением преобразовательного агрегата. Это обусловливает наличие достаточного изоляционного промежутка между пакетом шин рабочей обмотки и магнитопроводом. Данная конструкция не обеспечивает надежной изоляции между пакетом шин рабочей обмотки и магнитопроводом, т. к. возможность увеличения изоляционного промежутка между ними ограничена диаметром колец магнитопроводов. Данная конструкция позволяет закрепить шины рабочей обмотки только на выходе прохождения импульсов тока в процессе эксплуатации дросселя насыщения. Кроме того, необходимость выдерживать постоянный изоляционный промежуток между пакетом шин рабочей обмотки и магнитопроводом снижает технологичность процесса сборки дросселя насыщения.

Технической задачей, решаемой изобретением, является повышение надежности изоляции между шинами рабочей обмотки и магнитопроводом дросселя насыщения, снижение уровня вибрации при эксплуатации дросселя насыщения и повышение технологичности процесса сборки.

Поставленная техническая задача решается за счет того, что в дросселе насыщения, содержащем магнитопроводы, выполненные из неразрезных кольцевых сердечников, пакет шин рабочей обмотки, основную и дополнительную изоляцию, обмотку управления элементы стяжки магнитопроводов в осевом направлении и опорные рамы, согласно изобретению, магнитопроводы изолированы от шин рабочей обмотки дополнительной изоляцией, выполненной в виде рек, установленных без зазора между пакетом шин рабочей обмотки дополнительной изоляцией, выполненной в виде реек, установленных без зазора между пакетом шин рабочей обмотки и неразрезными кольцевыми сердечниками, элементы стяжки магнитопроводов в осевом направлении выполнены в виде траверс, закрепленных на шинах рабочей обмотки, а изоляторы основной изоляции размещены между траверсами и опорной рамой, либо в качестве опорной рамы использована сборная шина, соединяющая выводы рабочих обмоток, а изоляторы основной изоляции размещены снаружи от сборной шины.

Наличие дополнительной изоляции магнитопроводов от шин рабочей обмотки, выполненной в виде реек, размещенных без зазора между пакетом шин рабочей обмотки и неразрезными кольцевыми сердечниками, и вынесение изоляторов основной ком изоляции во внешний контур дросселя насыщения обеспечивает надежную изоляцию между шинами рабочей обмотки магнитопроводом за счет того, что в предлагаемой конструкции дополнительная изоляция должна выдерживать максимальное падение напряжения на рабочей обмотке, т. е. не более 18-24 В, а полное рабочее напряжение прикладывается к изоляторам основной изоляции.

Наличие дополнительной изоляции магнитопроводов от шин рабочей обмотки, выполненной в виде реек, размещенных без зазора между пакетом шин рабочей обмотки и магнитопроводами по всей их длине, в сочетании с элементами стяжки магнитопроводов в осевом направлении, выполненных в виде траверс, закрепленных на шинах рабочей обмотки, обеспечивает жесткость конструкции дросселя насыщения и, как следствие, снижение уровня вибрации при его эксплуатации.

Повышение технологичности процесса сборки дросселя насыщения обеспечивается за счет того, что при надевании кольцевых сердечников на предварительно закрепленные в вертикальном положении шины рабочей обмотки и установленные рейки происходит одновременная центровка кольцевых сердечников относительно шин рабочей обмотки.

На фиг. 2 показан дроссель насыщения, вариант 1; на фиг. 2 - то же, вариант 2.

Дроссель насыщения (фиг. 1) содержит пакет шин рабочей обмотки 1, на который надеты неразрезные кольцевые сердечники магнитопровода 2, между пакетом шин рабочей обмотки 1 и магнитопроводом 2 проложены рейки 3 из изоляционного материала. На шинах рабочей обмотки 1 закреплены траверсы 4. Дроссель насыщения закреплен на опорной раме 5 посредством изоляторов 6 основной изоляции расположенных между траверсами и опорной рамой. Магнитопроводы охвачены обмоткой управления 7.

Дроссель насыщения (фиг. 1) содержит пакет шин рабочей обмотки 1, на который надеты неразрезные кольцевые сердечники магнитопровода 2, между пакетом шин рабочей обмотки 1 и магнитопроводом 2 проложены рейки 3 из изоляционного материала. На шинах рабочей обмотки 1 закреплены траверсы 4. Неразрезные кольцевые сердечники магнитопровода 2 закреплены на сборной шине 8 через прокладки 9 из изоляционного материала. Изоляторы 6 основной изоляции размещены снаружи от сборной шины 8.

Дроссель насыщения работает следующим образом.

При отсутствии тока подмагничивания в обмотке управления 6 магнитное сопротивление для потоков, создаваемых токами рабочих обмоток 1 минимально, поэтому реактивное сопротивление дросселя насыщения минимально. При увеличении тока подмагничивания обмотки управления 6 происходит насыщение магнитопроводов 2, существенное увеличение магнитных сопротивлений для потоков, создаваемых токами рабочих обмоток 1, и, как следствие, уменьшение величины реактивного сопротивления дросселя насыщения, и, таким образом, регулирование выходного тока рабочих обмоток. При сборке дросселя насыщения шины рабочей обмотки 1 закрепляются в вертикальном положении, устанавливаются рейки 3 без зазора по отношению к шинам рабочей обмотки 1 и на них последовательно нанизываются неразрезные кольцевые сердечники магнитопроводов 2.

Использование предлагаемого дросселя насыщения обеспечивает следующие технико-экономические преимущества:
повышение надежности изоляции между шинами рабочей обмотки и магнитопроводом дросселя насыщения за счет того, что полное рабочее напряжение преобразовательного агрегата прикладывается к изоляторам основной изоляции, вынесенным во внешний контур;
снижение уровня вибрации при эксплуатации дросселя насыщения за счет обеспечения жесткости конструкции;
повышение технологичности сборки дросселя насыщения за счет упрощения центровки неразрезных кольцевых сердечников магнитопроводов относительно шин рабочих обмоток;
улучшение массогабаритных показателей дросселя насыщения за счет обеспечения минимального диаметра кольцевых сердечников магнитопроводов;
удешевление конструкции дросселя насыщения за счет уменьшения расхода изоляционных материалов.

Использование: в области электротехники. Сущность изобретения: дроссель насыщения содержит магнитопроводы, выполненные из неразрезных кольцевых сердечников, пакет шин рабочей обмотки, основную и дополнительную изоляцию, элементы стяжки магнитопроводов в осевом направлении и опорные рамы. Магнитопроводы изолированы от шин рабочей обмотки дополнительной изоляцией, выполненной в виде реек, установленных без зазора между пакетом шин рабочей обмотки и неразрезными кольцевыми сердечниками, элементы стяжки магнитопроводов в осевом направлении выполнены в виде траверс, закрепленных на шинах рабочей обмотки, а изоляторы основной изоляции размещены между траверсами и опорной рамой, В качестве опорной рамы может быть использована сборная шина, соединяющая выводы рабочих обмоток, изоляторы основной изоляции в этом случае размещены снаружи от сборной шины. 2 с. п. ф-лы, 2 ил.

1. Дроссель насыщения, содержащий магнитопроводы, выполненные из неразрезных кольцевых сердечников, пакет шин рабочей обмотки, основную и дополнительную изоляцию, обмотку управления, элементы стяжки магнитопроводов в осевом направлении и опорную раму, отличающийся тем, что магнитопроводы изолированы от шин рабочей обмотки дополнительной изоляцией, выполненной в виде реек, установленных без зазора между пакетом шин рабочей обмотки и неразрезными кольцевыми сердечниками, элементы стяжки магнитопроводов в осевом направлении выполнены в виде траверс, закрепленных на шинах рабочей обмотки, а изоляторы основной изоляции размещены между траверсами и опорной рамой. 2. Дроссель насыщения, содержащий магнитопроводы, выполненные из неразрезных кольцевых сердечников, пакет шин рабочей обмотки, основную и дополнительную изоляцию, обмотку управления, элементы стяжки магнитопроводов в осевом направлении и опорную раму, отличающийся тем, что магнитопроводы изолированы от шин рабочей обмотки дополнительной изоляцией, выполненной в виде реек, установленных без зазора между пакетом шин рабочей обмотки и неразрезными кольцевыми сердечниками, элементы стяжки магнитопроводов в осевом направлении выполнены в виде траверс, закрепленных на шинах рабочей обмотки, в качестве опорной рамы использована сборная шина, соединяющая выводы рабочих обмоток, а изоляторы основной изоляции размещены снаружи от сборной шины.