УПРАВЛЯЕМЫЙ РЕАКТОР С ПОДМАГНИЧИВАНИЕМ ОТ ПОСТОЯННЫХ МАГНИТОВ Российский патент 2017 года по МПК H01F29/14 H01F21/06 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к электротехнике и энергетике, в частности к ферромагнитным устройствам, управляемым подмагничиванием.

Уровень техники

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 [1-6]. Этим устройствам присущи недостатки, в частности:

- значительные размеры основной обмотки, магнитной системы, обмотки управления, обусловленные размерами обмотки управления и бронестержневого сердечника в поперечном сечении основной обмотки и связанный с этим значительный расход активных материалов;

- значительные электрические потери на подмагничивание в обмотках управления и связанные с этим увеличенные внешние и габаритные размеры из-за необходимости отвода тепла от указанных обмоток.

Сущность изобретения

Наиболее близким по существу к предлагаемому изобретению является электрический реактор, описанный в [2]. Целью изобретения является уменьшение размеров стержней магнитопровода и всей магнитной системы, основной обмотки, обусловленные наличием обмотки управления, ее размерами и размерами бронестержневого сердечника в поперечном сечении основной обмотки и связанные с этим значительный расход активных материалов а также уменьшение потерь на подмагничивание, внешних и габаритных размеров реактора.

Цель изобретения по уменьшению размеров стержней магнитопровода и всей магнитной системы, основной обмотки, расхода активных материалов, внешних и габаритных размеров реактора а также по уменьшению потерь на подмагничивание достигается тем, что стержень реактора выполнен Т-образным с внутренней полостью, имеющей участок сужения, внутри полости размещен постоянный магнит с возможностью перемещения вдоль оси стержня, ярма выполнены Г-образными, между торцами ярем и стержня выполнены немагнитные зазоры. Изменение магнитного состояния (степени подмагничивания и насыщения) суженных участков стержня производится и перемещением постоянного магнита в полости стержня.

Перечень чертежей и иных материалов

На чертеже приведена конструктивная схема предлагаемого реактора.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения

Конструктивная схема предлагаемого реактора приведена на чертеже, прилагаемого к настоящему описанию, и содержит шихтованный из листов электротехнической стали стержень Т-образной формы 1. В средней части стержня выполнена полость прямоугольной формы с параллельными стенками, причем в средней части, где размещается рабочая обмотка 4, полость выполнена с участком сужения. Боковые ярма реактора 2 также выполнены шихтованными из листов электротехнической стали Г-образной формы. Они примыкают к стержню с обмоткой 4 своими торцами, образуя Ш-образную пространственную конструкцию. В одном из торцов ярем выполнены немагнитные вставки 3, образующие зазор между магнитными цепями стержня и ярем реактора. Во внутренней полости стержня 1 установлен постоянный магнит 5, выполненный из высококоэрцитивных материалов (например, из сплава неодим - железо - бор) в виде параллелепипеда с возможностью перемещения в этой полости вдоль стержня. Геометрические размеры постоянного магнита ширина - длина должны быть равны или более размеров взаимодействующего с ним участка стержня (несуженного участка полости). Направление намагниченности постоянного магнита должно быть в поперечном направлении, например справа налево в плоскости чертежа. Магнитное поле этого магнита замыкается через магнитопровод стержня, проходя через участок сужения. Из показанной на чертеже схемы можно определить, что магнитный поток постоянного магнита Ф_пм, замыкающийся через участок сужения, может изменяться в зависимости от положения постоянного магнита или от расстояния l от края стержня до другого края несуженного участка полости, т.е. от 0 до l_max, или магнитный поток изменяется в пределах от 0 до Ф_пмmах. Таким образом, изменение положения постоянного магнита в полости вдоль оси стержня можно регулировать магнитным потоком, замыкающимся через участок сужения, т.е. управлять магнитным состоянием этого участка или степенью насыщения магнитопровода этого участка. Изменение степени насыщения при перемещении постоянного магнита вдоль оси стержня приводит к изменению магнитной проводимости участка с сужением и к изменению индуктивного сопротивления обмотки реактора.

На постоянный магнит, находящийся в полости стержня, действует сила магнитного притяжения, препятствующая его перемещению. Эта сила незначительная, для изменения положения магнита в реакторе можно использовать маломощный привод, например с применением передачи винт-гайка.

Таким образом, выполнение стержня реактора Т-образным, с внутренней полостью, имеющей участок сужения, размещение внутри полости постоянного магнита с возможностью перемещения вдоль оси стержня, выполнение боковых ярем Г-образными, выполнение немагнитных зазоров между торцами ярем и стержня позволили уменьшить размеры стержней магнитопровода и всей магнитной системы, основной обмотки, расход активных материалов, внешних и габаритных размеров реактора по сравнению с известными реакторами, содержащими стержень, выполненный в виде бронестержневого сердечника.

Применение изменения магнитного состояния (степени подмагничивания и насыщения) суженных участков стержня перемещением постоянного магнита в полости стержня позволило уменьшить потери на подмагничивание стержня реактора по сравнению с известными реакторами, т.к. в предлагаемом реакторе отсутствует обмотка подмагничивания, потребляющая значительную мощность постоянного тока.

Литература

1. Дорожко Л.И., Лейтис Л.В. Сравнительный анализ различных конструкций управляемых реакторов. Статья в ж. «Электротехника», 2003, №1.

2. Описание изобретения к авторскому свидетельству СССР №547852. БИ №71977 г.

3. Описание изобретения к авторскому свидетельству СССР №898523. БИ №21982 г.

4. Описание изобретения к авторскому свидетельству СССР №1020871. БИ №201983 г.

5. Описание изобретения к авторскому свидетельству СССР №1721646. БИ №111992 г.

6. Описание изобретения к патенту РФ №2037224, 1995 г.

Изобретение относится к электротехнике, к ферромагнитным устройствам, управляемым подмагничиванием. Технический результат состоит в уменьшении габаритных размеров, расхода активных материалов, потерь на подмагничивание, а также расширение регулируемого диапазона изменения индуктивного сопротивления реактора. Реактор с подмагничиванием содержит основную обмотку, магнитную систему с ярмами и стержнями. Стержень реактора выполнен Т-образным с внутренней полостью, имеющей участок сужения. Внутри полости размещен постоянный магнит с возможностью перемещения вдоль оси стержня. Ярма выполнены Г-образными, между торцами ярем и стержня выполнены немагнитные зазоры. Изменение магнитного состояния (степени подмагничивания и насыщения) суженных участков стержня производится перемещением постоянного магнита в полости стержня. 1 ил.

Электрический реактор с подмагничиванием, содержащий магнитную систему с стержнями и ярмами, основную обмотку в виде катушек, отличающийся тем, что стержень реактора выполнен Т-образным с внутренней полостью, имеющей участок сужения, внутри полости размещен постоянный магнит с возможностью перемещения вдоль оси стержня, ярма выполнены Г-образными, между торцами ярем и стержня выполнены немагнитные зазоры, изменение магнитного состояния (степени подмагничивания и насыщения) суженных участков стержня производится перемещением постоянного магнита в полости стержня.