Индукционное устройство Советский патент 1984 года по МПК H01F29/10 H01F27/24 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в реакторах и катушках индуктивностей с плавным регулированием сопротивле ния, а также в трансформаторах с ре гулируемым коэффициентом магнитной связи между обмотками. Известна конструкция электрического реактора с плавным регулирова нием индуктивности, содержащего стержневой магнитопровод, на котором размещены основные обмотки и секции обмотки управления, причем стержни магнитопровода выполнены из отдельных пода агничиваемых участков, каждый из которых выполнен в виде двух соприкасающихся ферромагнитных цилиндров , охваченных секцией обмотки управления l. Недостатками известной конструкци являются конструктивная сложность, пониженная надежность, обусловленна наличием дополнительного источника постоянного тока, а также наличие высших гармоник в кривой тока реактора из-за нелинейности магнитного сопротивления стержней магнитопровода. Наиболее близкой к изобретению по технической сущности является конструкция индукционного устройства, нап ример электрического реактора, содер жащего обмотку, двухстержневой магни топровод с ярмами, несущие стойки и привод, причем стержни магнитопровода выполнены из отдельных участков. разделенных немагнитными зазорами и закрепленных на несущих стойках 2 Однако для известной конструкции характерны низкая скорость регулирования индуктивного сопротивления изза достаточно высокой инерционности подвижных частей магнитопровода, а также повышенные электрические потери, обусловленные наличием изменяющегося магнитного потока, вьшучивания. Цель изобретения - повышение быстродействия регулирования шдуктивного сопротивления путем уменьшения инерционности подвижных частей устройства, а также уменьшение электрических потерь от магнитного потока выпучивания. Поставленная цель достигается тем что в индукционном устройстве, например электрическом реакторе, содержащем обмотку, двухстержневой магнитопровод с ярмами, несущие стойки и привод, причем стержни магнитопровода выполнены из отдельных участков, разделенных немагнитньми зазорами и закрепленных на несуадих стойках, несущие стойки выполнены из жесткого диамагнитного изоляционного материала , часть которых жестко закреплена относительно ярм магнитопровода, а другая часть выполнена в виде наружных цилиндров, соединенных с приводом и размещенных соосно со стержнями магнитопровода с возможностью поворота последних вокруг оси, причем участки стержней магнитопровода выполнены в форме прямых параллелепипедов и каждый из двух смежных участков закреплен на различных частях стоек. Жестко закрепленные стойки выполнены также в виде цилиндров со сквозными прорезями в зоне размещения участков стержней, закрепленных на наружных цилиндрах, причем длина прорезей соответствует углу поворота наружных цилиндров вокруг оси. На фиг. 1 изображено индукционное устройство (в сборе); на фиг.2то же, вид сбоку; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 4 - вариант исполнения индукционного устройства. Индукционное устройство (фиг.1-3), например электрический реактор, содержит обмотку 1, двухстержневой магнитопровод с ярмами 2 и несущие стойки и привод, причем стержни магнитопровода выполнены из отдельных участков 3, разделенных немагнитными зазорами и закрепленных на несущих стойках, последние выполнены из жесткого диамагнитного изоляционного материала, часть которых 4 жестко закреплена относительно ярм 2 магнитопроводс, а другая часть 5 выполнена в виде наружных цилиндров, соединенных с приводом и размещенных соосно со стержнями магнитопровода с возможностью поворота.последних вокруг оси, причем участки 3 стержней магнитопровода выполнены в форме прямых параллелепипедов и каждый из двух смежных участков закреплен на различных частях стоек; жестко закрепленные стойки выполнены также в виде цилиндров (фиг. 4) со сквозными прорезями в зоне размещения участков стрежней, закрепленных на наружных цилиндрах, причем длина прорезей соответствует углу поворота наружных цилиндров вокруг оси. Участки 3 стержней прикреплены к . несущим стойкам, например шпильками б. Часть несущих стоек 4, жестко закреплена относительно ярм 2 магнитопровода, образуют вместе с ярмами жесткий неподвижный остов магнитопровода. Фиксация участков 3 стержней относительно стоек от поворачивания вокруг оси шпильки крепления под действием сил магнитного тяжения может быть осуществлена шти(тованием, закреплением отдельных участков на двух или более шпильках, на одной шпильке с призматическим телом. Для обеспечения возможности поворота на больший угол в стойках 5, расположенных с внутренней стороны остова магнитопровода, в местах пересечения с ярмами 2, выполнены изгибы 7. Стойки 5 прикреплены к приводу, состоящему, например, из дисков 8, опирающихся на крепежные ярмовые балки 9 через подпятники 10,-и из двухступенчатой червячной передачи 1 и 12, обеспечивающей поворотное движение несущих стоек 5, а вместе с ними и подвижных участков 3. Заземление подвижных и неподвижных участков 3 магнитсотровода может быть осуществ лено гибкими проводниками, шинами, либо выполнением стоек из токопроводящего материгша. Для надежного заземления подвижных участков токопроводящие диски 8 могут быть соединены, например, с подпятником 10 гибким проводнике 13, В случае когда стойки 4 и 5 выполнены из изолирующего материала, то заземление отдельных участков осуществляется специальными токопроводящими шинами 14 (медными, алюминиевыми и т.д.), которые расположены, соответственно между отдельными участками 3 и стойками 4 и 5.

Устройство работает следующим образом.

Угол поворота соседних участков стержня относительно друг друга равен Ci. (фиг. 3), при ot гоСр и ПЛОщадь перекрытия между ними наименьшая. Отсюда индуктивное сопротивление устройства, также минимальное. Для плавного увеличения индуктивности стойки 5 с закрепленными На них участками 3 поворачивают вокруг оси стержня с помощью поворотного механизма. Это приводит к одновременному и равномерному увеличению площади взаимного перекрытия соседних участков стержней магнитопровода, а следо вательно, к увеличению индуктивного сопротивления устройства. Максимальная индуктивность наблхщается при , т.е. при наибольшем возможном перекрытии соседних участков стержня.

При этом, наибольшей диапазон регулирования возможен при изменении угла ot от О до 90. G этой целью несущие стойки могут быть выполнены в виде соосно установленных цилиндров из изоляционного материала. На фиг,4 изображен разрез стержня без обмотки в случае выполнения несущих стоек в виде соосно установленных неподвижных 4 и подвижных 5 цилиндров, Во внутреннем цилиндре выполнены прорези в виде окон для обеспечения вогможности поворота внешнего цилиндра с закрепленными на нем участками стержня вокруг оси стержня. При этом, заземление отдельных участков стержня может быть выполнено сп1вциальной гокопроводящей шинкой, прикрепленной с внутренней стороны цилиндров и имеющей контакт с каждым из участков расположенных на данном цилиндре.

Использование в качестве несущих стоек 4 и 5 полых цилиндров из изоляционного материала позволяет изменять угол поворота о от О до 90, т.е. обеспечивает полное использование возможного диапазона регулирования, а также повышает жесткость всей конструкции.

Предлагаемое индукционное устройство позволяет в широком диапазоне регулировать индуктивное сопротивление за счет изменения площади взаимного перекрытия подвижных и неподвижных участков магнитопровода, сохраняя при этом равномерность магнитного поля в зазорах в допустимых пределах и тем самым обеспечивая линейность характеристик индукционного устройства. Кроме того, длина.воздушных зазоров остается постоянной, а электрические потери а стержне не изменяются от потока выпучивания.

1. ИНДУКЦИОННОЕ УСТРОЙСТВО, например электрический реактор, содержащий обмотку, двухстержневой магиитопровод с ярмами, несущие стойки и привод, причем стержни магнйтопровода выполнены из отдельных участков, разделенных немагнитными за- . зорами и закрепленных на несущих стойках, отличающееся тем, что, с целью повьииения быстродействия регулирования индуктивного сопротивления путем уменьшения инер-. ционности его подвижных частей, а также уменьшения электрических по- i терь от магнитного потока выпучивания, несущие стойки выполнены из жесткого диамагнитного изоляционного материала, часть которых жестко закреплена относительно ярм магнитопровода, а другая часть выполнена в виде наружных цилиндров, соединенных с приводом и размещенных соосно со стержнями магнитопровода с возможностью поворота последних вокруг оси, причем участки стержней магнитопровода выполнены в форме прямых параллелепипедов и каждый из двух смежных участков закреплен на различных частях стоек. ч (С 2, УстЕЮйство по п. 1, о т л и- (Л ч а ю щ е ее я тем, что жестко закрепленные стойки выполнены также в виде цилиндров со сквозными прорезями в зоне размещения участков стержней, закрепленных на наружных цилинд-д pax, причем длина .прорезей соответ- ствует углу поворота наружнь х цилиндров вокруг оси. о: к сд 4