Реактор Советский патент 1985 года по МПК H01F38/02 H01F27/28 H01F37/00 

Изобретение относится к электротехнике и, в частности, к реакторам на большие токи, работаюощм в кратковременных режимах.

Известен реактор на большие токи который применяется в качестве токоограничивагощего на испытательных и исследовательских стендах. Реакторы подвергаются многократным воздействиям ударных токов величиной сотни тысяч ампер. Обмотка реактора выполняется с параллельным соединением катушек, так как суммарное сечение провод1шков определяется величиной ударного тока. При этом необходимо обеспечить равномерное деление тока по параллельно соединенным катушкам l3«

Недостатком известного реактора является то, что катушки его расположены в разных зонах электромагнитного поля рассеяния и имеют разные индуктивные сопротивления, что; приводит соответственно к неравномерному делению по ним общего тока реактора. Резко перегруженными по ток оказываются катушки, расположенные у краев реактора, что приводит к увеличению в них электродинамически усилий и снижает надежность работы,

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является реактор, содержащий обмотку, катушки которой соединены параллельно и выполнены с разным числом витков, увеличиваюиц1мся от середины к его краям. Катушки имеют одинаковый осевой разме но разный, увеличивающийся от середины реактора к его краям, раднальньй размер C2l.

Хотя это решение обеспечивает э(Мективное Ьырав1ивание токов и снижает трудоемкость изготовления, однако катушки обмотки имеют разный радиальньй размер и наружные витки крайних катушек не имеют надежной опоры, что суп1ественно снижает механическую прочность обмотки при воздействии осевых электродинамических усилий.

Цель изобретения - повьшгение надежности реактора.

Поставленная цель достигается

тем. что в реакторе, содержащем об мотку, катушки которой соединены параллельно и вьшолнены с разным числом витков, увеличивающимся от середины реактора к его краям, а сечение проводов во всех катушках одинаково, катушки имеют одинаковый диаметр, а их осевые размеры увеличиваются от середины реактора к его краям/

На чертеже показана схема предлагаемого реактора.

Число витков в каждой из основных катушек в средней части обмотки реактора обозначено W, в катушках с .увеличенным числом витков соответственно W-t-1, W+2, .,., W: п. Провода всех катушек имеют одинаковое сечение, но разный профиль (разное отношение радиального размера ся к осевому размеру Ъ), при этом с ростом числа витков в катушке радиальный размер провода уменьшается, а осевой увеличивается. Размеры проводов при этом отвечают соотношениям

а - Wb(W + h)

3, , b,

W 4. h

W

ult - р,Ъ

где W - число витков основных катушек в средней части обмотки;

- число дополнительных витков в катушках у краев реактора

tf и t - меньший (радргальный) и

больший (осевой) размеры профиля прямоугольного провода основных катушек с числом витков W, мм; « и fe - меньший (радиальный) и

больший (осевой) размеры профиля прямоугольного провода катушек у краев реактора с числом дополнительных витков п, мм. Приведенные формулы упрощают подбор профилей проводов, необходимых для создания реактора в соответствии с изобретением.

Изобретение позволяет повысить электродинамическую устойчивость, которая является главнейшим параметром реакторов этого типа, подвергающихся многократно действиям ударных токов величиной сотни тысяч ампер. Выполнение катушки обмотки с одинаковыми радиальными размерами обеспечивает надежную опору всех проводов катушек обмотки на прокладки, в том числе крайних катушек, что создает жесткую систему, противодействующую осевым электродинамическим усилиям. Вьтолнение катушек с разными осе выми размерами, которые увеличивают ся от середины реактора к его краям дополнительно увеличивает механичес кую прочность крайних катушек и эле тродинамическую устойчивость реакто ра. Поперечная составляющая электро магнитного поля рассеяния, увеличивающаяся от середины реактора к его краям, приводит к значительным осевым электродинамическим усилиям. Поэтому проводники крайних катушек испытьгаают наибольшие осевые изгиба ющие усилия в.пролетах между прокладками и должны иметь больший момент сопротивления. Момент сопротивления проводника прямоугольного сечения определяется в этом случае по формуле где А момент сопротивления по отношению к осевой силе; - размер проводника в радиаль ном направлении t - размер проводника в осевом направлении. Из формулы следует, что при одинаковом сечении провода, имеющие больший осевой размер, обладают большим моментом сопротивления по отношению к осевым электродинамическим усилиям. Таким образом, проводники крайних катушек, подвергающиеся наибольшим осевым усилиям, имеют наибольший момент сопротивления, что и обеспечивает повьшаенную электродинамическую устойчивость и надежность работы реактора в целом. Для удовлетворительного деления тока по параллельным катушкам достаточно выполнить с увеличенным числом витков по две-три пары катушек с каждого края обмотки реактора. Таким образом, в предлагаемом объекте потребуется применение двух- трех дополнительных профилей проводов, что лишь незначительно усложняет производство. Увеличение осевого размера проводов крайних катушек приводит к некоторому увеличению добавочных потерь от поперечного поля рассеяния, но это не имеет существенного значения, так как реакторы на большие токи используют обычно в исследовательских установках и работают в кратковременньЕх режимах.

РЕАКТОР, содержа1ций обмотку, катушки которой соединены параллельно и выполнены с разным числом витков, увеличивающимся от середины реактора к его краям, а сечение проводов во всех катушках одинаково, отличающийся тем, что, с целью повьпаения надежности путем повьшения электродинамической устойчивости, катушки имеют одинаковый диаметр, а их осевые размеры увеличиваются от середины реактора к его краям.