Трехфазный токоограничивающий реактор Советский патент 1992 года по МПК H01F29/00 

Фиг.1

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электромагнитным системам и индуктивным элементам.

Индуктивные элементы применяются в качестве сопротивления в цепях переменного и пульсирующего тока. Известны токо- ограничивающие реакторы без железного сердечника.

Недостатками известных устройств являются значительные их габариты и вес, так как для реализации требуемой индуктивности необходима намотка катушек с большим количеством витков.

Находят применение трехфазные реакторы с магнитопроводом, как имеющие меньшие весогабаритные показатели перед реакторами без магнитопровода. Уменьшение веса и габаритов реакторов связано с малым сопротивлением для магнитного потока, поэтому меньшей м.д.с. для его создания, что в конечном итоге уменьшает количество витков катушек.

Однако конструкция такого реактора имеет существенный недостаток, связанный с насыщением магнитрпровода при аварийных токах и потерей индуктивности, а это в свою очередь означает потерю основной функции назначения реактора-ограничения тока.

Наиболее близким к предлагаемому - является трехфазный реактор с магнитопроводом, стержни которого разделены на участки немагнитными (воздушными) зазорами. При определенной величине за- аора можно избежать насыщения магнитопровода при аварийных режимах цепью несколько увеличенной м.д,с. катушек, т.е. ее размеров. Хотя введение воздушного зазора в магнитопроводе и приводит к увеличению размеров в целом, тем не менее весогабаритные показатели лучше по сравнению с воздушными реакторами.

Недостатком известного реактора является нагрев катушек реактора, что определено повышенным значением потерь от вихревых токов в проводниках катушек, Вихревые токи обусловлены появлением поперечной составляющей индукции при искривлении линий магнитного потока в зоне воздушного зазора и появлением потоков рассеяния. Потери от вихревых токов могут превышать омические потери от сквозного тока катушек, что, кроме общего увеличения потерь, может привести к недопустимым перегревам катушек и преждевременному выходу реактора из строя.

Целью изобретения является снижение температуры катушек реактора от действия вихревых токов за счет уменьшения потоков рассеяния в зоне воздушного зазора.

В трехфазном реакторе в зоне воздушного зазора на каждом из стержней устанавливается массивный немагнитный экран с высокой электрической проводимостью. Экран имеет разрез в своей конструкции, чтобы исключить образование КЗ витка на стержнях реактора. С торцов экрана прикреплены металлические охладители в виде воздушных радиаторов. С помощью экрана

0 уменьшаются потоки рассеяния в зоне воздушного зазора. Это связано с фокусирующим действием экрана. Под давлением потока, пересекающего экрана, в последнем индуцируются вихревые токи, поля которых

5 в соответствии с законом Ленца направлены встречно причине их вызвавшей, что приводит к уменьшению потоков рассеяния, т,е. фокусированию поля в зоне воздушного зазора. Тепловые потери от вихревых токов в

0 значительной степени переносятся из катушек в экран. Высокая электрическая проводимость экрана обуславливает эффективность противодействия поля вихревых токов искривлению поля относитель5 но оси магнитопровода в зоне воздушного зазора.

Предлагаемый реактор отличается от известного тем, что в зоне воздушного зазора магнитопровода установлен экран из не0 магнитного материала с высокой электрической проводимостью.

Известно применение экрана в качестве экранирующего элемента, В предлагаемом реакторе наряду с указанной функцией

5 экран выполняет и другие функции: с помощью экрана происходит фокусировка магнитного поля в зоне воздушного зазора; потери от вихревых токов переносятся в значительной степени из обмоток в экран,

0 чем снижается температура катушек; отличен отвод тепла от экрана с помощью охладителей, так как экран находится не под рабочим потенциалом.

Таким образом, применение экрана из

5 немагнитного материала с высокой электрической проводимостью в новом качестве позволяет достигнуть поставленной цели - снизить температуру катушек.

На фиг. 1 показан фрагмент конструк0 ции реактора, вид спереди в разрезе; на

фиг. 2 - экран с охладителями, общий экран.

Реактор содержит магнитопровод 1 с

воздушным зазором 2 на стержне, катушки

3, экран 4 из немагнитного материала с вы5 сокой электрической проводимостью и разрезами 5, металлический охладитель 6.

Процессы в устройстве протекают следующим образом.

При наличии тока через реактор магнитные линии в зоне воздушных зазоров отклоняются от направления средней линии магнитной системы реактора. На своем пути, пересекая экран, поле индуцирует в нем вихревые токи, поля которых в соответствии с принципом Ленца направлены встречно причине их вызвавшей. В результате взаимодействия основного поля реактора и ответного поля вихревых токов в зоне воздушного зазора и экрана уменьшается величина потока, отклоняющаяся от направления средней линии Магнитной системы. Уменьшается рассеяние поля, т.е. поток фокусируется. При этом вихревые токи в экране создают тепловые потери, которые отводятся от экрана с помощью стандартных охладителей.

Применение экрана в предлагаемом устройстве для снижения температуры обмоток реактора позволяет снизить

составляющую потерь от вихревых токов в обмотках, исключив их перегрев и преждевременный выход реактора из строя. Формула изобретения

1. Трехфазный токоограничивающий

реактор, содержащий магнитопровод с воздушным зазором, секции обмотки, расположенные на каждом из стержней, отличающийся тем, что, с целью уменьшения

0 нагрева реактора, в нем установлен незамкнутый электромагнитный экран из материала с высокой электрической проводимостью, охватывающий каждый из стержней и размещенный в зоне воздушно5 го зазора.

2. Реактор по п. 1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью более эффективного охлаждения, реактор имеет металлические охладители, прикрепленные к торцам экрана.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в преобразовательной технике для ограничения токов КЗ. Целью изобретения является снижение температуры обмоток реактора от действия вихревых токов за счет уменьшения потоков рассеяния в зоне воздушного зазора с помощью массивного незамкнутого экрана из немагнитного материала с высокой электрической, проводимостью. Реактор состоит из магнитопровода 1, стержня 2, секций обмоток 3, экрана 4 и воздушного зазора 5 в экране. По торцам экрана прикреплены воздушные охладители 6 для повышения эффективности охлаждения. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Фиг. 2