Электроиндукционное устройство Советский патент 1992 года по МПК H01F29/14 

Изобретение относится к электротехнике и энергетике, в частности к электрическим насыщающимся реакторам или реакторам с подмагничиванием.

Целью изобретения является уменьшение добавочных потерь в баке, элементах конструкции и обмотках и повышение механической прочности.

На фиг. 1 показан общий вид электроиндукционного устройства; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3-5 - варианты исполнения устройства.

Электроиндукционное устройство содержит активную часть, выполненную в виде плоскошихтованной магнитной системы из пакетов стали со стержнями 1, ярмами и основной обмоткой 2, размещенную в баке с охлаждающей средой. Стержни 1 магнитной системы выполнены в поперечном сечении ступенчатой формы с немагнитными каналами, размещенными в стержнях симметрично центра основной обмотки. Устройство снабжено вставками 3 из немагнитного диэлектрического материала, преимущественно стеклотекстолита, немагнитные каналы в поперечном сечении выполнены ступенчатой формы, а вставки выполнены в форме немагнитных каналов, повторяющие, в поперечном сечении, ступенчатую форму каналов, причем ширина канала каждого пакета к ширине всего пакета стали определяется из соотношения

ln Sk dn SCi2

а высота канала к высоте основной обмотки выбрана из соотношения

-(

где 1ц - ширина канала n-го пакета стали;

dn - ширина n-го пакета стали;

Sk - суммарное сечение немагнитного канала;

Х|

00

SCT.H - геометрическое поперечное сечение стержня магнитной системы с немагнитным каналом;

b - высота канала;

h - высота основной обмотки;

с - расстояние между стержнем и основной обмоткой реактора.

Устройство работает следующим образом.

При г.ротекании тока в основной обмотке 2 (фиг. 2-5) баланс ампервитков основной обмотки обеспечивается участками стержней с немагнитными каналами высотой Ь. На фиг. 2-5 изображены три случая выполнения стержня реакторов с каналами высотой Ь. В случае по фиг. 3, когда высота канала равна или больше высоты основной обмотки, магнитные силовые линии системы н.с., состоящей из ампервитков основной обмотки и ампервитков фиктивной обмотки, экБизалентирующей участки стержней, лежащие в пределах высоты Ь немагнитного канала, выходят за пределы системы. Часть магнитного потока, при этом, уходит в обмотки, за пределы основной обмотки, в стенку бака и близлежащие конструктивные элементы, з часть уходит в магнитную систему реактора, вызывая дополнительные добавочные потери от потока рассеяния. В случае по фиг. 4. когда высота канала к высоте основной обмотки выбрана из соотношения, приведенного в формуле изобретения, добавочные потери от потока рассеяния сведено к минимуму, поскольку система н.с, из двух обмоток генерирует в окружающее пространство за пределами основной обмотки минимальную величину магнитного потока рассеяния. В случае по фиг. 5, когда высота канала значительно меньше высоты основной обмотки, магнитный поток рассеяния,аналогично случаю по фиг. 3 появляется вновь, вызывая снова повышенные добавочные потери.

Следовательно, при проектировании реакторов с подмагничиванием, либо насыщающихся, необходимо оптимизировать выбор высоты участка стержня, в котором сосредоточены ампервитки основной обмотки, относительно высоты самой основной обмотки.

Наличие вставок из немагнитного диэлектрического материала в немагнитных каналах повышает механическую прочность всей конструкции при радиальной запрессовке стержня клиньями и устойчивость стержня при осевой запрессовке шпильками (не показано).

Данная плоскошихтованная конструкция реактора является наиболее оптимальной с точки зрения технологии выполнения и выбора геометрических размеров. При отступлении от схемы шихтовки и формы выполнения немагнитных каналов, в

поперечном сечении стержня, полной компенсации первой пространственной гармоники по внешнему периметру за пределами основной обмотки не будет достигнуто. При этом, конструктивно немагнитные каналы в

стержнях реактора могут быть выполнены, например, в виде сквозных продольных пазов, без ступеней, либо стержень может быть выполнен в виде отдельных пакетов электротехнической стали, дистанцированных друг от друга в радиальном направлении немагнитными промежутками, либо в виде одного пакета пластин с сечением, меньшим сечения участков стержня, находящихся в зоне краев основной обмотки.

Формула изобретения

1.Электроиндукционное устройство, содержащее активную часть, выполненную в виде плоскошихтованной магнитной системы из пакетов стали со стержнями, ярмами и основной обмоткой, размещенную в баке с охлаждающей средой, причем стержни магнитной системы выполнены, в поперечном сечении ступенчатой формы с немагнитными каналами, размещенными в

стержнях симметрично относительно центра основной обмотки, отличающееся тем, что, с целью уменьшения добавочных потерь, немагнитные каналы в поперечном сечении выполнены ступенчатой формы, а

высота канала меньше высоте основной обмотки.

2.Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е- с я тем, что отношение ширины немагнитного канала каждого пакета к ширине всего

пакета стали определяется из соотношения п Jk

dn Scr2

а отношение высоты канала к высоте основной обмотки выбрана из соотношения

jtc

U1„ - S Л: ( -,2

-° 5(-ir)

где In - ширина канала n-го пакета стали;

dn - ширина n-го пакета стали; 50Sk - суммарное сечение немагнитного

канала;

Зет... - геометрическое поперечное сечение стержня магнитной системы с немагнитным каналом; 55Ь - высота канала;

h - высота основной обмотки;

с- расстояние между стерж;. л и основной обмоткой реактора.

Использование: электротехническая промышленность и энергетика. Сущность изобретения: устройство содержит активную часть, выполненную в виде плоскоших- тозанной магнитной системы из пакетов стали со стержнями 1, ярмами и основной обмоткой 2, размещенную в баке с охлаждающей средой, стержни 1 выполнены в поперечном сечении ступенчатой формы с немагнитными каналами, в которых размещены вставки 3 из немагнитного диэлектрического материала, причем отношение ширины канала каждого пакета в ширине всего пакета стали и отношение высоты канала к высоте основной обмотки выбираются из соотношений, приведенных в формуле изобретения. 1 з п ф-лы, 5 ил. 00

1 гпф

1/

г

Г-5WllbLl

N

V

w

1

;/

I