Нагрузочное устройство для испытания генераторов переменного тока Советский патент 1975 года по МПК H01F27/36 H01F29/10 

1

Изобретение относится к нагрузочным устройствам, которые используются для создания комплексной нагрузки при испытании генераторов переменного тока нормальной и повышенных частот.

Известно нагрузочное устройство для испытания трехфазных генераторов, в котором реактивное и активное сопротивление каждой фазы выполнено в виде дросселя с обмотками на разных стержнях магнитопровода из массивных ферромагнитных пластин.

Недостатками известной конструкции являются: во-первых, отсутствие возможности осуществлять плавное изменение нагрузки в широких пределах при сохранении постоянства коэффициента мош,ности, во-вторых, при естественном воздушном охлаждении выделение большого количества тепла в магнитопроводе приводит к выходу из строя изоляции между пластинами магнитопровода.

Целью изобретения является создание устройства с плавным изменением нагрузки при сохранении постоянства коэффициента мощности, пригодного для испытания маломощных генераторов при естественном воздушном охлаждении.

Поставленная цель достигается тем, что дроссель с внешней стороны охвачен по меньшей мере одним массивным ферромагнитным полым цилиндром, замкнутым по диаметру

перемычкой, проходящей через отверстие в среднем стержне магнитопровода, выполненном подвижным в осевом направлении.

Кроме того, с целью обеспечения нормального теплового режима устройства магнитопровод выполнен с воздушными зазорами между пластинами, а перемычка выполнена из меди.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображен дроссель в общем виде.

Основу устройства составляет однофазный дроссель с шихтованным трехстержневым магнитопроводом из массивных ферромагнитных пластин. Крайние стержни 1 магнитопровода выполнены неподвижными, а средний стержень 2 может перемещаться в осевом направлении. Между соседними пластинами стержней при сборке прокладываются металлические шайбы (на чертеже не показаны), с помощью которых осуществляется воздушная изоляция между пластинами и улучшаются условия охлаждения. Пластины магнитопровода имеют антикоррозийное металлическое покрытие. На крайних стержнях I магнитопровода размещается обмотка 3 из голого медного провода, которая располагается на каркасе 4 из асбоцементной трубы с пазами по шагу

обмотки. Обмотки включены согласно по направлению магнитного потока в магнитопроводе.

С внешней стороны дроссель охвачен несколькими массивными ферромагнитными полыми цилиндрами 5, замкнутыми по диаметру медными перемычками 6, проходяш,ими через отверстия 7 в среднем стержне магнитопровода. Полые цилиндры 5 жестко связаны с пластинами подвижного стержня 2, но изолированы друг от друга и от пластин подвижного стержня 2 с помощью асбоцементных планок 8.

Работу устройства можно рассматривать как работу двухобмоточного трансформатора с большими потерями в магнитопроводе, у которого вторичной обмоткой и ее нагрузкой являются короткозамкнутые витки, образованные полыми цилиндрами 5 и перемычками 6.

При верхнем положении подвижного стержня 2 короткозамкнутые витки не имеют потокосцепления с обмоткой 3 и практически не оказьгвают никакого влияния на работу устройства. В этом положении величина нагрузки минимальна и определяется потерями в магнитопроводе и обмотке 3.

При нижнем положении подвижного стержня 2 короткозамкнутые витки полностью сцеплены с магнитным потоком, создаваемым обмоткой 3. В этом положении величина нагрузки максимальна и определяется потерями в магнитопроводе, обмотке 3 и короткозамкнутых витках.

Таким образом, изменением положения подвижного стержня 2-можно плавно изменять величину нагрузки.

При любом положении подвижного стержня 2 величина коэффициента мощности устройства определяется соотношением активных и реактивных потерь устройства. Первые определяются величиной омического сопротивления обмотки 3, перемычки 6 и активными потерями на гистерезис и вихревые токи в магнитопроводе и полых цилиндрах 5. Вторые определяются индуктивным сопротивлением рассеяния и внутренним индуктивным сопротивлением вихревым токам в магнитопроводе и полых цилиндрах.

При вынолнении магнитопровода и полых цилиндров из массивного ферромагнитного материала, толщинакоторого более утроенной глубины проникновения поля, в области сильных полей отношение между реактивными и активными потерями в магнитопроводе и полых цилиндрах есть величина постоянная, которая для обычно используемых на практике конструкционных сталей составляет около 0,6. Поэтому теоретически без учета поля рассеяния и омических потерь в обмотке 3 коэффициент мощности такого устройства при любом положении подвижного стержня 2 равен около 0,85.

Практически из-за влияния полей рассеяния коэффициент мощности несколько ниже.

Стабилизировать величину коэффициента мощности возможно путем уменьшения полей рассеяния, например, при иснолнении полых цилиндров 5 в виде нескольких электрически не связанных между собой, как описано выше.

Предмет изобретения

1.Пагрузочное устройство для испытания генераторов переменного тока, содержащее однофазный дроссель с обмотками, размещенными на крайних стержнях шихтованного трехстержневого магнитопровода из массивных ферромагнитных пластин, отличающееся тем, что, с целью плавного изменения нагрузки, дроссель с внешней стороны охвачен по меньшей мере одним массивным ферромагнитным полым цилиндром, замкнутым по диаметру перемычкой, проходящей через отверстия в среднем стержне магнитопровода, выполненном подвижным в осевом направлении.

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью обеспечения нормального теплового режима устройства, магнитопровод выполнен с воздушными зазорами между пластинами, а перемычка выполнена из меди.

: