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invention
Fédération de Russie Patent RU2217829

réacteur ELECTRIC avec polarisation

réacteur ELECTRIC avec polarisation

Nom de l'inventeur: Bryantsev AM (RU); AI Lurie (RU); Biki Mengert Akoshevich (UA); Ukolov Sergey nom du titulaire du brevet: Bryantsev Alexander
Adresse de correspondance:
Date de début du brevet: 19.12.2001

L'invention se rapporte à l'ingénierie électrique et peut être utilisé par exemple dans des réseaux électriques afin de compenser la puissance réactive. réacteur électrique comprend un système magnétique avec la moyenne des tiges, des jougs, deux culasses latérales. Placé au milieu des tiges de commande de bobinage reliées à une source régulée de tension continue. enroulement réseau couvrant deux contrôles sur le Web adjacent d'enroulement. Entre les extrémités des enroulements et des jougs placés shunts bague avec une fente radiale. Chacun d'eux est enroulé à partir d'une bande d'acier électrique et avec des inserts en tôle d'acier électrique ayant une largeur égale à la largeur de la bande. Les inserts sont placés entre les couches. shunts bague faite sur un formulaire correspondant à la forme des extrémités de la section d'enroulement dépassant les grandes lignes du système magnétique. Le rapport de la section minimale de chaque shunt annulaire en acier à la section transversale de chaque moyen de la tige d'acier est dans l'intervalle de 01/08 à 01/04. Jougs du système magnétique sont fabriqués avec des zones de section transversale différente de l'acier. S carrés yoke profilé d'acier portions disposées entre des tiges adjacentes couvertes par le réseau d' enroulement, et la zone S Art section des tiges d'acier reliées par la relation: S: S v = 1,5-2. Le résultat technique est de réduire la distorsion harmonique et à la réduction des pertes de courant dans les courants vyhrevye.

DESCRIPTION DE L'INVENTION

L'invention se rapporte à l' ingénierie électrique et peut être utilisée pour les réacteurs à aimantation contrôlée, installé par exemple dans le réseau électrique pour la compensation de puissance réactive.

réacteur connu électrique d'aimantation [1], comprenant un système magnétique avec des tiges moyennes avec deux étriers, deux étriers latéraux. Sur les tiges moyennes placé enroulement de commande. Sur les tiges moyennes placées et réseau d'enroulement couvrant l'enroulement de commande. Pour améliorer la fiabilité et augmenter la vitesse du réseau entre les enroulements d'une phase sont reconnexion électrique complexe. En plus de la complexité de la conception, l'absence de [1] est la plus grande consommation de matières premières bobines conductrices - réseau de matériaux et le système magnétique d'acier électrique. Le convertisseur analogique-réacteur [1] sont des distorsions dues aux harmoniques de courant, provenant des zones de saturation de la culasse. En outre, les éléments de conception du réacteur ayant de grandes pertes dues à des courants de Foucault provoqués par les enroulements de champ de dispersion.

Partiellement inconvénients [1] éliminés dans le dispositif connu [2], qui est le plus proche de la nature technique de la présente invention. Tout comme dans l'analogue [1], dans ce dispositif de l'art antérieur comporte un système magnétique avec des tiges moyennes avec deux étriers, deux chapes latérales, disposées sur les barres de commande de l'enroulement. Contrairement analogique [1] il n'y a pas deux, mais un réseau d'enroulement couvrant deux enroulements de tige de commande adjacents, ce qui permet de simplifier la conception et réduire la consommation de matières. Toutefois, le dispositif présente une distorsion due à des harmoniques de courant, provenant des zones de saturation de la culasse a une augmentation des pertes par courants de Foucault se produisant dans les éléments de la structure du champ magnétique parasite.

Le but de l'invention est de réduire la distorsion harmonique et à la réduction des pertes par courants de Foucault qui se posent dans les éléments de structure du champ magnétique parasite due à l'introduction de nouveaux éléments de conception actuelle - greffe anneau compliquée section transversale, mais aussi par l'introduction de nouvelles rapport de taille entre les sections culasse et noyaux circuit magnétique.

Ce but est atteint en ce que le réacteur magnétisation électrique, comprenant un système magnétique à la moyenne des tiges, des étriers, deux étriers latéraux placés au milieu des tiges enroulement de commande relié à une source régulée de tension continue, et un réseau d'enroulement couvrant deux enroulements de commande de barres adjacentes inclus compteur, caractérisé en ce qu 'entre les extrémités des enroulements et des jougs a shunts annulaire avec une fente radiale, dans lequel chacun desdits shunt annulaire enroulé à partir d'une bande d'acier électrique et avec des inserts en tôle d'acier électrique ayant une largeur égale à la largeur de ladite pièce de bande a entre ses couches, lesdits shunts bague en une forme correspondant à la forme de la section transversale des enroulements extrémités faisant saillie au-delà de contour du système magnétique, le rapport de la section transversale minimum de chaque shunt annulaire en acier à la section transversale de chaque moyen de la tige d'acier est comprise dans l'intervalle de 1/8 à 1/4, ledit jougs sont fabriqués avec des zones de différentes sections d'acier, tandis que la zone S-coupe de parties de culasse en acier disposées entre des tiges adjacentes couvertes par le réseau d' enroulement, et aire de section S v des tiges d'acier sont liées

S: S v = 1,5 ÷ 2.

shunts annulaires peuvent être pourvus de fentes axiales.

Le réacteur électrique polarisation magnétique proposée est illustrée par des dessins.

réacteur ELECTRIC avec polarisation réacteur ELECTRIC avec polarisation

Fig. La figure 1 représente la construction du système magnétique avec les enroulements du réacteur en coupe transversale selon l'axe principal de la figure 2 - une section de réacteur dans le plan de la figure 3 est donné dans deux saillies annulaires shunt.

Le système magnétique comprend un réacteur noyaux 1, les deux culasses (horizontal) - top 2 et le fond 3, deux culasses latérales 4. Toutes les tiges 1 disposées enroulements de commande adjacents 5. Dans le réacteur, il y a trois (le nombre de phases A, B et C) réseau d'enroulement 6, chaque réseau enjambe deux voisins noyau d'enroulement des enroulements de commande.

Aux extrémités des enroulements contre les étriers 2 et 3 sont placés en shunt annulaire enroulé bande d'acier électrique à 7 ayant une section radiale 8. 2 et 3 qui sont faites par ces shunts forme correspondante section d'enroulement se termine en saillie au-delà des contours du système magnétique (ces contours - la ligne 2 et la culasse 3 en plan sur la figure 3 sont représentés en traits interrompus). Pour effectuer des shunts anneau de forme complexe, lors de l'enroulement d'une bande portant acier électrique insère 9 entre les spires de tôles d'acier de bande de longueur et de largeur, une largeur de la bande variable.

shunts annulaires peuvent être pourvus de fentes axiales 10.

Pour la facilité de mise en oeuvre et l'installation, pour une meilleure shunts anneau de refroidissement peut être continu ou assemblé en deux parties, dans ce dernier cas, entre ces parties il y a un canal 11 qui, à fig.1,2 et 3 représenté en pointillés.

Les culasses 2 et 3 ont des parties 12 situées entre les noyaux adjacents 1 couverts par le réseau 6. Ces parties d'enroulement 12 en comparaison avec d'autres parties et la culasse 2 culasses latérales 3 et 4 sont en acier coupe agrandie.

enroulement de commande au moyen de laquelle l'aimantation des tiges de commande de puissance du réacteur sont reliés à une source régulée de tension continue, tandis que diverses options contrôlent la connexion d'enroulement. Par exemple, chaque paire d'enroulements de commande 5, couverte par le réseau d'enroulement 6 peuvent être connectés en série en opposition, et les trois paires de réacteur en phase trois enroulements de commande peuvent être connectés en parallèle.

Réseau triphasé d'enroulement 6 peut être connecté en étoile avec un zéro (ou un autre circuit triphasé) et connecté à une tension alternative triphasée.

Réacteur d'aimantation électrique construit conformément à la formule de la présente invention fonctionne comme suit.

Lors du raccordement de l'enroulement 6 à l'alimentation secteur et éteint la source régulée de courant continu dans les deux barres voisines 1 , ayant la même grandeur et la direction du flux magnétique alternatif avec l'amplitude P m, est fermée par la culasse 2 et 3 , et 4 barres latérales du système magnétique. L'amplitude du flux F m est approximativement égal à l'écoulement de tiges de saturation F s (ce qui correspond à l'utilisation la plus efficace des barres d'acier) et le flux magnétique permanent est absent. Toutes les sections du système magnétique (tous les noyaux et culasses) le débit total ne dépasse pas le flux de saturation * s (égale à l'acier saturation de l' induction, multipliée par la section de l' acier), de sorte que le courant de réacteur est pratiquement très faible. Un tel réacteur est appelé mode veille.

La puissance du réacteur est contrôlé en connectant les bobines de magnétisation contrôler l'alimentation en courant continu régulé, tel que le convertisseur réglementé (redresseur). Lorsqu'il est connecté à un contrôle redresseur enroulements dans leur courant se produit, ce qui conduit à l'émergence et la montée des flux de polarisation F 0 (composante continue dans la courbe de débit). Dans les barres voisines qui en découlent # 0 est dirigé dans le sens opposé (sens inverse pour la commutation des enroulements de commande), de sorte qu'il est essentiellement fermé sur le chemin le plus court à travers les parties de culasse 12 se trouvant entre les tiges 1 d'une phase. Etant donné que le flux de polarisation F 0 est superposée en alternance de flux Fs, le flux résultant commence à se déplacer dans la zone de saturation de l' acier, à savoir les tiges sont saturés avec une certaine partie de la période. A son tour, la saturation des tiges conduit à augmenter et le courant dans l'enroulement de puissance 6. En augmentant la tension de courant continu sur l'enroulement 5 contrôle le biais de courant augmente, ce qui augmente les intervalles de temps dans chaque période lorsque la tige est à l'état saturé (ie. E. Lorsque l'écoulement de la tige flux de saturation supérieure Fs), en fonction de l'augmentation et le courant de ligne. Il existe un mode intermédiaire spécial, dans lequel le flux de polarisation F 0 devient égale à l'amplitude du flux magnétique alternant F m. Ce mode est caractérisé en ce que pendant les tiges d'état saturé identiques et égaux à la moitié de la période de la sinusoïde, et par les différentes directions du m alternatif flux F et un débit constant F 0 tiges d' enroulement, une moitié de la période est saturée avec une tige et l'autre réseau couvert - d' autre part . Ce mode est appelé saturation demi-cycle. Dans ce mode, les harmoniques de courant du réacteur sont pratiquement absents, et le courant est purement sinusoïdal, donc réacteur à aimantation contrôlable est conçu de telle sorte que son régime nominal était proche du régime de saturation demi-cycle.

Après avoir atteint un point où le flux magnétique de la tige toute la période est égale ou supérieure au flux de saturation, le courant alternatif atteint la valeur maximale possible et n'a pas augmenté depuis perméabilité magnétique différentielle est devenu saturé devient proche de perméabilité du vide. Dans ce mode, appelé mode entier saturation, le réacteur devient inductance linéaire dans les harmoniques supérieures actuelles sont presque inexistants. Cependant, ce mode est caractérisée par un grand courant dans les enroulements de commande, t. E. Des pertes importantes dans ces enroulements. Par conséquent, ce mode est utilisé comme mode d'amplification de puissance à court terme. Dans ce mode, le flux magnétique de saturation dans l' ensemble de la section de culasse 12 entre les bornes 1 de chaque phase devient très importante, étant donné que la polarisation de flux F 0 est augmentée à une valeur du flux magnétique F m amplitude variable. Cependant, ces zones 12 ont une surface de section transversale accrue, de sorte qu'ils ne seront pas satisfaits, et le courant du réacteur ne soit pas faussée, purement sinusoïdal. Une telle distorsion serait le cas si les parties de culasse ont augmenté l'article (comme dans le prototype). D'autres calculs ont montré qu'une augmentation de la section doit être au moins 1,5 fois par rapport à la surface de section de la barre d'acier 1, en tant que avec moins de distorsion dans le domaine du courant de réacteur de réseau devient plus grande permise. Une augmentation de plus de 2 fois et pas rationnel, t. K. Un flux magnétique dans ces zones ne sont pas plus que doubler le débit F m.

En fonctionnement, le réacteur en cours d'enroulement est démarrée (dans les enroulements) génère un champ magnétique parasite. Cette zone de diffusion présente une induction maximale au milieu de la hauteur des enroulements, et le ferme sur les enroulements, en passant principalement à travers les extrémités des enroulements. Si le champ de diffusion ne sont pas "envoyer" certaines mesures structurelles, il sera "éclater" apporter des courants de Foucault dans toute la conception des pièces métalliques (poutres de presse, jougs, parois du réservoir, etc ..). Ces courants de Foucault se traduisent par une augmentation significative des pertes de puissance dans le réacteur à un chauffage local dangereux. Pour les réacteurs de grande puissance, ils les menacent inopérable. Shunts bague montée sur les extrémités des enroulements champ de dispersion concentrée. le champ de diffusion fait partie d'une annulaires courses shunt le long des feuilles d'acier (feuilles le long de la bande) et se déplaçant dans la culasse à travers l'espace sous le joug. shunts annulaires ont une forme compliquée afin de «bloquer» les extrémités des enroulements étendant à l'extérieur du contour du système magnétique (circuit de culasse). Concentrées dans la fuite de dérivation du flux annulaire est maximale dans la section transversale de la dérivation au niveau de la ligne de la culasse, puisque à cette ligne de fuite de flux seulement accumuler, et pour cette ligne, il commence à se déplacer dans la culasse. Dans cette même zone anneau en acier section shunt est minime. Des calculs supplémentaires montrent que, en fonction du rapport des dimensions géométriques des enroulements et le système de flux magnétique concentré est 1/8-quart du flux magnétique de la barre centrale, de sorte que l'aire de section transversale minimale du shunt annulaire en acier par rapport à la surface de section transversale moyenne de la tige en acier doit être dans la même gamme. Si la surface en coupe transversale inférieure à la valeur minimale, alors il y a une saturation du shunt en acier, ce qui entraîne une redistribution indésirable du flux magnétique entre les couches et d'augmenter la perte de chaleur. L'augmentation de la section transversale au-delà de la limite supérieure perdue en raison de l'excès de poids a commencé à augmenter shunts.

Le champ magnétique de fuite dans la direction radiale non uniforme, de sorte que le shunt entre les couches sont des flux de champs magnétiques annulaires. Dans le même temps en raison du flux magnétique à travers le ruban d'acier des courants de Foucault, ce qui entraîne des pertes énormes et le chauffage. Afin de réduire les pertes et les shunts de chaleur de l'anneau, ils sont réalisés avec des coupes axiales. La section radiale de l'anneau du shunt est nécessaire afin d'éviter un court-circuit, couvrant le réseau principal de flux magnétique d'enroulement.

Également possible de réalisation d'une seule phase variante de réalisation triphasée, tout en maintenant le courant triphasé tous les composants de la conception du réacteur, mais réduit d'autant le nombre de tiges et de bobines.

L'efficacité de l'aimantation gérée réacteur électrique proposée et ses indicateurs techniques et économiques élevés sont confirmés par des calculs et de la modélisation physique. Par rapport à l'analogique et le prototype, l'invention a l'avantage - l'amélioration de la forme d'onde de courant, les pertes diminuent et la consommation de matière.

Livres d'occasion

1. électrique magnétisation du réacteur. RF brevet 1762322, H 01 F 29/14. Bulletin des inventions 34 1992

2. de base pour les appareils électriques. Paul A. Vanse. Brevet US n ° 2287382. demande Juli 23, 1940, N ° de série 346904. Patendet décembre 23 1941.

REVENDICATIONS

1. réacteur à aimantation électrique comprenant un système magnétique avec des tiges moyennes, jougs, deux chapes latérales agencé pour commander des bornes d'enroulement secondaire connecté à une source régulée de tension continue et le réseau d'enroulement couvrant deux enroulements de commande de barres adjacentes incluses compteur, dans lequel en ce qu'entre les extrémités des enroulements et des jougs a shunts annulaire avec une fente radiale, dans lequel chacune de ladite dérivation enroulé annulaire à partir d'une bande d'acier électrique et avec des inserts en tôle d'acier électrique ayant une largeur égale à la largeur de ladite insertion de ruban placé entre les couches, ledit shunts annulaires sont réalisés sous la forme correspondant à la forme de la section transversale des enroulements extrémités faisant saillie au-delà de contour du système magnétique, le rapport de la section transversale minimum de chaque shunt annulaire en acier à la section transversale de chaque moyen de la tige d'acier est comprise dans l'intervalle de 1/8 à 1/4, ladite culasse sont fabriqués avec des zones de sections transversales différentes acier et la surface de section parties de culasse en acier S disposées entre des tiges adjacentes visées par l'enroulement S réseau et la zone CT-coupe de tiges d'acier reliées par la relation S: S v = 1,5 ÷ 2.

2. réacteur à aimantation électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que les tronçons annulaires sont pourvus shunts axiales.

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Date de publication 15.02.2007gg