| початок розділу
Виробничі, аматорські радіоаматорські Авіамодельний, ракетомодельного Корисні, цікаві |
хитрощі майстру
електроніка фізика технології винаходи |
таємниці космосу
таємниці Землі таємниці Океану хитрощі Карта розділу |
  |
| Використання матеріалів сайту дозволяється за умови посилання (для сайтів - гіперпосилання) | |||
Навігація: => |
На головну / Каталог патентів / В розділ каталогу / Назад / |
|
ВИНАХІД
Патент Російської Федерації RU2212723
ЕЛЕКТРОІНДУКЦІОННОЕ ПРИСТРІЙ
Ім'я винахідника: Брянцев Олександр Михайлович
Ім'я патентовласника: Брянцев Олександр Михайлович
Адреса для листування: 140105, Московська обл., М Раменське, вул. Чугунова, 38, кв.10, А.М.Брянцеву
Дата початку дії патенту: 2001.06.29
Винахід відноситься до електротехніки і може бути використано в керованих реакторах для компенсації реактивної потужності або ємнісного струму замикання на землю в електричних мережах. Технічний результат полягає в зменшенні витрат матеріалів. Пристрій містить магнітну систему з двома середніми і бічними стержнями і двома ярмамі. На середніх стержнях розташовані секції обмотки з підключеним до її середніх точок керуючим перетворювачем. Середні стрижні виконані зі зменшеним від двох до трьох разів перетином по відношенню до сумарного перетину ярм і бічних стрижнів, і одночасно з цим висота стрижнів з точністю до 5% дорівнює добутку ефективного перетину обмотки на ставлення магнітної постійної до номінальної провідності пристрою.
ОПИС ВИНАХОДИ
Винахід відноситься до області електротехніки і може бути використано для керованих підмагнічуванням реакторів, які встановлюються в електричній мережі для компенсації реактивної потужності або ємнісного струму замикання на землю.
Відомо електроіндукціонное пристрій [1], що містить магнітну систему, виконану з двох сердечників з ярмамі і стрижнями. Для забезпечення синусоидальности споживаного струму в номінальному режимі і, як наслідок, зменшення спотворень у всьому діапазоні регулювання стрижні, на яких розміщена секціонірованная обмотка, забезпечені ділянками зменшеного перетину. Недоліком [1] є збільшене по відношенню до зменшеним ділянках перетин стрижнів і ярем сердечників, що приводить до збільшення витрати матеріалів і втрат в пристрої.
Частково недоліки [1] усунені у відомому електроіндукціонном пристрої [2], що є найбільш близьким за технічною сутністю до пропонованого винаходу. На відміну від аналога [1] магнітна система пристрою-прототипу виконана у вигляді єдиної конструкції, що складається з двох ярем і чотирьох стрижнів - двох середніх і двох бічних. Два середніх стрижня виконані з ділянками зменшеного перетину і на них розташовані секції суміщеної обмотки змінно-постійного струму. Виконання магнітної системи у вигляді єдиної конструкції дозволило розділити змінний і постійний магнітні потоки і скоротити шляхи їх замикання, що забезпечило зменшення витрат матеріалів на ярма і втрат в них. Однак, як і в аналогу [1], стрижні, на яких розташовані секції обмотки, виконані з ділянками зменшеного перетину. В результаті збільшене по відношенню до цих ділянок перетин стрижнів призводить до підвищеної витрати матеріалів як на самі стрижні, так і на обмотку, яка на них розташована.
Метою винаходу є зменшення витрат матеріалів і втрат за рахунок зміни конструкції і введення нових зв'язків (співвідношень) між її елементами.
Поставлена мета досягається тим, що в електроіндукціонном пристрої, що містить магнітну систему з двома ярмамі, двома середніми і двома бічними стержнями, середні стрижні, на яких розташовані секції обмотки, виконані суцільними, причому сума їх поперечного перерізу від двох до трьох разів менше суми перетину Ярем і бічних стрижнів, а висота стрижнів з точністю до 5% дорівнює добутку ефективного перетину обмотки на ставлення магнітної постійної до номінальної магнітної провідності пристрою.
 |
Новим в пропонованому винаході є змінена конструкція і нові зв'язки між елементами. Середні стрижні виконані суцільними, їх поперечний переріз співвідноситься певним чином з сумою перетинів Ярем і бічних стрижнів, а висота - з ефективним перерізом обмотки і номінальною магнітної провідністю пристрою. Пристрій пояснюється кресленнями. На фіг.1 показана конструкція магнітної системи, порядок розміщення секцій обмотки і схема їх електричних з'єднань з зазначенням характерних геометричних розмірів. Магнітна система містить два середніх стержня 1, два бічних стрижня 2 і два ярма 3. На середніх стержнях 1 розташовані секції обмотки змінно-постійного струму 4. До середніх точок і відгалуженням обмотки 4 підключений керуючий перетворювач 5. На фіг.2. наведені осцилограми споживаного з мережі електричного струму пристрою 6 напруги електричної мережі 7, напруги керуючого перетворювача 8 і магнітних потоків в середніх стрижнях магнітної системи 9, 10. |
Електороіндукціонное пристрій, виконаний відповідно до формули пропонованого винаходу, працює таким чином. При підключенні висновків обмотки 4 до електричної мережі змінного струму (А-Х) в непрацюючому керуючому перетворювачі 5 в середніх стержнях 1 виникають однакові за величиною і напрямком змінні потоки з амплітудою Ф m, замикаються через бічні стрижні магнітної системи 2. Амплітуда потоків Ф m приблизно дорівнює потоку насичення середніх стрижнів Ф S, а постійний магнітний потік Ф 0 відсутній. Ні в одному з перерізів муздрамтеатру магнітні потоки не перевищують потоків насичення Ф S і струм пристрою практично дорівнює нулю. Цей режим ще називають режимом холостого ходу. Графік зміни електричного струму 6, напруг 7, 8, магнітних потоків 9, 10 показаний для цього випадку на фіг. 2 в інтервалі часу t 0 -t 1.
При включенні в роботу керуючого перетворювача 5 між середніми точками 0, 0 'обмотки 4 виникає регульоване по величині і знаку випрямлена напруга 8, що в свою чергу призводить до появи і наростання в муздрамтеатрі потоку підмагнічування Ф 0, замикається через середні стрижні 1 і ярма 3 . в результаті змінна складова потоків Ф 1 і Ф 2 середніх стрижнів 1 починає зміщуватися в область технічного насичення кривої намагнічування і, як наслідок, це призводить до насичення середніх стрижнів 1 і зростання струму 6 в обмотці 4. у міру наростання потоку підмагнічування Ф 0 час насиченого стану середніх стрижнів і наростає (див. фіг.2, інтервал часу t 1 -t 2).
У номінальному режимі, крім змінних потоків Ф m, в середніх стрижнях замикаються постійний потік Ф він, і рівний за величиною потоку насичення середніх стрижнів Ф S. В результаті час насиченого стану кожного зі стрижнів одно рівно половині періоду. Причому за рахунок різних напрямків змінних Ф m і постійного потоку Ф 0 в середніх стержнях 1 одну половину періоду насичений один стрижень, а іншу - інший (див. Фіг.2, інтервал часу t 2 -t 3).
При подальшому збільшенні потоків подмагничивания Ф 0 змінний струм 6 пристрої продовжує збільшуватися (див. Фіг. 2, інтервал часу t 3 -t 4) аж до повного насичення середніх стрижнів (див. Фіг.2, інтервал часу t 4 -t 5). Величина потоку підмагнічування Ф 0max при цьому стає рівною дворазовому значенням потоку насичення середніх стрижнів Ф S.
Принциповою особливістю роботи пристрою є те, що в номінальному режимі, як і прототип, воно споживає синусоїдальний струм. Як наслідок, це забезпечує значне зниження гармонік струму і у всьому діапазоні регулювання від холостого ходу і аж до повного насичення середніх стрижнів. Це відбувається завдяки рівності в межах технологічного допуску висоти стрижня твору ефективного перетину обмотки на ставлення магнітної постійної до номінальної провідності пристрої: 
g п - номінальна магнітна провідність пристрої;
D вн - внутрішній діаметр обмотки;
b - радіальний розмір обмотки;
до дon = ± 0,05 - допуск на відхилення параметрів при проектуванні і виготовленні.
При виконанні співвідношення (1) магнітна провідність пристрою в номінальному режимі залишається незмінною. Пристрій весь час знаходиться в стані, коли один з середніх стрижнів насичений, а інший ні. Отже, споживаний з мережі струм 6 має строго синусоїдальну форму.
На відміну від прототипу в пропонованому пристрої не потрібна наявність ділянок зменшеного перетину в середніх стрижнях для забезпечення синусоидальности струму в номінальному режимі. При виконанні співвідношення (1) це досягається при незмінному по всій висоті перетині стрижнів. Відсутність в пропонованому пристрої розширеної по перетину ненасищаемой частини середніх стрижнів до 1,5-2,0 раз скорочує витрати матеріалу як на самі стрижні, так і на обмотку змінно-постійного струму і втрати в них.
Наступною важливою особливістю роботи запропонованого пристрою є те, що ярма 3 і бічні стрижні 2 у всіх режимах роботи пристрою не повинні насичуватися. В іншому випадку це призводить до спотворення струму 6 і збільшення втрат в пристрої за рахунок випинання поля за межі магнітної системи. З іншого боку, ступінь збільшення перетину бічних стрижнів і ярем не повинна перевищувати доцільних значень, інакше це призводить до перевитрати матеріалів на виріб.
 |
Для здійснення умов ненасищаемості Ярем 3 і бічних стрижнів 2 і можливого мінімуму витрати матеріалів їх сумарне перетин в стільки разів повинна перевищувати сумарний перетин середніх стрижнів, у скільки разів значення суми постійного потоку 0 і амплітуди змінного потоку Ф m перевищує потік насичення середніх стрижнів Ф S. Якщо діапазон зміни режимів знаходиться в межах від холостого ходу до номінального (див. Фіг. 2, інтервал t 1 -t 2), сумарне перетин Ярем і бічних стрижнів повинна перевищувати суму перетинів середніх стрижнів в два рази (фіг.2, інтервал t 2 -t 3). У граничному випадку, відповідному повного насичення середніх стрижнів (фіг. 2, інтервал t 4 -t 5), це співвідношення має зрости до трьох. Саме цей діапазон співвідношення перерізів обговорений в пропонованому винаході. |
Працездатність пропонованого електроіндукціонного пристрою і його високі техніко-економічні показники підтверджені моделюванням і розрахунками. У порівнянні з аналогом і прототипом пропоноване винахід має основною перевагою - зменшенням витрат матеріалів і втрат. Як додаткова перевага можна розглядати спрощення конструкції середніх стрижнів магнітної системи (виключені ділянки зменшеного перетину).
ДЖЕРЕЛА ІНФОРМАЦІЇ
1. Електроіндукціонное пристрій. Патент 1164795, Н 01 F 27/34; Н 01 F 29/1. Бюлетень винаходів 24, 1985 г.
2. Авторське свідоцтво СРСР 1706322, Н 01 F 29/14, 1985 г. Для службового користування.
ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
Електроіндукціонное пристрій, що містить магнітну систему з двома ярмамі, двома бічними і двома середніми стержнями, на середніх стержнях розташовані секції обмотки, до середніх точок якої підключений керуючий перетворювач, що забезпечує виникнення в середніх стрижнях замикаються через бічні стрижні однакових за величиною і напрямком змінних магнітних потоків і керованих за величиною різноспрямованих постійних магнітних потоків, що відрізняється тим, що сума поперечних перерізів середніх стрижнів в 2-3 рази менше суми поперечних перерізів ярем і бічних стрижнів, а висота стрижнів з точністю до 5% дорівнює добутку ефективного перетину секції обмотки на ставлення магнітної постійної до номінальної магнітної провідності пристрою.
Версія для друку
Дата публікації 15.02.2007гг
Коментарі
Коментуючи, пам'ятайте про те, що зміст і тон Вашого повідомлення можуть зачіпати почуття реальних людей, проявляйте повагу та толерантність до своїх співрозмовників навіть у тому випадку, якщо Ви не поділяєте їхню думку, Ваша поведінка за умов свободи висловлювань та анонімності, наданих інтернетом, змінює не тільки віртуальний, але й реальний світ. Всі коменти приховані з індексу, спам контролюється.