| 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 RU2027239
Струмообмежуючими реакторної ПРИСТРІЙ
Ім'я винахідника: Серяков К.І.
Ім'я патентовласника: Всеросійський електротехнічний інститут им.В.И.Ленина
Адреса для листування:
Дата початку дії патенту: 1992.01.13
Використання: в електротехніці, а саме в пристроях обмеження струму короткого замикання в мережі. Суть винаходу: пристрій містить каркас 1, на якому розміщена друга обмотка 2, зовні якої перебуває третя багатошарова обмотка 3. Зовні обмотки 3 розміщена перша обмотка 4, виконана з надпровідного матеріалу. Обмотки 3 і 4 з'єднані між собою послідовно так, щоб створювані або при протіканні струму магнітні поля складалися. Зазначені обмотки паралельно з'єднані з обмоткою 2 так, щоб магнітні поля взаємознищувалися. Пристрій забезпечує зменшення габаритів.
ОПИС ВИНАХОДИ
Винахід відноситься до електротехніки, а саме до пристроїв обмеження струму короткого замикання в мережі, який використовує перехід надпровідникових матеріалів в резистивное стан.
Відомо струмообмежуючими пристрій [1], що містить дві зустрічно навиті на каркас обмотки, які з'єднані паралельно, причому одна з паралельних гілок містить і резистивний елемент. Такий пристрій служить як струмообмежувальним реактором при перехідних процесах при включенні комутаційного апарату, так і демпфирующим резистором при відключенні апарату. Його запропоновано використовувати в якості шунтирующего комутаційний апарат для обмеження кидків струму і перенапруг, що виникають при комутаціях. Воно не може бути використано для обмеження струму в ланцюзі при коротких замиканнях в ній.
Найбільш близьким до пропонованого є струмообмежуючими пристрій [2], що містить дві однакові за кількістю витків обмотки, з'єднані паралельно, зустрічно навиті на один каркас і виконані з надпровідників. При протіканні робочого струму, який менше критичного струму надпровідників, такий пристрій практично не має ні активного, ні реактивного опору. При збільшенні струму при короткому замиканні внаслідок перевищення струмом критичного значення надпровідник переходить в резистивное стан і виникло активний опір обмежує зростання струму короткого замикання. Недоліком такого пристрою є потреба у відносно великій кількості надпровідників, так як їх сумарна перетин повинно бути розраховане на протікання робочого струму.
Мета винаходу - зменшення кількості надпровідникових матеріалів, використовуваних в струмообмежуючими пристрої.
Мета досягається тим, що в струмообмежуючими реакторному пристрої, що містить принаймні дві паралельно з'єднані і навиті зустрічно обмотки, причому принаймні перша обмотка виконана з матеріалу, що володіє при робочій температурі властивість надпровідності по відношенню до електричного струму, міститься третя обмотка, виконана з матеріалу з резистивним властивостями при робочій температурі, причому третя обмотка з'єднана послідовно з першої, має однакове з нею напрямок намотування і розташована між першим і другим обмотками.
Зазначені ознаки відсутні у відомих технічних рішеннях.
 |
 |
На фіг. 1 представлено струмообмежуючими реакторне пристрій; на фіг. 2 - пристрій з великим числом обмоток і з магнітопроводом.
Пристрій (фіг. 1) містить каркас 1, на якому розміщена друга обмотка 2, навита зі звичайного резистивного провідника, який не володіє надпровідність при робочій температурі пристрої, наприклад з міді. Зовні обмотки 2 знаходиться третя багатошарова обмотка 3, виконана і з резистивного матеріалу. Зовні обмотки 3 розміщена перша обмотка 4, виконана з сверхпроводникового матеріалу, наприклад з стрічки керамічного металооксидних високотемпературного надпровідника. Обмотки 4 і 3 з'єднані між собою послідовно так, щоб створювані ними при протіканні струму магнітні поля складалися. Ці послідовно з'єднані обмотки з'єднуються паралельно з обмоткою 2 так, щоб створювані ними всередині обмотки 2 магнітні поля взаємознищувалися. У разі виготовлення обмотки 4 з сучасних надпровідників пристрій повинен поміщатися в кріостат. Однак оскільки є повідомлення про можливість створення надпровідників з температурою переходу в надпровідний стан, близький до 0 ° С і вище, кріостат на схемі не вказано.
Пристрій працює наступним чином
При протіканні робочого струму він розподіляється по обмоткам обернено пропорційно числу витків в обмотці 2 і сумарному числу витків в обмотках 3 і 4, при цьому струм, що протікає по надпровідникової обмотці 4, не досягає критичного значення. У разі виникнення короткого замикання в мережі повний струм починає зростати, одночасно зростає струм в надпровідникової обмотці 4, після досягнення ним критичного значення надпровідник переходить в резистивное стан і при досить високому значенні його опору струм починає перерозподілятися, в основному протікаючи вже по обмотці 2. Індуктивне опір цієї обмотки обмежує струм короткого замикання.
Додавання обмоток 3, розташованих усередині надпровідникової обмотки 4, призводить до збільшення сумарного числа витків і зменшення струму, що протікає по обмотці 4 в робочому режимі. Це дозволяє зменшити перетин надпровідника в обмотці 4. Так як при цьому не збільшується сумарна довжина надпровідника, яка визначається відношенням робочої напруги до твору критичної щільності струму на питомий опір надпровідника при надкритичних токах, то додавання обмотки 3 дозволяє зменшити сумарну кількість надпровідника без погіршення токоограничивающих характеристик пристрою. Розміщення обмотки 3 між обмотками 2 і 4 дозволяє зменшити вплив магнітного поля обмоток 2 і 3 на надпровідник обмотки 4, і тому таке рішення обмоток дозволяє досягти максимальних значень критичної щільності струму в надпровіднику, і сприяючи зменшенню кількості використовуваного надпровідника. При незмінних габаритах обмотки 2 додавання обмотки 3 призводить до того, що при струмі, що дорівнює порогу спрацювання пристрою, магнітне поле в проміжку між обмотками 2 і 3 збільшується в порівнянні з критичним магнітним полем надпровідника. Відповідно збільшується магнітне поле всередині обмотки 2, коли струм досягне рівня струмообмеження, або, що те ж саме, збільшується індуктивність пристрою в режимі струмообмеження. Це означає, що додавання обмоток 3 при заданому значенні індуктивності дозволяє зменшити габарити пристрою або при незмінних габаритах збільшити номінальний струм.
Додаткові обмотки можуть перебувати не тільки всередині надпровідникової обмотки 4, але і зовні неї, але при цьому між надпровідникової і основний резистивной обмотками. На фіг. 2 на каркас 1 навита друга основна (резистивная) обмотка 2. Далі є послідовно з'єднані третя обмотка 3 і перша сверхпроводниковая 4. Паралельно третьої обмотці 3 приєднана п'ята обмотка 5, розташована зовні першої (надпровідникової) обмотки 4. Завершальною є четверта резистивная обмотка 6. обмотки 2 і 6 мають напрямок намотування, протилежне обмоткам 3, 4 і 5. Перевагою конструкції на фіг. 2 в порівнянні з фіг. 1 є те, що при однаковій товщині надпровідника в обмотці 4 в конструкції по фіг. 2 надпровідник має більший критичний струм внаслідок менших значень найбільшого магнітного поля на його бічній поверхні.
Перевагою запропонованого пристрою в порівнянні з прототипом є можливість значного скорочення кількості надпровідникових матеріалів за рахунок скорочення перетину надпровідників без одночасного збільшення їх довжини, так як необхідне збільшення довжини відповідної обмотки проводиться за допомогою звичайних провідникових матеріалів.
ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
1. струмообмежуючими реакторної ПРИСТРІЙ, що містить дві обмотки, перша з яких виконана з надпровідника, що відрізняється тим, що воно забезпечене третьої обмоткою, розташованої між першими двома, третя обмотка з'єднана послідовно з першої і має однакову з нею напрямок намотування, зазначені обмотки паралельно з'єднані з другий обмоткою і мають зустрічну з нею напрямок намотування.
2. Пристрій за п. 1, яке відрізняється тим, що воно забезпечене четвертої і п'ятої обмотками, причому четверта обмотка має однаковий напрямок намотування з другої обмоткою, з'єднана з нею паралельно і розташована по інший бік щодо першої обмотки, п'ята обмотка з'єднана паралельно з третьої обмоткою , має однакове з нею напрямок намотування і розташована між першою і четвертою обмотками.
Версія для друку
Дата публікації 05.04.2007гг
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.