| 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 RU2027240
струмообмежуючими РЕАКТОР
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 для обмеження струму короткого замикання в електричному ланцюзі. Суть винаходу: пристрій містить діелектричний каркас 1, на який нанесена обмотка 2 із звичайного провідникового матеріалу. Поверх обмотки 2 навита обмотка 3, виконана з надпровідного матеріалу і має напрям, протилежний намотуванні обмотки 2. Обмотки 2 і 3 з'єднані паралельно. Поверх обмотки 3 навита обмотка 4, виконана зі звичайного провідникового матеріалу. Ця обмотка з'єднана послідовно з обмотками 2 і 3. Пристрій забезпечує економію сверхпроводникового матеріалу.
ОПИС ВИНАХОДИ
Винахід відноситься до електротехніки, а саме до пристроїв для обмеження струму короткого замикання в електричному ланцюзі.
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 демпфірущім резистором при відключенні апарату. Воно може бути використано в якості шунтирующего комутаційний апарат для обмеження кидків струму і перенапруг, що виникають при комутаціях струму вимикачами або роз'єднувачами. Однак його не можна застосовувати для обмеження струму в ланцюзі при коротких замиканнях в ній.
Найбільш близьким до пропонованого є струмообмежуючими пристрій [2] 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 подальше 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 реакторі, що містить дві вкладені одна в одну, паралельно з'єднані і навиті зустрічно обмотки, причому принаймні одна обмотка виконана з матеріалу, що володіє при робочій температурі властивість надпровідності по відношенню до електричного струму, є принаймні три обмотки, причому принаймні одна з обмоток виконана з матеріалу, який не володіє властивістю надпровідності при робочій температурі, а суміжні обмотки виконані з матеріалів з різними властивостями щодо надпровідності.
Зазначені ознаки відсутні у відомих технічних рішеннях.
 |
 |
На фіг. 1 зображено запропоноване пристрій з послідовно-паралельним з'єднанням обмоток; на фіг.2 - варіант з паралельним з'єднанням обмоток і з магнітопроводом.
Пристрій (фіг. 1) містить діелектричний каркас 1, на який нанесена обмотка 2 із звичайного провідникового матеріалу. Поверх обмотки 2 навита обмотка 3, виконана з надпровідного матеріалу і має напрямок намотування, протилежне намотуванні обмотки 2. Обмотки 2 і 3 з'єднані паралельно. Поверх обмотки 3 навита обмотка 4, виконана зі звичайного провідникового матеріалу. Ця обмотка з'єднана послідовно з обмотками 2 і 3 і має напрямок намотування, однаковий з обмоткою 3. Доцільно, щоб обмотка 2 мала кількість витків, що перевищує число витків в обмотці 3.
Пристрій працює наступним чином
При протіканні робочого струму після його переходу з обмотки 4 в обмотки 2 і 3 він перерозподіляється між останніми так, що сумарна магнітне поле всередині пристрою практично дорівнює нулю, тобто нульове значення має індуктивний опір пристрою. При зростанні струму при виникненні короткого замикання в мережі і перевищенні його граничного значення надпровідна обмотка переходить в резистивное стан, в результаті чого струм через неї практично перестає рости. Це означає, що при токах короткого замикання індуктивний опір пристрою визначається тільки послідовно з'єднаними обмотками 2 і 4. Що виникає індуктивний опір обмежує зростання струму короткого замикання.
Перевага розміщення третьої обмотки 4 зі звичайного провідника, яка відокремлена від іншої такої обмотки 2 обмоткою 3 з надпровідного матеріалу, полягає в тому, що на надпровідники в обмотці 3 діють менші магнітні поля в порівнянні з варіантом, відповідним прототипу (тобто варіантом, мають ту ж індуктивність ненадпровідний обмотки, що і спільно обмотки 2 і 4 запропонованого пристрою). Так як критична щільність струму сучасних керамічних високотемпературних надпровідників сильно залежить від магнітного поля, це дозволяє застосовувати в пристрої сверхпроводниковая обмотку з меншим перетином і меншою довжиною надпровідника, тобто домогтися економії надпровідникових матеріалів.
Подальше зниження магнітного поля, що впливає на надпровідник, можливо шляхом подальшого збільшення числа вкладених один в одного обмоток, в тому числі надпровідних обмоток. На фіг. 2 зображений варіант з двома сверхпроводниковая обмотками і двома обмотками зі звичайного матеріалу. Пристрій має циліндричний каркас 1, на який в порядку, що чергується навито обмотки 2 із звичайного матеріалу і обмотки 3 з сверхпроводникового матеріалу. В даному випадку все обмотки з'єднані паралельно, причому суміжні обмотки мають зустрічний напрямок обмотки. Для збільшення індуктивного опору в режимі струмообмеження пристрій забезпечений магнітопроводом 4, який може мати, як в наведеному випадку, або не мати повітряного зазору. Для більш рівномірного розподілу струмів можуть бути застосовані вирівнюють котушки 5 індуктивності або інші індуктивні елементи.
Пристрій на фіг. 2 працює наступним чином
У робочому режимі електричного кола протікають струми менше критичного струму для надпровідникових обмоток, тому струм по обмотках розподіляється обернено пропорційно числу витків в обмотках, в результаті чого магнітне поле всередині каркаса практично повністю компенсується і струмообмежуючими пристрій володіє дуже незначним активним і реактивним опором. При перевищенні струмом критичного значення надпровідникові обмотки переходять в резистивное стан, приріст струму відбувається в основному в обмотках, виготовлених зі звичайного провідника, і так як вони мають однаковий напрямок намотування, це веде до появи індуктивного опору.
Застосування декількох пар обмоток в пристрої по фіг. 2 дозволяє в відповідне число разів збільшити номінальний струм в порівнянні з пристроєм, що має одну пару обмоток тих же габаритів. Щоб ці два пристрої зробити рівними по номінальному струмі, мало пропорційно збільшити перетину провідників у звичайній і надпровідникової обмотках, так як в цьому випадку відповідним чином збільшилася б магнітне поле, що впливає на сверхпроводниковая обмотку, що веде до зменшення номінального струму. Для компенсації цього негативного ефекту перетин надпровідника доведеться збільшити. Одночасно доведеться збільшити його довжину, щоб отримати те ж саме значення опору обмотки в резистивном стані. Таким чином, збільшення числа обмотки і в цьому варіанті їх сполуки призводить до економії сверхпроводникового матеріалу.
Коли критичні магнітні поля використовуваних надпровідників малі (менше індукції насичення ферромагнетиков), що характерно для керамічних високотемпературних надпровідників, ефективність пристрою може бути підвищена за рахунок застосування магнітопроводів з повітряним зазором (як зображено на фіг. 2) або без нього. Ефективність пристрою може бути підвищена і за рахунок застосування надпровідних обмоток зі значно більшим числом витків, ніж у обмотки зі звичайних матеріалів (наприклад, в 10 разів і більше), так як при цьому в відповідне число раз може бути зменшено перетин надпровідника, а частина надпровідникової обмотки замінена обмоткою зі звичайного несверхпроводнікового матеріалу.
ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
1. струмообмежуючими РЕАКТОР, що містить дві основні обмотки, одна з яких виконана з надпровідника, що відрізняється тим, що він забезпечений додатковою обмоткою, основні обмотки навито зустрічно і паралельно з'єднані між собою, причому суміжні обмотки мають різні властивості надпровідності.
2. Реактор по п. 1, який відрізняється тим, що основні обмотки з'єднані послідовно з додатковою.
3. Реактор по п.1, що відрізняється тим, що він забезпечений четвертої обмоткою, все обмотки паралельно з'єднані між собою.
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.