RU2638148C2 - Managed reactor with magnifying from permanent magnets - Google Patents

Abstract

FIELD: electricity.

SUBSTANCE: reactor with magnifying contains a main winding, a magnetic system with yokes and rods. The reactor rod is T-shaped with an internal cavity having a constriction. Inside the cavity there is a permanent magnet with the possibility of moving along the axis of the rod. The yokes are L-shaped, and non-magnetic gaps are made between the ends of the yoke and the rod. The change in the magnetic state (the degree of magnifying and saturation) of the narrowed sections of the rod is carried out by the displacement of a permanent magnet in the cavity of the rod.

EFFECT: reduction of overall dimensions, consumption of active materials, losses to magnifying, expansion of the adjustable range of change in inductive resistance of the reactor.

1 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION

Изобретение относится к электротехнике и энергетике, в частности к ферромагнитным устройствам, управляемым подмагничиванием.The invention relates to electrical engineering and energy, in particular to ferromagnetic devices controlled by magnetization.

Уровень техникиState of the art

Известны электрические реакторы с подмагничиванием, содержащие магнитную систему с ярмами и стержнями, основную обмотку в виде катушек, обмотку управления, размещенную ортогонально катушкам основной обмотки, шихтованный магнитопровод стержня выполнен в виде бронестержневого сердечника с боковыми ярмами, сердечник расположен ортогонально относительно оси катушки основной обмотки, а ярма сердечника - параллельно оси основной обмотки, ярма отделены от стержней немагнитными зазорами [1-6]. Этим устройствам присущи недостатки, в частности:Known electrical reactors with magnetization, containing a magnetic system with yokes and rods, the main winding in the form of coils, a control winding placed orthogonally to the coils of the main winding, the charged magnetic core of the rod is made in the form of an armored core with side yokes, the core is located orthogonally relative to the axis of the coil of the main winding, and the core yokes are parallel to the axis of the main winding, the yokes are separated from the rods by non-magnetic gaps [1-6]. These devices have disadvantages, in particular:

- значительные размеры основной обмотки, магнитной системы, обмотки управления, обусловленные размерами обмотки управления и бронестержневого сердечника в поперечном сечении основной обмотки и связанный с этим значительный расход активных материалов;- significant dimensions of the main winding, magnetic system, control winding, due to the size of the control winding and the armored core in the cross section of the main winding and the associated significant consumption of active materials;

- значительные электрические потери на подмагничивание в обмотках управления и связанные с этим увеличенные внешние и габаритные размеры из-за необходимости отвода тепла от указанных обмоток.- significant electrical losses due to magnetization in the control windings and the associated increased external and overall dimensions due to the need to remove heat from these windings.

Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION

Наиболее близким по существу к предлагаемому изобретению является электрический реактор, описанный в [2]. Целью изобретения является уменьшение размеров стержней магнитопровода и всей магнитной системы, основной обмотки, обусловленные наличием обмотки управления, ее размерами и размерами бронестержневого сердечника в поперечном сечении основной обмотки и связанные с этим значительный расход активных материалов а также уменьшение потерь на подмагничивание, внешних и габаритных размеров реактора.The closest to the present invention is the electric reactor described in [2]. The aim of the invention is to reduce the size of the rods of the magnetic circuit and the entire magnetic system, the main winding, due to the presence of the control winding, its size and dimensions of the armored core in the cross section of the main winding and the associated significant consumption of active materials, as well as a decrease in magnetization losses, external and overall dimensions the reactor.

Цель изобретения по уменьшению размеров стержней магнитопровода и всей магнитной системы, основной обмотки, расхода активных материалов, внешних и габаритных размеров реактора а также по уменьшению потерь на подмагничивание достигается тем, что стержень реактора выполнен Т-образным с внутренней полостью, имеющей участок сужения, внутри полости размещен постоянный магнит с возможностью перемещения вдоль оси стержня, ярма выполнены Г-образными, между торцами ярем и стержня выполнены немагнитные зазоры. Изменение магнитного состояния (степени подмагничивания и насыщения) суженных участков стержня производится и перемещением постоянного магнита в полости стержня.The purpose of the invention to reduce the size of the rods of the magnetic circuit and the entire magnetic system, the main winding, the consumption of active materials, the external and overall dimensions of the reactor, as well as to reduce the loss of magnetization is achieved by the fact that the reactor rod is made T-shaped with an internal cavity having a narrowing section inside a permanent magnet is placed in the cavity with the possibility of movement along the axis of the rod, the yokes are made L-shaped, non-magnetic gaps are made between the ends of the core and the rod. A change in the magnetic state (degree of magnetization and saturation) of the narrowed sections of the rod is also made by moving a permanent magnet in the cavity of the rod.

Перечень чертежей и иных материаловList of drawings and other materials

На чертеже приведена конструктивная схема предлагаемого реактора.The drawing shows a structural diagram of the proposed reactor.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретенияInformation confirming the possibility of carrying out the invention

Конструктивная схема предлагаемого реактора приведена на чертеже, прилагаемого к настоящему описанию, и содержит шихтованный из листов электротехнической стали стержень Т-образной формы 1. В средней части стержня выполнена полость прямоугольной формы с параллельными стенками, причем в средней части, где размещается рабочая обмотка 4, полость выполнена с участком сужения. Боковые ярма реактора 2 также выполнены шихтованными из листов электротехнической стали Г-образной формы. Они примыкают к стержню с обмоткой 4 своими торцами, образуя Ш-образную пространственную конструкцию. В одном из торцов ярем выполнены немагнитные вставки 3, образующие зазор между магнитными цепями стержня и ярем реактора. Во внутренней полости стержня 1 установлен постоянный магнит 5, выполненный из высококоэрцитивных материалов (например, из сплава неодим - железо - бор) в виде параллелепипеда с возможностью перемещения в этой полости вдоль стержня. Геометрические размеры постоянного магнита ширина - длина должны быть равны или более размеров взаимодействующего с ним участка стержня (несуженного участка полости). Направление намагниченности постоянного магнита должно быть в поперечном направлении, например справа налево в плоскости чертежа. Магнитное поле этого магнита замыкается через магнитопровод стержня, проходя через участок сужения. Из показанной на чертеже схемы можно определить, что магнитный поток постоянного магнита Ф_пм, замыкающийся через участок сужения, может изменяться в зависимости от положения постоянного магнита или от расстояния l от края стержня до другого края несуженного участка полости, т.е. от 0 до l _max, или магнитный поток изменяется в пределах от 0 до Ф_пмmах. Таким образом, изменение положения постоянного магнита в полости вдоль оси стержня можно регулировать магнитным потоком, замыкающимся через участок сужения, т.е. управлять магнитным состоянием этого участка или степенью насыщения магнитопровода этого участка. Изменение степени насыщения при перемещении постоянного магнита вдоль оси стержня приводит к изменению магнитной проводимости участка с сужением и к изменению индуктивного сопротивления обмотки реактора.A structural diagram of the proposed reactor is shown in the drawing attached to the present description, and contains a T-shaped rod lined from electrical steel sheets 1. In the middle part of the rod, a rectangular cavity with parallel walls is made, and in the middle part where the working winding 4 is located, the cavity is made with a narrowing section. The lateral yokes of the reactor 2 are also made of laminated sheets of L-shaped electrical steel. They adjoin the rod with the winding 4 with their ends, forming a W-shaped spatial structure. In one of the ends of the core, non-magnetic inserts 3 are made, forming a gap between the magnetic circuits of the rod and the core of the reactor. A permanent magnet 5 is installed in the inner cavity of the rod 1, made of highly coercive materials (for example, from a neodymium-iron-boron alloy) in the form of a parallelepiped with the possibility of movement along this rod in this cavity. The geometric dimensions of the permanent magnet width - length must be equal to or greater than the dimensions of the rod portion interacting with it (unstressed cavity portion). The direction of magnetization of the permanent magnet should be in the transverse direction, for example, from right to left in the plane of the drawing. The magnetic field of this magnet closes through the magnetic core of the rod, passing through the narrowing section. From the diagram shown in the drawing, it can be determined that the magnetic flux of the permanent magnet Ф _pm closing through the narrowing section can vary depending on the position of the permanent magnet or on the distance l from the rod edge to the other edge of the unstressed cavity section, i.e. from 0 to l _max, or the magnetic flux varies from 0 to F _pmmax . Thus, the change in the position of the permanent magnet in the cavity along the axis of the rod can be controlled by magnetic flux closing through the narrowing section, i.e. to control the magnetic state of this section or the degree of saturation of the magnetic circuit of this section. A change in the degree of saturation when moving a permanent magnet along the axis of the rod leads to a change in the magnetic conductivity of the section with a narrowing and to a change in the inductance of the reactor winding.

На постоянный магнит, находящийся в полости стержня, действует сила магнитного притяжения, препятствующая его перемещению. Эта сила незначительная, для изменения положения магнита в реакторе можно использовать маломощный привод, например с применением передачи винт-гайка.The permanent magnet located in the cavity of the rod is affected by the force of magnetic attraction, which prevents its movement. This force is insignificant, to change the position of the magnet in the reactor, a low-power drive can be used, for example, using a screw-nut gear.

Таким образом, выполнение стержня реактора Т-образным, с внутренней полостью, имеющей участок сужения, размещение внутри полости постоянного магнита с возможностью перемещения вдоль оси стержня, выполнение боковых ярем Г-образными, выполнение немагнитных зазоров между торцами ярем и стержня позволили уменьшить размеры стержней магнитопровода и всей магнитной системы, основной обмотки, расход активных материалов, внешних и габаритных размеров реактора по сравнению с известными реакторами, содержащими стержень, выполненный в виде бронестержневого сердечника. Thus, the implementation of the reactor rod T-shaped, with an internal cavity having a narrowing section, placement of a permanent magnet inside the cavity with the possibility of movement along the axis of the rod, the execution of lateral holes with L-shaped, the implementation of non-magnetic gaps between the ends of the rod and the rod allowed to reduce the size of the magnetic core rods and the entire magnetic system, the main winding, the consumption of active materials, the external and overall dimensions of the reactor compared to known reactors containing a rod made in the form of bronze rod core.

Применение изменения магнитного состояния (степени подмагничивания и насыщения) суженных участков стержня перемещением постоянного магнита в полости стержня позволило уменьшить потери на подмагничивание стержня реактора по сравнению с известными реакторами, т.к. в предлагаемом реакторе отсутствует обмотка подмагничивания, потребляющая значительную мощность постоянного тока.The use of changes in the magnetic state (degree of magnetization and saturation) of the narrowed portions of the rod by moving a permanent magnet in the cavity of the rod allowed us to reduce the loss of magnetization of the rod of the reactor in comparison with the known reactors, because in the proposed reactor there is no magnetization winding, consuming significant DC power.

ЛитератураLiterature

1. Дорожко Л.И., Лейтис Л.В. Сравнительный анализ различных конструкций управляемых реакторов. Статья в ж. «Электротехника», 2003, №1.1. Dorozhko L.I., Leitis L.V. Comparative analysis of various designs of controlled reactors. Article in g. "Electrical Engineering", 2003, No. 1.

2. Описание изобретения к авторскому свидетельству СССР №547852. БИ №71977 г.2. Description of the invention to the copyright certificate of the USSR No. 547852. BI No. 71977

3. Описание изобретения к авторскому свидетельству СССР №898523. БИ №21982 г.3. Description of the invention to the copyright certificate of the USSR No. 898523. BI No. 21982

4. Описание изобретения к авторскому свидетельству СССР №1020871. БИ №201983 г.4. Description of the invention to the USSR copyright certificate No. 1020871. BI No. 201983

5. Описание изобретения к авторскому свидетельству СССР №1721646. БИ №111992 г.5. Description of the invention to the USSR copyright certificate No. 1721646. BI No. 111992

6. Описание изобретения к патенту РФ №2037224, 1995 г.6. Description of the invention to the patent of the Russian Federation No. 2037224, 1995

Claims (1)

Электрический реактор с подмагничиванием, содержащий магнитную систему с стержнями и ярмами, основную обмотку в виде катушек, отличающийся тем, что стержень реактора выполнен Т-образным с внутренней полостью, имеющей участок сужения, внутри полости размещен постоянный магнит с возможностью перемещения вдоль оси стержня, ярма выполнены Г-образными, между торцами ярем и стержня выполнены немагнитные зазоры, изменение магнитного состояния (степени подмагничивания и насыщения) суженных участков стержня производится перемещением постоянного магнита в полости стержня.An electric magnetization reactor containing a magnetic system with rods and yokes, the main winding in the form of coils, characterized in that the reactor rod is made T-shaped with an internal cavity having a narrowing section, a permanent magnet is placed inside the cavity with the ability to move along the axis of the rod, the yoke are made L-shaped, non-magnetic gaps are made between the ends of the yoke and the rod, a change in the magnetic state (degree of magnetization and saturation) of the narrowed portions of the rod is made by constantly moving wound magnet in the cavity of the rod.

Images