SE506893C2 - Styrbar induktor - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 506 893 le kunna användas som styrström och genom lämpligt styrande av en sådan växelströmsstyrström skulle till och med i styr- lindningen inducerad spänning, vilken förorsakar övertons- strömmar i huvudlindningen och förluster i kärnan, kunna fås bort.

Hos tidigare kända sådana styrbara induktorer slutes det ge- nom kärnan väsentligen axiellt löpande huvudmagnetflödet i luften utvändigt om kärnan och huvudlindningen, så att en så kallad luftreaktor bildas, duktor är att den möjliggör en reglering av induktansen inom men en nackdel med_en sådan in- ett relativt snävt intervall, oftast endast med en faktor av ca 10%. Detta snäva regleringsintervall av induktansen hos en sådan induktor gör att dess användningsområde blir starkt begränsat, och den kan därför huvudsakligen finna användning som harmoniskt filter.

Kända är även andra styrbara induktorer, vilka inte uppvisar någon styrlindning, utan i princip kan betraktas som fasta, men genom att tidvis koppla in olika sådana induktorer i strömkretsen ifråga är det möjligt att förse den med en styrbar induktans. enligt denna princip blir övertonsgenereringen stor med Hos sådana fasta induktorer fungerande därav resulterande betydande nackdelar vad gäller framför- allt behovet av flera filterbanker för att eliminera alstra- de övertoner. Därtill kommer att dessa induktorer har att styras av tyristorer som måste vattenkylas och styras genom en kostsam styrutrustning.

SAMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Syftet med föreliggande uppfinning är att tillhandahålla en styrbar induktor- av' det inledningsvis definierade slaget, vilken är enkel till sin uppbyggnad och därigenom prisbillig samtidigt som dess funktion är tillförlitlig och vilken möj- liggör en reglering av induktansen inom ett relativt brett 10 15 20 25 30 35 506 893 område för breddande av användningsområdet för en sådan styrbar induktor i förhållande till det hos ovan diskuterade tidigare kända induktorer.

Detta syfte uppnås enligt uppfinningen genom att en sådan styrbar induktor förses med ett ok av material med hög mag- netisk permeabilitet anordnat att sträcka sig utanför kärnan och huvudlindningen och tillsammans med kärnan bilda en på sin höjd små luftgap uppvisande sluten slinga för ett av en ström i nämnda huvudlindning i kärnan genererat, väsentligen axiellt i denna löpande huvudmagnetflöde, och styrlindningen innefattar väsentligen axiellt genom kärnan sig sträckande första plåtar av material med god elektrisk ledningsförmàga.

Tack vare att styrlindningen innefattar nämnda första plåtar är det möjligt att uppnå en billig styrlindning, men fram- förallt en stabil mekanisk konstruktnmi hos induktorn, så att det blir möjligt att leda styrlindningen i en bana utan- för huvudlindningen, varigenom det blir möjligt att på upp- finningsenligt sätt anordna ett ok som sluter huvudmagnet- flödet igenom kärnan med på sin höjd små luftgap i den för huvudmagnetflödet på detta sätt tillhandahàllna slingan. Hos en sådan på sin höjd små luftgap uppvisande induktor blir styrbarheten mycket hög, eftersom huvuddelen av den lagrade energin kommer att vara inom material med låg magnetisk per- meabilitet, i motsats till en så kallad luftreaktor hos vil- ken en stor del av energin lagras i luften och därigenom in- te låter sig regleras lika lätt. Hos en induktor av det upp- finningsenliga slaget möjliggörs därför en reglering av in- duktansen i betydligt högre grad än hos tidigare kända in- duktorer av det inledningsvis definierade slaget, såsom utan vidare med en faktor 5 eller mer. "Små luftgap" definieras som luftgap som är små i förhållande till tjockleken på kär- nans vägg, så att virvelströmsförluster kan undvikas. Det vore nämligen möjligt att, då ej någon överdrivet stor styr- barhet av induktorns induktgns behövs, många sådana små 10 15 20 25 30 35 506 893 distribuerade luftgap anordnas i kärnan, då på så sätt järn skulle sparas och hela induktorn skulle kunna bli billigare.

Störst styrbarhet uppnås emellertid vid minimalt luftgap.

Ett tänkbart användningsområde för en induktor av detta slag är en inkoppling därav i växelspänningskraftledningar, vilka har en hög kapacitans uppbyggda däri, exempelvis kabelnät.

Genom en mellankoppling av induktorn kan en induktans av önskad storlek kopplas till och därigenom reaktansen, hos kraftledningen minskas för effektivare energiöverföring ge- U nom ledningen. r Enligt en föredragen utföringsform av uppfinningen innefat- tar styrlindningen även utvändigt om kärnan och huvudlind- ningen sig sträckande andra plåtar av material med god elek- trisk ledningsförmåga anordnade elektriskt förbundna med och att tillsammans med de första plåtarna bilda slutna slingor för passerande av ström i de första plåtarna igenom kärnan.

Genom en sådan uppbyggnad av styrlindningen får denna både en mycket stabil mekanisk konstruktion, så att dess funktion blir över tiden konstant och tillförlitlig, och den blir dessutom enkel och billig att tillverka.

Enligt en annan föredragen utföringsform av uppfinningen är de första plåtarna anordnade i olika paket av med sina stora plana ytor mot varandra sammanpressade plåtar innefattande en eller flera plåtar, och dessa plåtpaket har väsentligen samma tvärsnitt. Härigenom kan plåtar av en och samma tjock- lek användas till att uppnå elektriska ledare, vilka utgörs av plåtpaketen, för styrströmmen igenom kärnan med väsentli- gen samma tvärsnitt, så att det bildas väsentligen lika mycket förlustvärme i vardera ledning och det inte uppstår några problem med lokala överhettningar.

Enligt en vidareutveckling av sistnämnda utföringsform upp- visar plåtpaketen en i riktningen av en radie hos kärnan 10 15 20 25 30 35 506 895 vinkelrätt mot de första plåtarnas stora plana ytor mot kär- nans centrum minskande tjocklek för uppnående av maximal fyllning av kärnans inre hålrum. Genom en sådan utformning hos styrlindningen, det vill säga ett minskande av tjockle- ken hos styrplåtarna där dessa kan göras bredare i. rikt- ningar av deras stora plana ytor parallellt med en radie hos kärnan, kan en maximal fyllning av kärnans inre hålrum och därigenom en god styrbarhet av induktorn uppnås.

Enligt en annan föredragen utföringsform av uppfinningen in- nefattar oket plåtar som vid varje ände av kärnan är anord- nade att sträcka sig väsentligen parallellt med varandra och med sina stora ytor är parallella med ett av en radie hos kärnan och kärnans axel uppspänt plan, nämnda okplåtar har en kant därav belägen i absolut närhet av respektive kärnän- de för att utan något väsentligt gap däremellan mottaga hu- vudmagnetflödet från kärnan, och nämnda andra styrplàtar är anordnade i mellanrum mellan bredvid varandra anordnade ok- plàtar med väsentligen samma inriktning i rummet som okplå- tarna, så att okplåtarna och dessa styrplàtar bildar en sandwichkonstruktion. Denna utföringsform är mycket fördel- aktig, då väsentligen parallellt med varandra förlöpande ok- plàtar utan någon egentlig störning av de i styrlindningen ingående andra styrplåtarna kan bringas att täcka väsentli- gen hela den area genom vilken huvudmagnetflödet som skall ledas vidare kan förväntas täcka, så att inga tvärflödes- plattor behövs och tvärmagnetisering av oket med därav för- orsakade virvelströmsförluster undvikes. Därvid kan på detta sätt genom att nämnda plåtar hos styrlindningen är av ett material med låg magnetisk permeabilitet, det vill säga med en hög reluktans, reluktansen vinkelrätt mot okplattorna gö- ras hög, så att det förhindras att styrflödet vid kärnans ändar vandrar ut ur kärnan och in i oket. Ett styrflöde i oket skulle försämra dettas permeabilitet och leda till ökade förluster. 586 893 10 15 20 25 30 35 Enligt en ytterligare föredragen utföringsform av uppfin- ningen är nämnda andra styrplàtar anordnade med sina stora plana ytor väsentligen parallella med de stora plana ytorna hos de första styrplåtarna, och åtminstone en första styr- plåt hos varje styrplåtspaket är anordnad att sticka ut från kärnan förbi den närmast kärnan belägna kanten hos respek- tive andra styrplàt för att komma till elektrisk kontakt upprättande anliggning däremot. På detta sätt kan enkelt en stabil sluten slinga av styrlindningen bildas.

Enligt en annan föredragen utföringsform av uppfinningen är induktorn avsedd att anslutas till ett trefas-växelströmsnät och den uppvisar en kärna och en huvudlindning för anslut- ning till varje fas. En sådan induktor är speciellt fördel- aktig med tanke på att de spänningar som induceras i styr- lindningarna genom det alternerande huvudmagnetflödet kommer i nätet och att ta ut varandra, så att övertonsgenerering förluster i kärnorna undvikes.

Enligt en annan föredragen utföringsform av uppfinningen har induktorn för anslutning till ett flerfas-växelströmsnät ett ok som är gemensamt för och sluter huvudmagnetflödena genom alla kärnor och bildar huvudmagnetflödesvägar mellan alla kärnor. Detta är viktigt för att hålla huvudmagnetflödet in- om delarna med hög magnetisk permeabilitet (ok och kärna), då det huvudmagnetflöde som går genom en kärna måste kunna fördela sig på de andra kärnorna och i varje ögonblick sum- man av huvudmagnetflödena måste vara noll.

Enligt en annan föredragen utföringsform av uppfinningen är styrlindningen. hos ~varje kärna anordnad via nämnda andra styrplàtar elektriskt förbunden med styrlindningen för in- tilliggande kärna och styrlindningen hos de båda ytterst be- lägna kärnorna är via nämnda andra styrplàtar även elek- triskt förbundna med var sitt yttre ben av tredje styrplà- vilket tar, likt de första styrplàtarna förbinder andra 10 15 20 25 30 35 506 893 styrplåtar på den ena änden av kärnan med andra styrplåtar på den andra änden av kärnorna. Genom anordnande av sådana yttre ben med tredje styrplåtar låter sig på enkelt sätt ett genomlöpande av samtliga första styrplàtar med en styrström i samtliga kärnor realiseras, varvid ett fördelaktigt sådant realiserande finns definierat i bifogade patentkrav 19.

Ytterligare fördelar med samt fördelaktiga särdrag hos upp- finningen kommer att framgå av den efterföljande beskriv- ningen samt övriga osjälvständiga patentkrav. » af, KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA Här nedan beskrivs såsom exempel anförda föredragna utfö- ringsformer av uppfinningen under hänvisning till bifogade ritningar, på vilka: fig 1 är en förenklad, delvis skuren sidovy av en styrbar induktor avsedd för anslutning till ett trefas-växelströms- nät enligt en första föredragen utföringsform av uppfin- ningen, fig 2 är en förenklad vy ovanifrán av induktorn enligt fig 1, fig 3 är en förstorad, delvis schematiserad vy ovanifrån il- lustrerande anordningen av ok och styrlindning via en sand- wichkonstruktion ovanför en av kärnorna hos induktorn enligt fig 1 och 2, fig 4 är en vy ovanifràn av en del av induktorn enligt fig l och 2, varvid oket lämnats bort i illustrerande syfte, fig 5 är ett i förhållande till fig l något förstorat, för- enklat vertikalt snitt genom en kärna hos induktorn enligt fig 1, g 10 15 20 25 30 35 506 895 fig 6 är en förenklad vy illustrerande hur första och andra styrplàtar förbinds med varandra hos induktorn enligt fig 1, fig 7 är en vy som illustrerar hur styrplåtarna hos induk- torn enligt fig l är anslutna till varandra för uppnående av den där illustrerade styrströmvägen, fig 8 är en fig l motsvarande vy av en induktor avsedd för anslutning till ett trefas-växelströmsnät enligt en andra föredragen utföringsform av uppfinningen, fig 9 är en fig 2 motsvarande vy av induktorn enligt fig 8, varvid emellertid i illustrativt syfte styrlindningen ute- lämnats , fig 10 är en förenklad perspektivvy av en induktor enligt en tredje föredragen utföringsform av uppfinningen, vilken är avsedd för anslutning till en enfas-växelspänning, och i denna figur har styrlindningen lämnats bort för att bättre illustrera uppbyggnaden av induktorn, fig ll är en fig 7 motsvarande vy illustrerande en alterna- tiv anslutning av styrplåtarna hos styrlindningen till var- andra för uppnående av den illustrerade strömvägen, och fig 12 illustrerar schematiskt i en vy ovanifrån hur styr- lindningarna skulle kunna löpa igenom den ena kärnan vid styrplåtsanslutningen enligt fig ll.

DETALJERAD BESKRIVNING AV FÖREDRAGNA UTFÖRINGSFORMER AV UPP- FINNINGEN Den i fig l schematiskt illustrerade induktorn, vars upp- byggnad nu kommer att förklaras under samtidigt hänvisande till fig 2, är avsedd att anslutas till ett trefas-växel- 10 15 20 25 30 35 506 893 strömsnät: och uppvisar tre schematiskt antydda huvudlind- ningar l, vilka var och en är lindad i skikt på avstånd utanför en icke visad hållare, såsom en cylinder av elek- triskt isolerande material. Varje sådan huvudlindning är an- sluten till en egen av faserna hos nämnda växelströmsnät och har en övre ände liggande på hög potential, varvid spän- ningen faller i riktning mot den motsatta, i fig 1 nedre än- den, vilken är på jordpotential, men lika väl kan ligga på potential. Innanför och koaxiellt till respektive huvudlind- ning och med ett mellanrum 2 i förhållande till denna är en kärna 3 av ett material med hög magnetisk permeabilitet, så- som järn, anordnad. En styrlindning 4, vilken är bildad av flera separata delstyrlindningar och är uppbyggd på ett sätt som kommer att förklaras längre ned, passerar väsentligen axiellt igenom respektive kärna. Denna styrlindning löper i slingor på sätt som kommer att förklaras längre fram. Styr- lindningen 4 är ansluten till en spänning, vilken oftast torde vara en likspänning, men en växelspänning vore även tänkbar, och denna spänning ger upphov till en ström i styr- lindningen. Den alternerande strömmen i huvudlindningen ge- nererar ett huvudmagnetflöde, vilket passerar väsentligen axiellt igenom kärnan, medan styrströmmen i styrlindningen 4 kommer att alstra ett tangentiellt riktat, mot huvudflödet tvärgàende magnetflöde i kärnan och på så vis minska dennas permeabilitet för det longitudinella magnetflödet från hu- vudlindningen. Genom ökande av strömmen i styrlindningen 4 kan kärnans permeabilitet minskas och därmed induktorns in- duktans minskas. Detta är grundprincipen enligt vilken en styrbar induktor av detta slag fungerar. Denna princip är tidigare känd, och det som är speciellt med uppfinningen är hur induktorn är uppbyggd för att möjliggöra denna styrbar- het, och detta kommer nu att förklaras under hänvisning till bilagda ritningsfigurer. Först är det dock på sin plats att påminna om att effektutvecklingen per volymenhet på grund av ett på tvären mot ytor hos ett metalliskt föremål passerande magnetiskt flöde är proportionell till kvadraten på föremå- 506 895 10 15 20 25 30 35 lO lets tjocklek mätt vinkelrätt mot flödesriktningen, varför kärnan 3 har framställts av mycket tunna, genom en mängd varv lindade plåtar, vilket emellertid ej framgår av figu- rerna. Såsom exempel kan här även nämnas att styrströmmen typiskt sett kan utgöras av en likström i storleksordningen 100-500 A, medan huvudlindningarnas högpotentialände kan va- ra ansluten till en spänning av 400 kV. En styrbar induktor av denna typ med så höga likströmmar leder lätt till ett problem att åstadkomma styrning av magnetflödet i kärnorna och hur detta -_ och inte på annat ställe genom likströmmen, löses kommer att förklaras nedan.

Styrlindningen 4 innefattar första plåtar av næterial med god elektrisk ledningsförmåga, företrädesvis av koppar, vilka är uppdelade på flera paket 5, vilka vart och ett är bildat av ett antal tunna, med sina stora plana ytor i elek- trisk kontakt mot varandra sammanpressade plåtar 6, såsom detta är illustrerat i fig 4. Dessa första plåtar sträcker sig väsentligen axiellt igenom respektive kärna och de är anordnande med sina stora plana ytor väsentligen parallellt med varandra och varje paket är elektriskt isolerat från in- tilliggande paket och kärnan 3 genom lämpliga distansstycken 7 av elektriskt isolerande material. Plåtpaketen 6 har i sin utsträckning inuti kärnan 3 väsentligen samma tvärsnitt, då de har att leda en styrström av samma styrka och detta med- för att värmeutvecklingen i respektive paket blir ungefärli- gen densamma, så att kylbehovet för varje paket kan tillför- säkras. Samma strömtäthet i plåtpaketen. ger- bästa utnytt- jande av materialet, så att så liten mängd material som möj- ligt kan användas och kostnader hållas nere. Det illustreras i fig 4 hur de olika plåtpaketen 5 uppvisar en i riktningen av en radie hos kärnan vinkelrätt mot de första plátarnas stora plana ytor mot kärnans centrum minskande tjocklek för uppnående av maximal fyllning av kärnans inre hålrum. Därvid kan på detta sätt en fyllfaktor av i storleksordningen 60% av kärnans inre hålrum uppnàsg 10 15 20 25 30 35 506 893 ll I fig 6 illustreras schematiskt hur ett genom en kärna sig sträckande styrplàtspaket 6 är förbundet med i styrlind- ningen ingående andra plåtar 8, vilka likaledes är av mate- rial med god elektrisk ledningsförmåga och företrädesvis är bildade av likadana plåtar vad gäller material och eventu- ellt även tjockleken som de första styrplåtarna. De andra styrplåtarna 8 sträcker sig utvändigt om kärnan och huvud- lindningen väsentligen vinkelrätt mot kärnans axel och med sina stora plana ytor väsentligen parallella »med de stora plana ytorna hos de första styrplåtarna 6. Åtmiñstone en av de första styrplåtarna 6' är anordnad att sticka ut från kärnan förbi den närmast kärnan belägna kanten 9 hos respek- tive andra styrplåt för att komma till elektrisk kontakt upprättande anliggning däremot. Det påpekas att i fig 6 har i förenklande syfte illustrerats hur styrplåtpaketet 5 i kärnan endast uppvisar fyra plåtar och det är två plåtar 6' respektive 6" som sticker ut ur kärnan, men i praktiken torde varje i den figuren som en plåt visat element vara bildat av ett antal mot varandra lagda plåtar. De andra plå- tarna 8 kan således ävenledes vara lagda i paket 10, såsom illustreras i fig 6 genom att där tvà sådana plåtar ligger mot varandra. Genom fig 6 illustreras att tjockleken hos pa- ketet 10 av andra plåtar understiger tjockleken hos paketet 5 av första styrplàtar, vilket är nödvändigt för att skapa ett mellanrum ll (se fig 4) mellan intilliggande paket 10 av andra styrplàtar av orsak som kommer att beskrivas längre ner. Därvid är det fullt möjligt att tvärsnittet hos nämnda paket 10 av andra styrplàtar är mindre än tvärsnittet hos paketet 5 av första styrplàtar, då en högre värmeutveckling på grund av styrströmmen kan accepteras i de partier av styrlindningen som ligger utanför kärnan än de inuti kärnan, då de förra partierna lättare kan kylas. För att styrström- men ska kunna ledas vidare från de styrplàtar 6 (i fig 6 tvà stycken) i paketet 5 som ej sträcker sig fram till paketet ~- v 506 895 10 15 20 25 30 35 12 10 anbringas en icke visad svetssöm på dessas övre kant och över till plåten 6" för överledning av ström till den.

Det illustreras i fig 4 hur paketen 5 av första styrplåtar är anordnade i två grupper 12, 13, vilka är åtskilda från varandra genom ett på tvären mot dessas stora plana ytor sig sträckande mellanrum 14. Detta mellanrum är anordnat för att erbjuda möjlighet till god kylning av styrlindningen genom passerande av kylmedium, såsom olja, luft eller dylikt däri- genom (se även mittpilen i fig 5). Respektive paket 10 av andra styrplåtar är vid sin respektive ände endäst förbunden med första styrplåtar tillhörande en av de båda grupperna och sträcker sig där endast fram till nämnda mellanrum 14.

På detta sätt är styrlindningen hos varje kärna anordnad via paketen lO av andra plåtar 8 elektriskt förbunden med styr- det vill säga de genom styr- lindningen hos de båda ytterst belägna kärnorna är via nämn- lindningen för intilliggande kärna, den kärnan gående paketen 5 av första plåtar 6, och da paket 10 även elektriskt förbundna med var sitt yttre ben 15, 16 (se fig 1) av tredje styrplåtar 17, vilka sträcker sig på motsvarande sätt som de första styrplåtarna och för- binder andra styrplåtar på den ena änden av kärnorna med andra styrplåtar på den andra änden av kärnorna. De tredje styrplåtarna är även anordnade i paket av en eller flera tunna plåtar, vilka är elektriskt isolerade från varandra, varvid antalet sådana paket är lika stort som antalet paket andra styrplåtar.

De olika paketen av första, andra och tredje styrplåtar är så förbundna med varandra att det bildas en strömväg (se fig vid vilket styr- till närmast be- 7) från ett första 15 av de yttre benen, lindningen anslutes till en styrspänning, lägna kärnas första styrplåtar och tillbaka till det yttre benet så många gånger att samtliga första styrplåtar hos denna kärnas ena styrplåtsgrupp 12 genomlöps, sedan vidare till intilliggande andra kärna för genomlöpande av en slinga 10 15 20 25 30 35 506 893 13 genom denna kärnas första styrplåtar och den intilliggande tredje kärnans första styrplåtar så många gånger att samtli- ga första styrplåtar hos den andra och tredje kärnans ena styrplåtsgrupp genomlöpts, och så vidare tills det andra yttre benet 16 nås och sedan tillbaka till det första yttre benet under genomlöpande av samtliga första styrplåtar hos respektive kärnas andra styrplåtsgrupp 13. Härigenom kan med enkla medel permeabiliteten hos samtliga tre kärnor och där- med induktorns induktans styras genom en enda anslutning till en styrspänningskälla. - I mellanrummen ll mellan intilliggande styrplåtspaket 10 är okplåtar 18 eller paket av sådana okplåtar anordnade, varvid dessa är av material med hög magnetisk permeabilitet, före- trädesvis järn, och sträcker sig från den ena yttre kärnan till den andra yttre kärnan. Därvid bildar okplåtarna och styrplåtspaketen 10 en sandwichkonstruktion, såsom är il- lustrerat i fig 3. Följaktligen är mellanrummen 11 tillhan- dahållna för att möjliggöra ett anordnande av sådana okplå- tar däri, varvid dessa okplåtar är utelämnade i fig 4. Nämn- da okplåtar 18 är anordnade även i riktningen vinkelrätt mot plåtarnas stora plana ytor utanför paketens andra styrplå- tar, såsom illustreras i fig 2, varvid de där belägna okplå- tarna 19 är anordnade utan mellanrum. Pà detta sätt är ok- plåtarna anordnade att täcka åtminstone väsentligen hela tvärsnittet hos kärnan och mellanrummet 2 mellan kärnan och huvudlindningen. Denna definition avses innefatta det il- lustrerade fallet att okplåtarna är anordnade med ett visst mellanrum där paketen 10 av andra styrplåtar förekommer. I praktiken är det därvid möjligt att förhållandet mellan tjockleken hos okplåtarna 18 och paketen 10 av andra styr- plåtar skulle kunna vara ett annat än illustrerat i fig 3.

Mellan okplåtarna 18 och intilliggande styrplàtspaket 10 är ett isoleringsskikt 20 anordnat. 506 895 10 15 20 25 30 35 14 Det illustreras i fig 5 hur de andra styrplåtarna 8 är an- ordnade att ha sin närmast respektive kärnände belägna kant 9 på avstånd från denna kärna för tillåtande av passage av ett kylmedium, såsom luft, olja eller dylikt, från kärnans inre och radiellt ut därifrån vid nämnda kärnände, såsom an- tydes genom pilarna, medan okplåtarna 18 sträcker sig med sin närmast kärnan 3 belägna kant 21 på mycket ringa avstånd från kärnan 3 för ett minimalt luftgap 22 mellan dessa.

Genom okplåtarna 18, 19 sammankopplas de olika kärnorna med varandra magnetiskt, och det i respektive kärna 3 bildade longitudinella huvudmagnetflödet kan slutas via dessa okplå- tar och de andra i induktorn ingående kärnorna på ett vä- sentligen luftgapsfritt sätt, så att huvuddelen av energin i induktorn kommer att lagras inom detta “järn", så att induk- torns induktans låter sig styras inom ett brett område, vil- ket utan vidare kan betyda en styrbarhet med en faktor 5. De huvudmagnetflödeslinjer som träder ut ur respektive kärna 3 direkt under ett paket av andra plåtar lO måste böjas av nå- got för att gå in i den närmast belägna okplàten, vilket le- der till en viss koncentration av flödeslinjerna där, vilket emellertid är ett ringa problem. Tack vare att paketen 10 av andra styrplåtar, vilka uppvisar en hög reluktans, är anord- nade mellan okplåtarna där sådana paket 10 förekommer, för- hindras effektivt att det i kärnan löpande transversala styrmagnetflödet går upp i de mer eller mindre på tvären däremot sig sträckande okplåtarna och sedan ned i kärnan igen, så att det effektivt undvikes att styrflödet magneti- serar okplåtarna och därigenom försämrar dessas permeabili- tet.

Okplåtarna 18, mellanrummet 2 mellan huvudlindningen och kärnan för uppta- 19 täcker förutom hela respektive kärna även gande av där förekommande läckflöde.

Huvudfördelarna med en induktgr enligt fig 1 är följande: 10 15 20 25 30 35 506 895 15 1. Inga tvärflödesplattor krävs för uppfångande av magnet- flödet från hela respektive kärna och det mellan kärnan och huvudlindningen liggande mellanrummet, vilket medför en bil- lig konstruktion. 2. Ingen tvärmagnetisering av' oket via styrströmmen äger rum, vilken skulle förorsaka hysteresisförluster och virvel- strömsförluster i oket. 3. Styrlindningen blir billig att framställa, varvid det här understrykes att, även om det talas om lindning, rör det sig om förhållandevis styva kroppar vad gäller styrplåtspaketen. 4. Konstruktionen blir mycket stabil. 5. De av huvudspänningen i huvudlindningen inducerade spän- ningarna i styrlindningen tar ut varandra vid en till ett trefas-växelströmsnät ansluten induktor av denna typ.

I fig 8 och 9 illustreras en induktor enligt en annan utfö- ringsform av uppfinningen, vars uppbyggnad till stora delar överensstämmer med induktorn enligt fig 1-7, varför här en- dast de huvudsakliga skillnaderna däremellan kommer att för- klaras; Därvid har motsvarande delar hos denna induktor för- setts med samma hänvisningsbeteckningar som induktorn enligt fig 1-7. genom att i området direkt ovanför kärnornas inre hâlrum 23 Denna induktor skiljer sig från den enligt fig l löper i fig 9 icke visade andra styrplàtar 8, medan där inte finns några längsgående okplåtar, utan sådana 19 endast finns på ömse sidor om de andra styrplàtarna 8. Detta bety- der i sin tur att de längsgáende okplåtarna inte kommer att täcka hela respektive kärnände och mellanrummet mellan hu- vudlindningen och respektive kärna för mottagande av från respektive kärnände kommande huvudmagnetflöde, varför tvär- gående okplàtar 24 är anordnade närmare kärnan än de längs- 10 15 20 25 30 35 506 893 16 gående okplåtarna 19 och anordnade att täcka åtminstone vä- sentligen hela kärnan vid respektive ände hos den för att leda upp huvudmagnetflödet från kärnan till de längsgående okplåtarna 19. Denna induktor fungerar på i princip likadant sätt som den enligt den första utföringsformen, men en nack- del med denna i förhållande till den första är att tvärflö- desokplàtarna 24 kan medföra att en del av styrmagnetflödet leds upp i dessa, så att både längs- och tvärmagnetisering av oket via styrströmmen kan uppträda. Härigenom kan oket mättas med ökade järnförluster som följd.

Vidare illustreras i fig 10 en induktor enligt en tredje ut- föringsform av uppfinningen, vilken är avsedd att anslutas till en enfasspänning, och denna uppvisar fyra, med 90 gra- ders delning anordnade, väsentligen U-formade okstycken 25, som är anordnade att sluta huvudmagnetflödet vid respektive kärnände. Dessa lämnar en öppning för kärnans inre hålrum 23 mellan sig för passerande av en icke visad styrlindning där- emellan. Genom att okstyckena 25 är anordnade med luftgap 26 däremellan minskas risken för att styrströmmen påverkar "järnets“ permeabilitet genom att styrflöde från kärnan går upp i okstyckena, vilket är fördelaktigt.

I fig 11 visas att även andra styrlindningsvarianter än den i framförallt fig 7 illustrerade är tänkbara. Här löper så- ledes strömmen samtliga varv igenom varje kärna 28, 29, 30 på vägen från ett enda yttre ben 27 till den bortre tredje kärnan 30 och sedan löper strömmen direkt åter till anslut- ningen till ifrågavarande spänningskälla vid det yttre benet 27. Hur den första kärnan därvid kan vara realiserad är för- enklat visat i fig 12. Här finns inte något tvärgående mel- lanrum mellan av styrplàtpaket bestående styrlindningshal- vor, utan endast längsgående mellanrum 31 för mottagande av okplåtar mellan styrplåtpaketen 5. De längsgående styr- plåtspaketen 10 är endast framställda via streck, men kan ha liknande uppbyggnad som illustrerat i bland annat fig 6. 10 506 893 17 Föreliggande uppfinning är givetvis inte på något sätt be- gränsad till de ovan beskrivna föredragna utföringsformerna, utan en mängd möjligheter till modifikationer därav torde vara uppenbara för en fackman pá området.

Såsom ett exempel på sådana modifikationer kan nämnas att den inbördes dimensioneringen av de olika i induktorn ingå- ende delarna kan varieras inom vida ramar.

Det kan även nämnas att induktorn kan tillverkas för annat antal faser än vad som är visat i figurerna.

Claims (19)

10 15 20 25 30 35 506 893 18 Patentkrav

1. Styrbar induktor innefattande åtminstone en rörformig kärna (3), en kärnan omgivande huvudlindning (1) och en vä- sentligen axiellt igenom kärnan passerande styrlindning (4), kännetecknad därav, att den dessutom innefattar ett ok (18, 19, 24, 25) av material med hög magnetisk permeabilitet an- ordnat att sträcka sig utanför kärnan och huvudlindningen och tillsammans med kärnan bilda en på sin höjd små luftgap uppvisande sluten slinga för ett av en ström i.nämnda huvud- lindning i kärnan genererat, väsentligen axiellt°i denna lö- pande huvudmagnetflöde, och att styrlindningen innefattar väsentligen axiellt genom kärnan sig sträckande första plå- tar (6) av material med god elektrisk ledningsförmåga.

2. Induktor enligt krav l, kännetecknad därav, att styrlind- ningen även innefattar utvändigt om kärnan och huvudlind- ningen sig sträckande andra plåtar (8) av material med god elektrisk ledningsförmåga anordnade elektriskt förbundna med och att tillsammans med de första plåtarna (6) bilda slutna slingor för passerande av ström i de första plåtarna igenom kärnan.

3. Induktor enligt krav l eller 2, kännetecknad därav, att nämnda plåtar (6, 8) är av koppar.

4. Induktor enligt något av kraven 1-3, kännetecknad därav, att nämnda första plåtar (6) sträcker sig med sina stora plana ytor väsentligen parallellt med varandra igenom kär- nan .

5. Induktor enligt något av kraven l-4, kännetecknad därav, att nämnda första plåtar (6) är uppdelade på flera paket (5), vilka vart och ett är bildat av ett antal tunna, med sina stora plana ytor i elektrisk kontakt mot varandra sam- manpressade plåtar. ~» - 10 15 20 25 30 35 506 893 19

6. Induktor enligt något av kraven l-5, kännetecknad därav, att de första plátarna (6) är anordnade i olika paket (5) av med sina stora plana ytor mot varandra sammanpressade plåtar innefattande en eller flera plåtar, och att dessa plåtpaket har väsentligen samma tvärsnitt.

7. Induktor enligt krav 4 och 6, kännetecknad därav, att plåtpaketen uppvisar en i riktningen av en radie hos kärnan vinkelrätt mot de första plàtarnas stora plana ytor mot kär- nans centrum minskande tjocklek för uppnåendea av maximal fyllning av kärnans inre hàlrum.

8. Induktor enligt krav 2 eller krav 2 och något av övriga föregående krav, att oket innefattar plåtar (18) sträcka sig väsentligen parallellt med varandra och med sina kännetecknad därav, som vid varje ände av kärnan är anordnade att stora ytor är parallella med ett av en radie hos kärnan (3) och kärnans axel uppspänt plan, att nämnda okplåtar har en kant (21) därav belägen i absolut närhet av respektive kärn- ände för att utan något väsentligt luftgap däremellan motta- ga huvudmagnetflödet från kärnan, och att nämnda andra styr- plåtar (8) är anordnade i mellanrummen mellan bredvid varan- dra anordnade okplåtar med väsentligen samma inriktning i rummet som okplátarna, så att okplàtarna och dessa styrplà- tar bildar en sandwichkonstruktion.

9. Induktor enligt något av kraven 1-8, kännetecknad därav, att nämnda plåtar (6, 8) hos styrlindningen är av ett mate- rial med låg magnetisk permeabilitet. att oket 24, 25) är anordnat att täcka åtminstone väsentli- lO. Induktor enligt krav 8, (18, 19, gen hela tvärsnittet hos kärnan och mellanrummet mellan kär- kännetecknad därav, nan och huvudlindningen vid vardera ände av kärnan. 506 893

10. 15 20 25 30 35 20

11. Induktor enligt krav 2 och 5, är anordnade med sina stora kännetecknad därav, att nämnda andra styrplåtar (8) plana ytor väsentligen parallella med de stora plana ytorna hos de första styrplåtarna (6), och att åtminstone en första styrplåt (6', 6") hos varje styrplåtspaket är anordnad att sticka ut från kärnan förbi den närmast kärnan belägna kan- ten (9) hos respektive andra styrplåt (8) för att komma till elektrisk kontakt upprättande anliggning däremot.

12. Induktor enligt krav 2 eller krav 2 och något av övriga föregående krav, att nämndaaandra styr- kännetecknad därav, plåtar (8) är anordnade att ha sin närmast respektive kärn- ände belägna kant (9) på avstånd från denna kärnände för tillåtande av passage av ett kylmedium från kärnans inre och radiellt ut därifrån vid nämnda kärnände.

13. Induktor enligt något av kraven 1-12, kännetecknad därav, att den är avsedd att anslutas till ett flerfas-väx- elströmsnät och den uppvisar en kärna (3) och en huvudlind- ning (1) för anslutning till varje fas.

14. Induktor enligt krav 13, kännetecknad därav, att den in- nefattar tre huvudlindningar för anslutning till ett trefas- växelströmsnät.

15. Induktor enligt krav 13 eller 14, kännetecknad därav, att den innefattar ett ok (18, 19, 24) som är gemensamt för och sluter huvudmagnetflödena genom alla kärnor (3) och bil- dar huvudmagnetflödesvägar mellan alla kärnor.

16. Induktor enligt något av kraven 13-15, kännetecknad därav, att kärnorna (3) är' placerade bredvid. varandra i linje med varandra, och att de stora plana ytorna hos nämnda första plåtar (6) är väsentligen parallella med nämnda linje. 10 15 20 25 30 35 506 895 21

17. Induktor enligt krav 2 eller krav 2 och något av kraven 1-7, 9 eller ll-16, styrplåtar (8) är anordnade att sträcka sig väsentligen pa- rallellt med varandra över kärnans inre hålrum (23), att oket uppvisar första partier (19) med samma utsträcknings- kännetecknad, därav, att nämnda andra riktning som de andra styrplåtarna anordnade på ömse sidor om hela uppsättningen andra styrplåtar för att där täcka kärnan, och att den innefattar på tvären mot de första par- tierna sig sträckande andra okpartier (24)anordnade närmare kärnan än de första okpartierna och anordnade att täcka åt- minstone väsentligen hela kärnan vid respektive~ände hos den för att leda upp huvudmagnetflödet från kärnan till de förs- ta okpartierna.

18. Induktor enligt något av kraven 13-16, kännetecknad därav, att styrlindningen hos varje kärna är anordnad via nämnda andra styrplåtar (8) elektriskt förbunden med styr- lindningen för intilliggande kärna och styrlindningen hos de båda ytterst belägna kärnorna via nämnda andra styrplåtar (8) även är elektriskt förbundna med var sitt yttre ben (15, 16) av tredje styrplåtar (17), plàtarna (6) förbinder andra styrplåtar på den ena änden av vilket likt de första styr- kärnorna med andra styrplåtar på den andra änden av kärnor- na.

19. Induktor enligt krav 18, första styrplåtarna är anordnade i två grupper kännetecknad därav, att de (12, 13), vilka är åtskilda från varandra genom ett på tvären mot des- sas stora plana ytor sig sträckande mellanrum (14), att res- pektive andra styrplàt (8) är vid sin respektive ände endast förbunden med första styrplåtar tillhörande en av de båda grupperna och där endast sträcker sig fram till nämnda mel- lanrum, och att de första, andra och tredje styrplåtarna är så förbundna med varandra att det bildas en strömväg från ett första (15) av de yttre benen till närmast belägna kär- nas första styrplåtar och_ti1lbaka till det ytte benet så 506 895 10 22 många gånger att samtliga första swrplåtar hos denna kärnas ena styrplåtsgrupp (12) genomlöpts, sedan vidare till intil- liggande andra kärna för genomförande av en slinga genom denna kärnas första styrplåtar och en intilliggande tredje kärnas första styrplàtar eller de tredje styrplàtarna hos det andra yttre benet om induktorn endast innefattar tvà kärnor så många gånger att samtliga första styrplâtar (6) hos den andra och tredje kärnans ena styrplåtsgrupp genom- löpts, och så vidare tills det andra yttre benet (16) nås och sedan tillbaka till det första yttre benet-under genom- löpande av samtliga första styrplàtar hos respektive kärnas andra styrplåtsgrupp (13) på motsvarande sätt.