Керований електричний реактор з поперечним підмагнічуванням

Реферат: UA 95404 U UA 95404 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до електротехнічних пристроїв і стосується конструкції апаратів з поперечним підмагнічуванням, наприклад керованих реакторів. Найбільш близьким по технічній суті і результату, що досягається, до технічного рішення, що заявляється, є керований електричний реактор з поперечним підмагнічуванням (див. авторське св. СРСР № 542250 від 26.01.1972 р., опубліковане 05.01.1977 р., МКИ H01F 29/14, 27/24), що містить стрижень магнітопроводу, який виконаний у вигляді співвісно розташованих кілець із електротехнічної сталі, розділених немагнітними проміжками, основну мережну обмотку і з'єднану з керованим джерелом постійної напруги обмотку керування, вісь витків якої розташована в площині, перпендикулярній осі основної мережної обмотки. Обмотка керування частково проходить усередині стрижнів, ярма магнітопроводу розщеплені і споряджені магнітними шунтами, що охоплюють мережну обмотку. Лобові частини обмотки керування розташовані поза ярмами магнітопроводу та відігнуті щодо площини, що проходить через осі стрижнів. Ярма магнітопроводу розділені на окремі секції, що відгинаються. Магнітні шунти рівномірно розподілені по окружності щодо мережної обмотки і мають С-подібну форму. Недоліками відомого пристрою є недостатній діапазон регулювання потужності реактора і високі електромагнітні втрати. Пояснюється це тим, що у відомому пристрої магнітний потік, створений струмом обмотки керування, насичує не тільки активні ділянки магнітної системи (стрижні, магнітний стан яких визначає індуктивність мережної обмотки реактора), а і неактивні ділянки (ярма, шунти, металеві елементи конструкцій). Насичення цих неактивних ділянок приводить до необхідності підвищення потужності, що витрачається на намагнічування, до підвищення втрат і локальним нагрівам у реакторі. Для зниження втрат і нагрівів доводиться збільшувати габарити магнітної системи. Для реакторів великої потужності збільшення габаритів магнітної системи і, відповідно, усього реактора не припустимо через транспортні обмеження. Тому доводиться зменшувати висоту мережної обмотки і стрижнів, що приводить до зменшення активних ділянок намагнічування і знижує діапазон регулювання потужності реактора. Відомий пристрій складний у виготовленні, тому що витки обмотки керування проходять у ньому уздовж всієї висоти стрижня магнітопроводу, а також у ярмах або шунтах. Для виготовлення такої обмотки її витки доводиться монтувати на стрижні, розміщаючи усередині стрижня окремі частини витків, а потім з'єднувати їх з окремими лобовими частинами, що проходять усередині ярем або шунтів. При такому виконанні частини витків усередині стрижня повинні мати тверду структуру, наприклад, виготовлятися з окремих мідних шин або відводів з великим перетином. Усередині стрижнів або шунтів міститься не більше десятка таких витків. Тому для підмагнічування стрижня магнітопроводу в цілому та малому числі витків потрібен великий струм і, відповідно, потужність обмотки керування. Трудомісткість виготовлення і велика потужність обмотки керування приводять до великих економічних витрат. Викликані магнітним потоком керування втрати в ярмах, шунтах і інших металевих елементах приводять до додаткових витрат при експлуатації. В основу корисної моделі поставлена задача удосконалення керованого електричного реактора з поперечним підмагнічуванням шляхом введення нових конструктивних елементів, нових зв'язків між елементами, нового їхнього виконання, що веде до збільшення діапазону регулювання і зниження електромагнітних втрат за рахунок оптимізації магнітного потоку насичення, а також сприяє поліпшенню технологічності виготовлення пристрою і зниженню економічних витрат при виготовленні і при експлуатації пристрою. Поставлена задача вирішується тим, що в керованому електричному реакторі з поперечним підмагнічуванням, який містить стрижень магнітопроводу, виконаний у вигляді співвісно розташованих кілець із електротехнічної сталі, розділених немагнітними проміжками, основну мережну обмотку і з'єднану з керованим джерелом постійної напруги обмотку керування, вісь витків якої розташована в площині, перпендикулярній осі основної мережної обмотки, новим є те, що принаймні одне кільце стрижня виконане з ізольованих смуг електротехнічної сталі, навитих уздовж окружності кільця стрижня у напрямку прокатки, а з'єднана з керованим джерелом постійної напруги обмотка керування виконана у вигляді принаймні однієї секції, витки якої намотані на цьому кільці стрижня так, що витки обмотки керування розташовуються в немагнітних проміжках між кільцями стрижнів, при цьому вісь кожного витка обмотки керування спрямована по дотичній до окружності, що проходить по центрі кільця стрижня, на який вона намотана. Новим є також те, що принаймні дві секції обмотки керування, розміщені на одному кільці стрижня, з'єднані послідовно. 1 UA 95404 U 5 10 15 Новим є також те, що початки і кінці секцій обмотки керування, розміщених на різних кільцях стрижнів, з'єднані паралельно. Новим є також те, що в кільці стрижня із секціями обмотки керування, виконані радіальні зазори, заповнені ізоляційним матеріалом. Новим є також те, що в кільці стрижня із секціями обмотки керування виконані радіальні зазори, заповнені матеріалом, що створює постійний потік магнітного поля уздовж окружності кільця - постійними магнітами. Новим є також те, що стрижень магнітопроводу містить принаймні один додатковий магнітний елемент, виконаний із пластин електротехнічної сталі, розташованих радіально, і прилягаючий принаймні до одного кільця стрижня, на якому розміщені секції обмотки керування принаймні з однієї сторони. Новим є також те, що відношення площі S2 горизонтального перетину додаткового магнітного елемента, що прилягає до бічної сторони кільця стрижня, на якому розміщені секції обмотки керування, до площі S1 горизонтального перетину цього кільця стрижня задовольняє співвідношенню: 2 2 S2 nom  S1  k  cm  0   , S1 S2  nom 20 25 30 35 40 45 50 55 2.0  S1  2.4 ; 2.0  S2  2.4 , де Bnom - номінальне значення середньої індукції змінного магнітного поля в горизонтальному перетині (S1+S2) стрижні від струму мережної обмотки реактора; BS1 - значення індукції сумарних змінного і постійного магнітних полів у кільці стрижня, на якому розміщені секції обмотки керування; BS2 - значення індукції змінного магнітного поля від струму основної мережної обмотки в додатковому магнітному елементі, що прилягає до бічної поверхні кільця стрижня, на якому розміщені секції обмотки керування; В0 - значення індукції постійного магнітного поля в кільці стрижня від струму секцій обмотки керування; Всm - значення індукції постійного магнітного поля в кільці стрижня від постійних магнітів, розташованих у радіальних зазорах кільця стрижня; k - коефіцієнт, що дорівнює - (1) при наявності в зазорах кільця стрижня постійних магнітів; - (0) при відсутності постійних магнітів у зазорах кільця стрижня. Причинно-наслідковий зв'язок між сукупністю суттєвих ознак пристрою і технічним результатом, що досягається, полягає в тому, що конструктивне виконання, керованого електричного реактора з поперечним підмагнічуванням, що заявляється, а саме те, що: принаймні, одне кільце стрижня виконане з ізольованих смуг електротехнічної сталі, навитих уздовж окружності кільця стрижня в напрямку прокатки, а з'єднана з керованим джерелом постійної напруги обмотка керування виконана у вигляді принаймні однієї секції, витки якої намотані на цьому кільці стрижня так, що витки обмотки керування розташовуються в немагнітних проміжках між кільцями стрижнів, при цьому вісь кожного витка обмотки керування спрямована по дотичній до окружності, що проходить по центрі кільця стрижня, на який вона намотана, у сукупності з відомими ознаками дозволяє збільшити діапазон регулювання і знизити електромагнітні втрати за рахунок оптимізації магнітного потоку насичення, а також сприяє поліпшенню технологічності виготовлення пристрою й зниженню економічних витрат при виготовленні і при експлуатації пристрою. Крім того, заявляється те, що принаймні дві секції обмотки керування, розміщені на одному кільці стрижня, з'єднані послідовно, що початки і кінці секцій обмотки керування, розміщені на різних кільцях стрижнів, з'єднані паралельно, що в кільцях стрижня із секціями обмотки керування виконані радіальні зазори, заповнені ізоляційним матеріалом, що в кільцях стрижня із секціями обмотки керування виконані радіальні зазори, заповнені матеріалом, що створює постійний потік магнітного поля уздовж окружності кільця - постійними магнітами, що стрижень магнітопроводу містить принаймні один додатковий магнітний елемент, виконаний із пластин електротехнічної сталі, розташованих радіально, і прилягаючий принаймні 2 UA 95404 U 5 до одного кільця стрижня, на якому розміщені секції обмотки керування принаймні з одного боку, що в керованому електричному реакторі з поперечним підмагнічуванням відношення площі S2 горизонтального перетину додаткового магнітного елемента, що прилягає до бічної сторони кільця стрижня, на якому розміщені секції обмотки керування, до площі S 1 горизонтального перетину цього кільця стрижня задовольняє співвідношенню: 2 2 S2 nom  S1  k  cm  0   , S1 S2  nom 2.0  S1  2.4 ; 2.0  S2  2.4 , 10 15 20 25 30 35 40 45 50 де Bnom - номінальне значення середньої індукції змінного магнітного поля в горизонтальному перетині (S1+S2) стрижня магнітної системи від струму мережної обмотки реактора; BS1 - значення індукції сумарних змінних і постійного магнітних полів у кільці стрижня магнітної системи з обмоткою управління реактора; BS2 - значення індукції змінного магнітного поля від струму мережної обмотки в додатковому магнітному елементі, що закриває бічну поверхню кільця стрижня з обмоткою керування; В0 - значення індукції постійного магнітного поля в кільці стрижня магнітної системи від струму секцій обмотки керування; Bcm - значення індукції постійного магнітного поля в кільці стрижня магнітної системи від постійних магнітів, розташованих у радіальних зазорах кільця стрижня; k - коефіцієнт, що дорівнює - (1) при наявності в зазорах кільця стрижня постійних магнітів; - (0) при відсутності постійних магнітів у зазорах кільця стрижня, у сукупності з відомими ознаками дозволяє додатково збільшити діапазон регулювання і знизити електромагнітні втрати за рахунок оптимізації магнітного потоку насичення, а також сприяє поліпшенню технологічності виготовлення пристрою і зниженню економічних витрат при виготовленні і при експлуатації пристрою. Пояснюється це так. Те, що принаймні одне кільце стрижня виконане з ізольованих смуг електротехнічної сталі, навитих уздовж окружності кільця стрижня в напрямку прокатки, забезпечує високі значень індукції поля підмагнічування Во і високу магнітну проникність кільця стрижня, тому що в напрямку прокатки магнітна проникність електротехнічної сталі в кілька разів більше, ніж у напрямку поперек прокатки. Одночасно через те, що намотана на це кільце стрижня обмотка керування виконана у вигляді принаймні однієї секції, витки якої намотані так, що вони розташовуються в немагнітних проміжках між кільцями стрижнів, а при цьому вісь кожного витка обмотки керування спрямована по дотичній до окружності, що проходить по центру кільця стрижня, на який вона намотана, магнітний потік, створений секціями обмотки керування, розташованими на кільці стрижня, намагнічує тільки це кільце. При цьому немає додаткових витрат енергії на намагнічування неактивних ділянок (ярем, шунтів, елементів конструкцій) і втрати в реакторі менше, ніж у реакторі, відомому з прототипу. Витки секцій обмотки керування в пристрої, що заявлений, можна намотувати на кільце стрижня на окремій виробничій ділянці, а потім зібрати стрижень із окремих кілець, як це прийнято при зборці звичайних (не керованих) шунтувальних реакторів, тобто виготовлення такого пристрою не вимагає застосування спеціального технологічного оснащення. Тому що витки обмотки керування охоплюють перетин кільця стрижня, а не весь стрижень, вони можуть бути виконані з м'якого мідного проводу з поліхлорвініловою або паперовою ізоляцією або з мідної або алюмінієвої фольги з ізоляційним покриттям. Це дозволяє в невеликому об'ємі в проміжку між поруч розташованими кільцями стрижня розмістити в секціях обмотки керування велике (до тисячі) число витків. При проходженні по цих витках навіть невеликого постійного струму (у десятки амперів), утворена цим струмом індукція намагнічування В0, спрямована уздовж осі окружності кільця, досягає великих значень і забезпечує разом з змінною індукцією BS1 магнітного поля мережної обмотки повне розмагнічування відповідного кільця стрижня. При цьому через велику кількість витків і малого струм) намагнічування потрібна мала потужність обмотки керування. Це приводить до зниження економічних витрат при виготовленні та експлуатації пристрою. 3 UA 95404 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 У витих кільцях стрижня по радіальному розмірі кільця виконують зазори, заповнені ізоляційним матеріалом, наприклад, електрокартоном. Це знижує ризик утворення замикань між пластинами кілець. Для підвищення індукції намагнічування цей зазор заповнюють матеріалом, що створює постійний потік магнітного поля уздовж окружності кільця, - постійними магнітами, наприклад, намагніченим пермалоєм. Це збільшує індукцію постійного магнітного поля підмагнічування. Те, що, стрижень магнітопроводу містить принаймні один додатковий магнітний елемент, виконаний із пластин електротехнічної сталі розташованих радіально, який прилягає принаймні до одного кільця стрижня, на якому розміщені секції обмотки керування принаймні з одного боку, додатково забезпечує зменшення втрат у витих кільцях стрижнів. Це пояснюється тим, що потік радіального магнітного поля струмів основної мережної обмотки входить у шихтовану частину додаткового магнітного елемента, а не в бічну не шихтовану частину витого кільця стрижня із секціями обмотки керування. У цьому випадку додатковий магнітний елемент повинен бути або над, або під, або зовні витого кільця. В принципі, кожна секція обмотки керування може бути приєднана до окремих джерел постійної напруги і управлятися системою керування по різних алгоритмах. Однак найбільш економічним і технологічним є послідовне з'єднання секцій обмотки керування, розташованих на одному кільці стрижня, і паралельне з'єднання кінців секцій, розташованих на різних кільцях стрижня. При такому з'єднанні витків і секцій обмотки керування намагнічування і розмагнічування кілець стрижня відбувається синхронно для всіх кілець, розташованих по висоті стрижня. Якщо витки основної обмотки розташовані рівномірно по висоті стрижня магнітопроводу, що практично завжди виконується, то рівномірне по висоті намагнічування і розмагнічування стрижня магнітопроводу забезпечує плавну зміну індуктивності основної мережної обмотки реактора та, як наслідок, плавну зміну потужності реактора. Розширення діапазону регулювання потужності забезпечується тим, що керований магнітний потік підмагнічування в пристрої, що заявляється, концентрується локально в кожному активному елементі стрижневого магнітопроводу - кільці стрижня із секціями обмотки керування. При намагнічуванні відносна магнітна проникність кільця стрижня змінюється від декількох десятків тисяч до одиниці, при цьому плавно змінюється індуктивність основної мережної обмотки і потужність реактора. Оптимальним по економічних витратах і величині діапазону регулювання реактора є таке співвідношення розмірів між витим кільцем стрижня і додатковим магнітним елементом, що прилягає до нього, при якому у випадку повного насичення витого кільця стрижня одночасно повністю насичується і додатковий магнітний елемент. При цьому вите кільце стрижня насичується магнітним потоком, що є сумою постійного потоку намагнічування і частини змінного осьового магнітного потоку основної мережної обмотки, що проходить через нього. Додатковий магнітний елемент до цього кільця стрижня насичує частина змінного магнітного потоку основної мережної обмотки, що залишилася. Така залежність має місце при співвідношенні між площами перетинів, розташованих поруч крученого кільця, додаткового магнітного елемента та значень індукцій відповідних магнітних потоків, що заявляються. Таким чином, нові ознаки технічного рішення, що заявляється, у сукупності з відомими ознаками дозволяють збільшити діапазон регулювання і знизити питомі втрати за рахунок оптимізації магнітного потоку насичення, а також сприяють поліпшенню технологічності виготовлення пристрою і зниженню економічних витрат при виготовленні і при експлуатації пристрою. Суть технічного рішення пояснюється кресленнями, де - на фіг. 1 зображений стрижень магнітопроводу з обмотками однієї фази реактора; - на фіг. 2 зображене кільце стрижня, яке виконане з ізольованих смуг електротехнічної сталі, навитих уздовж окружності кільця стрижня в напрямку прокатки, із секціями витків обмотки керування і радіальним зазором; - на фіг. 3 зображена частина перетину витого кільця стрижня із двома секціями обмотки керування і радіальним зазором, заповненим постійним магнітом; - на фіг. 4 зображене можливе розташування витого кільця стрижня магнітопроводу, до однієї сторони якого прилягає додатковий магнітний елемент, виконаний із пластин електротехнічної сталі, розташованих радіально (зовні, усередині, зверху або знизу). - на фіг. 5 зображений стрижень магнітопроводу з обмотками однієї фази реактора, у якому одночасно розміщені кільця стрижня магнітопроводу із секціями обмотки керування і додаткові магнітні елементи. 4 UA 95404 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Керований електричний реактор, що заявляється, з поперечним підмагнічуванням містить стрижень 1 магнітопроводу, який виконаний у вигляді співвісно розташованих кілець 2 з електротехнічної сталі. Кільця 2 стрижня розділені між собою немагнітними проміжками 3. На стрижні 1 магнітопроводу розташована основна мережна обмотка 4 з віссю 5. На кільцях 2 стрижня 1 намотана з'єднана з керованим джерелом 6 постійної напруги обмотка 7 керування, вісь 8 витків якої розташована в площині, перпендикулярній осі 5 основної мережної обмотки 4. Кожне кільце 2 стрижня 1 (фіг. 1) виконане з ізольованих смуг електротехнічної сталі, навитих по окружності кільця 2 стрижня 1 в напрямку прокатки. З'єднана з керованим джерелом 6 постійної напруги обмотка 7 керування виконана у вигляді принаймні однієї або двох секцій 9 (фіг. 2, 3). Витки секцій 9 намотані на кільце 2 стрижня 1 так, що вони розташовуються в немагнітних проміжках 3 між поруч розташованими кільцями 2 стрижня 1 (фіг. 1). При цьому вісь 8 кожного витка обмотки 7 керування спрямована по дотичній до окружності, що проходить по центру кільця 2 стрижня 1, на який вона намотана. Немагнітні проміжки 3 між кільцями 2 стрижня 1 утворені за допомогою дистанційних прокладок 10 (фіг. 2). Секції 9 витків обмотки 7 керування можуть бути виконані з алюмінієвого або мідного одножильного або багатожильного проводу круглого або прямокутного перетину з паперовою, або поліхлорвініловою, або тканинною ізоляцією (фіг. 3). Секції 9 витків обмотки 7 керування можуть бути виконані із мідної або алюмінієвої фольги. При цьому фольга повинна бути покрита шаром ізолюючого лаку, або паперовою ізоляцією (фіг. 3). Секції 9 обмотки 7 керування, розміщені на одному кільці 2 стрижня 1, з'єднані послідовно (фіг. 2). Початки 11 і кінці 12 секцій 9 обмотки 7 керування, розміщені на різних кільцях 2 стрижня 1, з'єднані паралельно (фіг. 1). Для зниження ризику замикань між пластинами і зменшення втрат у сталі кільця 2 стрижня 1 від осьового змінного магнітного потоку, кільце 2 стрижня 1 може бути розділено принаймні одним радіальним зазором 13 (фіг. 2, 3), заповненим ізоляційним матеріалом, наприклад, електрокартоном. Величина зазору 13 вибирається мінімальною (до 0,5 мм.) для забезпечення максимальної індукції намагнічування В0 (фіг. 3), утвореної струмом у витках секцій 9 обмотки 7 керування. Для додаткового збільшення індукції підмагнічування Во (фіг. 3) кільця 2 стрижня 1, у зазор 13 (фіг. 3) встановлена вставка 14 (фіг. 3) з постійного магніту (наприклад, намагніченого пермалою) так, що в кільці 2 стрижня 1 утвориться додаткова складова індукції постійного магнітного поля Всm (фіг. 3), спрямована уздовж осі 8 окружності кільця 2 стрижня 1. Для зменшення втрат від радіальних змінних магнітних полів, що входять у бічну поверхню пластин кільця 2 стрижня 1 в напрямку впоперек прокатки, утворених струмом основної мережної обмотки 4, що заявляється, пристрій містить додатковий магнітний елемент 15, виконаний із пластин електротехнічної сталі, розташованих радіально (фіг. 4). Додатковий магнітний елемент 15 (фіг. 4), виконаний із пластин електротехнічної сталі, розташованих радіально, прилягає до принаймні одного кільця 2 стрижня 1, на якому розміщені секції 9 обмотки 7 керування принаймні з однієї сторони. Тобто він може бути розміщений з будь-якої сторони щодо кільця 2 стрижня 1 - усередині, зовні, зверху або знизу (фіг. 4)). На фіг. 5 показане розташування додаткових магнітних елементів 15 (фіг. 4) на стрижні 1 магнітопроводу разом із витими кільцями 2 стрижня 1 і обмотками реактора. Додаткові магнітні елементи 15 можуть розміщатися в такий спосіб: знизу під нижнім кільцем 2 стрижня 1, зверху над верхнім кільцем 2 стрижня 1, зовні бічної поверхні кілець 2 стрижня 1, розташованих у верхній і нижній частині стрижня 1 магнітопроводу, із внутрішньої сторони бічної поверхні кільця 2 стрижня 1 в середній частині стрижня 1 магнітопроводу (фіг. 5). При цьому центри радіальних перетинів додаткових магнітних елементів 15, розташованих усередині або зовні кільця 2 стрижня 1, лежать в одній горизонтальній площині з віссю 8 кільця 2 стрижня 1 (фіг. 4, 5). Керований електричний реактор працює в такий спосіб. Основну мережну обмотку 4 підключають кінцем А (фіг. 1, 5) до електричної мережі. При цьому кінець X (фіг. 1, 5) цієї обмотки, як правило, заземлений. Кінці обмотки 7 керування, що складається з окремих секцій 9, намотаних на витих кільцях 2 стрижня 1, підключені до керованого джерела 6 постійної напруги (фіг. 1, 5). Напруга в точці підключення до мережі основної мережної обмотки 4 досягає номінального значення для даного реактора. Якщо при цьому постійна напруга керованого джерела 6 дорівнює нулю (режим холостого ходу), то по витках основної мережної обмотки 4 протікає номінальний струм, а в обмотці 7 керування струм дорівнює нулю, і даний пристрій працює, як звичайний шунтувальний реактор з немагнітними 5 UA 95404 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 зазорами. При цьому струм в основній мережній обмотці 4 створює магнітний потік, у якого індукція магнітного поля має осьову і радіальну складові. Осьова складова індукції проходить через виті кільця 2 стрижня 1 і додаткові магнітні елементи 15, так що її значення в цих частинах стрижня 1 магнітопроводу практично однакові. Активним перетином стрижня 1 магнітопроводу є сума активних перетинів витих кілець 2 стрижня 1 і радіально-шихтованого кільця додаткових магнітних елементів 15. Радіальна складова індукції цього магнітного поля входить у стрижень 1 магнітопроводу в шихтовану частину додаткових магнітних елементів 15, розташованих зверху, знизу або зовні витих кілець 2 стрижня 1, і не створює додаткові втрати в стрижні 1 магнітопроводу. Якщо буде потреба змінити потужність, споживану реактором, по сигналах керування змінюється напруга, яку виробляє кероване джерело 6 постійної напруги (фіг. 1, 5), і по витках секцій 9 обмотки 7 керування тече струм. Цей струм створює в витих кільцях 2 стрижня 1 постійний магнітний потік, спрямований уздовж окружності кільця 2 стрижня 1 з індукцією намагнічування В0. При наявності в витому кільці 2 стрижня 1 вставки 14 з постійного магніту, уздовж окружності кільця 2 стрижня 1 крім індукції намагнічування створюється додаткова індукція Вст. При цьому результуючий магнітний потік намагнічування в витому кільці 2 стрижня 1 буде дорівнювати сумі індукцій (В0+Всm) або їхньої різниці (В0 - Всm), залежно від порядку підключення обмотки 7 керування до клем плюс і мінус керованого джерела 6 постійної напруги. Зазначені індукції намагнічування лежать у площині, перпендикулярній осьовій складовій змінного магнітного поля струму основної мережної обмотки 4, що проходить через виті кільця 2 стрижня 1. Виті кільця 2 стрижня 1 і додаткові магнітні елементи 15 виготовлені із пластин електротехнічної сталі. Експериментальні дослідження показують, що магнітна проникність електротехнічної сталі залежить не від окремих складових індукції магнітного поля, а від модуля векторної суми всіх складових індукцій змінного і постійного магнітних полів. Тому, при збільшенні струму в обмотці 7 керування, збільшується індукція намагнічування в витих кільцях 2 стрижня 1, збільшується модуль суми всіх складових індукцій магнітного поля і, відповідно, знижується магнітна проникність витих кілець 2 стрижня 1 (принцип поперечного підмагнічування). Зниження магнітної проникності витих кілець 2 стрижнів 1 приводить до збільшення їхнього магнітного опору основному осьовому змінному потоку магнітного поля від струмів основної мережної обмотки 4. При наявності додаткового магнітного елемента 15, що прилягає до витого кільця 2 стрижня 1, через збільшення магнітного опору витого кільця 2 стрижня 1 збільшується доля осьового потоку змінного магнітного поля в додатковому магнітному елементі 15, через що він також підмагнічується, а його магнітна проникність зменшується. Завдяки великій кількості витків у секціях 9 обмотки 7 керування, локалізації магнітного потоку в малому об'ємі усередині витих кілець 2 стрижня 1 і через вибір оптимальних співвідношень між перетинами витих кілець 2 стрижня 1 і перетинами додаткових елементів 15, зазначені вище процеси при певних значеннях струму в обмотці 7 керування приводять до повного насичення, і відносна магнітна проникність усього стрижня 1 магнітопроводу стає рівній одиниці. Зменшення струму в обмотці 7 керування приводить до зворотного процесу розмагнічування, і відносна магнітна проникність стрижня 1 магнітопроводу досягає значення до десятків тисяч при струмі в обмотці 7 керування рівному нулю. Зміна магнітної проникності стрижня 1 магнітопроводу приводить до зміни індуктивності основної мережної обмотки 4 і, отже, до зміни споживаної реактором реактивної потужності. За допомогою такого керованого реактора вирішуються різні проблеми електричних мереж (компенсація реактивної потужності мережі, стабілізація напруги в точці підключення реактора до мережі та інші). Технічне рішення, що заявляється, може бути виготовлено на існуючому устаткуванні з використанням відомих матеріалів та засобів, що підтверджує промислову придатність об'єкта. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 55 60 1. Керований електричний реактор з поперечним підмагнічуванням, який містить стрижень магнітопроводу, що виконаний у вигляді співвісно розташованих кілець із електротехнічної сталі, розділених немагнітними проміжками, основну мережну обмотку і з'єднану з керованим джерелом постійної напруги обмотку керування, вісь витків якої розташована в площині, перпендикулярній осі основної мережної обмотки, який відрізняється тим, що принаймні одне кільце стрижня виконане з ізольованих смуг електротехнічної сталі, навитої уздовж окружності 6 UA 95404 U 5 10 15 20 кільця стрижня в напрямку прокатки, а з'єднана з керованим джерелом постійної напруги обмотка керування виконана у вигляді принаймні однієї секції, витки якої намотані на цьому кільці стрижня так, що витки обмотки керування розташовуються в немагнітних проміжках між кільцями стрижнів, при цьому вісь кожного витка обмотки керування спрямована по дотичній до окружності, що проходить по центру кільця стрижня, на який вона намотана. 2. Керований електричний реактор за п. 1, який відрізняється тим, що принаймні дві секції обмотки керування, розміщені на одному кільці стрижня, з'єднані послідовно. 3. Керований електричний реактор за п. 1, який відрізняється тим, що початки і кінці секцій обмотки керування, розміщених на різних кільцях стрижнів, з'єднані паралельно. 4. Керований електричний реактор за п. 1, який відрізняється тим, що в кільці стрижня із секціями обмотки керування виконані радіальні зазори, заповнені ізоляційним матеріалом. 5. Керований електричний реактор за п. 1, який відрізняється тим, що в кільці стрижня із секціями обмотки керування виконані радіальні зазори, заповнені матеріалом, який створює постійний потік магнітного поля уздовж окружності кільця - постійними магнітами. 6. Керований електричний реактор за п. 1, який відрізняється тим, що стрижень магнітопроводу містить принаймні один додатковий магнітний елемент, виконаний із пластин електротехнічної сталі, розташованих радіально, і прилягаючий принаймні до одного кільця стрижня, на якому розміщені секції обмотки керування принаймні з однієї сторони. 7. Керований електричний реактор з поперечним підмагнічуванням за п. 1 або 6, який відрізняється тим, що відношення площі S2 горизонтального перетину додаткового магнітного елемента, що прилягає до бічної сторони кільця стрижня, на якому розміщені секції обмотки керування, до площі S1 горизонтального перетину цього кільця стрижня задовольняє співвідношенню: 2 2 S 2 nom  S1  k  cm  0   , S1 S2  nom 25 30 35 2.0  S1  2.4 ; 2.0  S2  2.4 , де Bnom - номінальне значення середньої індукції змінного магнітного поля в горизонтальному перетині (S1+S2) стрижня від струму мережної обмотки реактора; BS1 - значення індукції сумарних змінного і постійного магнітних полів у кільці стрижня, на якому розміщені секції обмотки керування; BS2 - значення індукції змінного магнітного поля від струму основної мережної обмотки в додатковому магнітному елементі, що прилягає до бічної поверхні кільця стрижня, на якому розміщені секції обмотки керування; В0 - значення індукції постійного магнітного поля в кільці стрижня від струму секцій обмотки керування; Всm - значення індукції постійного магнітного поля в кільці стрижня від постійних магнітів, розташованих у радіальних зазорах кільця стрижня; k - коефіцієнт, що дорівнює - (1) при наявності в зазорах кільця стрижня постійних магнітів; - (0) при відсутності постійних магнітів у зазорах кільця стрижня. 7 UA 95404 U 8 UA 95404 U 9 UA 95404 U 10 UA 95404 U Комп’ютерна верстка Л. Литвиненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 11