Магнітопровід трифазного статичного індукційного пристрою

Реферат: Магнітопровід трифазного статичного індукційного пристрою містить розташовані на осях під кутами 120° стрижні і ярма, що шихтовані з електротехнічної сталі у вигляді елементів шевронної і паралелограмної конфігурацій з кутами 60° і 120°. Шевронні елементи виконані симетричними відносно центральних осей, одна частина паралелограмних елементів відрізняється від іншої частини довжиною на розмір меншого боку кожного паралелограмного елемента. UA 99327 U (54) МАГНІТОПРОВІД ТРИФАЗНОГО СТАТИЧНОГО ІНДУКЦІЙНОГО ПРИСТРОЮ UA 99327 U UA 99327 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до технології трансформаторобудування, може бути використана при виробництві трифазних трансформаторів, реакторів і дроселів та вирішує задачі підвищення коефіцієнта корисної дії статичного індукційного пристрою зниженням утрат в магнітопроводі та зниженням трудомісткості виготовлення. Відомо про конструкції трифазних планарних магнітопроводів, які містять розташовані паралельно і аксіально стрижні та ярма, що шихтовані "вперепліт" [А.И. Майорец, Г.И. Пшеничный, Я.З. Чечелюк и др. Магнитопроводы силовых трансформаторов (технология и оборудование). - М.: Энергия, 1973. - С. 17-28]. При "прямих" стиках повздовжній шар шихтованого магнітопроводу складається з прямокутних пластин трьох розмірів, що відрізняються довжиною. Використання в планарному магнітопроводі текстурованої електротехнічної сталі з кращими питомими характеристиками вздовж прокату призводить до значного підвищення утрат в зонах кутів і стиків. Тому для зниження утрат і струму неробочого руху у кожному шарі магнітопроводу замість трьох використовуються пластини чотирьох конфігурацій з прямими і косими стиками, що чергуються. Це підвищує трудомісткість виробництва магнітопроводу. Максимальне зниження магнітного опору підвищенням площі стиків та зниженням утрат кутових зон досягається складанням планарного магнітопроводу з усіма косими стиками з значної кількості типорозмірів пластин при суттєвому ускладненні технології виробництва і виникненні відходів розкроєння текстурованої рулонної електротехнічної сталі. Ознаками вказаних конструкцій, що співпадають з конструкцією, згідно з корисною моделлю, є наявність шихтованих з електротехнічної сталі стрижнів і ярем. Також відомо про конструкцію магнітопроводу трифазного статичного індукційного пристрою [патент України № 100077, кл. H01F 27/24], який містить розташовані на осях під кутами 120° стрижні і ярма, що шихтовані з електротехнічної сталі у вигляді елементів шевронної і паралелограмної конфігурацій з кутами 60° і 120°. Такий магнітопровід прийнято за прототип, він відрізняється шестигранним твірним контуром і ромбічними обмотковими вікнами, та виготовляється з усіма косими стиками. Косі стики утворюються складанням магнітопроводу з наборів (груп) трьох типорозмірів елементів (пластин), що відрізняються - двох шевронних і однієї паралелограмної. Стрижнева частина кожного шару магнітопроводу утворюється суміщенням боків шевронних елементів зі стиками на осях 120°. При ізолюванні вказаних стиків у електромагнітної системи утворюються двоконтурні фазні елементи (електрорушійні сили фаз обмоток індукуються двома контурними магнітними потоками, що зсунуті по фазі). Конструкція і структура магнітопроводу - прототипу надає можливість маловитратного та практично безвідходного виробництва компактних електромагнітних систем, у тому числі трансформаторів, що призначені для вбудовування у трубчаті і сферичні оболонки обмеженого діаметра. Шевронні елементи виготовляються практично безвідходно поперечним розкроєнням смуги електротехнічної сталі, тобто ортогонально прокату. Тому напрямки силових ліній магнітного поля не співпадають з напрямом прокату, що не включає використання для виготовлення магнітопроводу текстурованої електротехнічної сталі з кращими магнітними властивостями у напряму прокату. Внаслідок індивідуальності контурів замикання магнітного поля у стрижнях і ярмах та при наявності ізоляції стиків на осях 120°, у вказаних контурах виникають значні додаткові утрати від третіх гармонік контурних магнітних потоків. При відсутності такої ізоляції виникають додаткові утрати в осьових стиках від вирівнювальних потоків. Ознаками прототипу, що співпадають з корисною моделлю, є те, що магнітопровід містить розташовані на осях під кутами 120° стрижні і ярма, що шихтовані з електротехнічної сталі у вигляді елементів шевронної і паралелограмної конфігурацій з кутами 60° і 120°. В основу корисної моделі поставлена задача удосконалення індукційного статичного пристрою, у якому певні структурні перетворення шихтованого радіального магнітопроводу з усіма косими стиками, призводять до зниження утрат, розширення технологічних можливостей виробництва та зниження трудомісткості виготовлення трифазних статичних індукційних пристроїв з суміщеними і двоконтурними фазними елементами електромагнітних систем. Поставлена задача вирішується тим, що у магнітопроводі трифазного статичного індукційного пристрою, який містить розташовані на осях під кутами 120° стрижні і ярма, що шихтовані з електротехнічної сталі у вигляді елементів шевронної і перелелограмної конфігурацій з кутами 60° та 120°, згідно з корисною моделлю, шевронні елементи виконані симетричними відносно центральних осей, одна частина паралелограмних елементів відрізняється від іншої частини довжиною на розмір меншого боку кожного паралелограмного елемента, при цьому у кожної пари суміжних шарів шевронні та паралелограмні елементи встановлені з чергуванням у стрижнях і ярмах, а стрижні містять пари паралелограмних 1 UA 99327 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 елементів різної довжини, які зсунуті один відносно другого на розмір меншого боку паралелограма. Внутрішні та зовнішні шевронні елементи утворені з ідентичних паралелограмних елементів більшої довжини. Виконання магнітопроводу таким чином, що шевронні елементи симетричні відносно центральних осей, одна частина паралелограмних елементів відрізняється від іншої частини довжиною на розмір меншого боку кожного паралелограмного елемента, при цьому у кожній парі суміжних шарів шевронні та паралелограмні елементи встановлені з чергуванням у стрижнях і ярмах, а стрижні містять пари паралелограмних елементів різної довжини, які зсунуті один відносно другого на розмір меншого боку паралелограма, знижує утрати у сталі. Формування магнітопроводу утворенням внутрішніх і зовнішніх шевронних елементів з ідентичних паралелограмних елементів більшої довжини суттєво спрощує та знижує трудомісткість виробництва магнітопроводу. Утрати у сталі знижуються утворенням шихтованого вперепліт і практично безвідходного магнітопроводу радіальної електромагнітної системи з суміщеними фазними елементами та з напрямками магнітного потоку у більшій частині об'єму магнітопроводу, що співпадає з напрямом прокату (текстури) електротехнічної сталі. Це виключає виникнення додаткових утрат від третіх гармонік контурних магнітних потоків, або вирівнювального магнітного поля стрижнів. Розширюються технологічні можливості виготовлення статичних індукційних пристроїв конструктивно - структурним забезпеченням можливості використання текстурованої електротехнічної сталі. Трудомісткість виготовлення знижується формуванням практично безвідходних варіантів симетричного радіального магнітопроводу з усіма косими стиками трифазних просторових електромагнітних систем з суміщеними і двоконтурними фазними елементами відповідно з наборів трьох елементів - одного шевронного і двох паралелограмних та усього з двох паралелограмних елементів, що відрізняються довжиною. Корисна модель ілюструється кресленнями, на яких зображені схема активної частини трифазного статичного індукційного пристрою та структури варіантів суміжних елементарних шарів його магнітопроводу. Фіг. 1 характеризує конструктивну схему просторової радіальної електромагнітної системи трансформатора з суміщеними фазними елементами у поперечному перерізі та структуру шару її магнітопроводу. На фіг. 2 зображена структура елементарних шарів електротехнічної сталі, що чергуються з шарами вигляду, що показаний на фіг. 1. На фіг. 3 зображена структура шарів магнітопроводу, що чергуються з шарами (фіг. 2) електромагнітної системи з контурами (фіг. 1), яка відрізняється двоконтурними фазними елементами. Магнітопровід 1 трансформатора (фіг. 1) містить розташовані на осях під кутами 120° стрижні 2 і ярма 3, що шихтовані з електротехнічної сталі у вигляді елементів шевронної 4, 5 і паралелограмної 6, 7 конфігурацій з кутами 60° і 120°. На стрижні 2 встановлені обмоткові котушки 8. Шевронні елементи 4, 5 виконані симетричними відносно центральних осей ОО', одна частина паралелограмних елементів 6 відрізняється від іншої частини 7 довжиною на розмір меншого боку кожного паралелограмного елемента 6, 7, при цьому у кожної пару суміжних шарів (фіг. 1, фіг. 2) шевронні 4, 5 та паралелограмні 6, 7 елементи встановлені з чергуванням у стрижнях 2 і ярмах 3, а стрижні 2 містять пари паралелограмних елементів 6, 7 різної довжини, які зсунуті один відносно другого на розмір меншого боку паралелограму (фіг. 2). У кожної пари суміжних шарів (фіг. 2, фіг. 3) внутрішні 4 і зовнішні 5 шевронні елементи утворені з ідентичних паралелограмних елементів 6 більшої довжини. При роботі статичного індукційного пристрою з різновидами елементарних шарів електротехнічної сталі магнітопроводу (фіг. 1 - фіг. 3) магніторушійні сили обмоткових котушок 8 створюють магнітне поле, що замикається по стрижнях 2 і ярмах 3 з силовими лініями, що перетинають зони технологічних зазорів вигляду оа і оа', bc і b'c', de і d'e' з усіма косими стиками. На вказані зазори накладені ділянки шевронних 4, 5 і паралелограмних 6, 7 елементів суміжних шарів (фіг. 1 - фіг. 3) магнітопроводу 1. Це знижує намагнічу вальний струм і додаткові утрати індукційного статичного пристрою. По відношенню до прототипу суміщення фазних елементів електромагнітної системи знижує утрати в сталі радіального магнітопроводу на 30…35 % на основі усунення третіх гармонік контурних магнітних потоків та зрівнювальних потоків. Також досягається можливість зниження на 10…15 % утрат в магнітопроводі при заміні нетекстурованої електротехнічної сталі на текстуровану. По відношенню до прототипу формування радіальної електромагнітної системи з двоконтурними фазними елементами з двох груп паралолограмних елементів магнітопроводу однакової ширини знижує трудомісткість його виготовлення до 30 %. 60 2 UA 99327 U ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 10 1. Магнітопровід трифазного статичного індукційного пристрою, який містить розташовані на осях під кутами 120° стрижні і ярма, що шихтовані з електротехнічної сталі у вигляді елементів шевронної і паралелограмної конфігурацій з кутами 60° і 120°, який відрізняється тим, що шевронні елементи виконані симетричними відносно центральних осей, одна частина паралелограмних елементів відрізняється від іншої частини довжиною на розмір меншого боку кожного паралелограмного елемента, при цьому у кожної пари суміжних шарів шевронні та паралелограмні елементи встановлені з чергуванням у стрижнях і ярмах, а стрижні містять пари паралелограмних елементів різної довжини, які зсунуті один відносно другого на розмір меншого боку паралелограма. 2. Магнітопровід за п. 1, який відрізняється тим, що внутрішні та зовнішні шевронні елементи утворені з ідентичних паралелограмних елементів більшої довжини. Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3