SU1721645A1

SU1721645A1 - Three-phase current-limiting reactor

Info

Publication number: SU1721645A1
Application number: SU894713655A
Authority: SU
Inventors: Сергей Глебович Попов; Станислав Яковлевич Церковный; Анатолий Васильевич Ерисов
Original assignee: Научно-исследовательский электротехнический институт Научно-производственного объединения "ХЭМЗ"
Priority date: 1989-07-03
Filing date: 1989-07-03
Publication date: 1992-03-23

Abstract

Изобретение относитс к электротехнике и может быть использовано в преобразовательной технике дл ограничени токов КЗ. Целью изобретени вл етс снижение температуры обмоток реактора от действи вихревых токов за счет уменьшени потоков рассе ни в зоне воздушного зазора с помощью массивного незамкнутого экрана из немагнитного материала с высокой электрической, проводимостью. Реактор состоит из магнитопровода 1, стержн 2, секций обмоток 3, экрана 4 и воздушного зазора 5 в экране. По торцам экрана прикреплены воздушные охладители 6 дл повышени эффективности охлаждени . 1 з.п. ф-лы, 1 ил.The invention relates to electrical engineering and can be used in converter equipment to limit short-circuit currents. The aim of the invention is to reduce the temperature of the reactor windings from the effect of eddy currents by reducing the scattering fluxes in the air gap zone using a massive open screen of a nonmagnetic material with high electrical conductivity. The reactor consists of a magnetic core 1, a rod 2, sections of windings 3, a screen 4 and an air gap 5 in the screen. Air coolers 6 are attached to the ends of the screen to increase cooling efficiency. 1 hp f-ly, 1 ill.

Description

Фиг.11

Изобретение относитс к электротехнике , в частности к электромагнитным системам и индуктивным элементам.The invention relates to electrical engineering, in particular to electromagnetic systems and inductive elements.

Индуктивные элементы примен ютс в качестве сопротивлени в цеп х переменного и пульсирующего тока. Известны токо- ограничивающие реакторы без железного сердечника.Inductive elements are used as resistance in alternating and pulsating current circuits. Known current-limiting reactors without an iron core.

Недостатками известных устройств вл ютс значительные их габариты и вес, так как дл реализации требуемой индуктивности необходима намотка катушек с большим количеством витков.The disadvantages of the known devices are their considerable size and weight, since in order to realize the required inductance, the winding of coils with a large number of turns is necessary.

Наход т применение трехфазные реакторы с магнитопроводом, как имеющие меньшие весогабаритные показатели перед реакторами без магнитопровода. Уменьшение веса и габаритов реакторов св зано с малым сопротивлением дл магнитного потока , поэтому меньшей м.д.с. дл его создани , что в конечном итоге уменьшает количество витков катушек.Three-phase reactors with a magnetic circuit are used as having smaller overall dimensions before reactors without a magnetic circuit. The reduction in weight and dimensions of the reactors is associated with low resistance for magnetic flux, therefore less ms.s. to create it, which ultimately reduces the number of turns of the coils.

Однако конструкци такого реактора имеет существенный недостаток, св занный с насыщением магнитрпровода при аварийных токах и потерей индуктивности, а это в свою очередь означает потерю основной функции назначени реактора-ограничени тока. However, the design of such a reactor has a significant drawback associated with the saturation of the magnetic core during emergency currents and loss of inductance, and this in turn means the loss of the main function of assigning the reactor to limit current.

Наиболее близким к предлагаемому - вл етс трехфазный реактор с магнитопроводом , стержни которого разделены на участки немагнитными (воздушными) зазорами. При определенной величине за- аора можно избежать насыщени магнитопровода при аварийных режимах цепью несколько увеличенной м.д,с. катушек, т.е. ее размеров. Хот введение воздушного зазора в магнитопроводе и приводит к увеличению размеров в целом, тем не менее весогабаритные показатели лучше по сравнению с воздушными реакторами.Closest to the proposed one is a three-phase reactor with a magnetic core, the rods of which are divided into sections by nonmagnetic (air) gaps. At a certain size of the gate, it is possible to avoid saturation of the magnetic circuit during emergency modes with a circuit slightly increased ppm. coils i. its size. Although the introduction of an air gap in the magnetic circuit and leads to an increase in size in general, however, the weight and size parameters are better compared to air reactors.

Недостатком известного реактора вл етс нагрев катушек реактора, что определено повышенным значением потерь от вихревых токов в проводниках катушек, Вихревые токи обусловлены по влением поперечной составл ющей индукции при искривлении линий магнитного потока в зоне воздушного зазора и по влением потоков рассе ни . Потери от вихревых токов могут превышать омические потери от сквозного тока катушек, что, кроме общего увеличени потерь, может привести к недопустимым перегревам катушек и преждевременному выходу реактора из стро .A disadvantage of the known reactor is the heating of the reactor coils, which is determined by the increased value of eddy current losses in the coil conductors. Eddy currents are caused by the appearance of the transverse induction component in the curvature of the magnetic flux lines in the air gap zone and the appearance of scattering flows. Losses due to eddy currents can exceed ohmic losses from the through current of the coils, which, in addition to a general increase in losses, can lead to unacceptable overheating of the coils and premature reactor failure.

Целью изобретени вл етс снижение температуры катушек реактора от действи вихревых токов за счет уменьшени потоков рассе ни в зоне воздушного зазора.The aim of the invention is to reduce the temperature of the reactor coils from the effect of eddy currents by reducing the scattering fluxes in the air gap zone.

В трехфазном реакторе в зоне воздушного зазора на каждом из стержней устанавливаетс массивный немагнитный экран с высокой электрической проводимостью. Экран имеет разрез в своей конструкции, чтобы исключить образование КЗ витка на стержн х реактора. С торцов экрана прикреплены металлические охладители в виде воздушных радиаторов. С помощью экранаIn a three-phase reactor in the air gap zone, a massive non-magnetic screen with high electrical conductivity is installed on each of the rods. The screen has an incision in its structure to eliminate the formation of a short circuit of a coil on the reactor rods. Metal coolers in the form of air radiators are attached to the ends of the screen. Using the screen

0 уменьшаютс потоки рассе ни в зоне воздушного зазора. Это св зано с фокусирующим действием экрана. Под давлением потока , пересекающего экрана, в последнем индуцируютс вихревые токи, пол которых0 scattered flows are reduced in the air gap area. This is due to the focusing action of the screen. Under the pressure of the flow crossing the screen, in the latter, eddy currents are induced, the floor of which

5 в соответствии с законом Ленца направлены встречно причине их вызвавшей, что приводит к уменьшению потоков рассе ни , т,е. фокусированию пол в зоне воздушного зазора . Тепловые потери от вихревых токов в5 in accordance with the law of Lenz directed against the cause of their caller, which leads to a decrease in the scattering fluxes, t, e. focusing the floor in the air gap area. Heat loss from eddy currents in

0 значительной степени перенос тс из катушек в экран. Высока электрическа проводимость экрана обуславливает эффективность противодействи пол вихревых токов искривлению пол относитель5 но оси магнитопровода в зоне воздушного зазора.0 is largely transferred from the coils to the screen. The high electrical conductivity of the screen determines the effectiveness of the resistance of the field of eddy currents to curvature of the field relative to the axis of the magnetic circuit in the area of the air gap.

Предлагаемый реактор отличаетс от известного тем, что в зоне воздушного зазора магнитопровода установлен экран из не0 магнитного материала с высокой электрической проводимостью.The proposed reactor differs from the well-known fact that in the zone of the air gap of the magnetic circuit a screen of non-magnetic material with high electrical conductivity is installed.

Известно применение экрана в качестве экранирующего элемента, В предлагаемом реакторе нар ду с указанной функциейIt is known to use a screen as a shielding element. In the proposed reactor, along with this function

5 экран выполн ет и другие функции: с помощью экрана происходит фокусировка магнитного пол в зоне воздушного зазора; потери от вихревых токов перенос тс в значительной степени из обмоток в экран,5, the screen performs other functions: with the help of the screen, the magnetic field is focused in the air gap zone; the eddy current losses are largely transferred from the windings to the screen,

0 чем снижаетс температура катушек; отличен отвод тепла от экрана с помощью охладителей , так как экран находитс не под рабочим потенциалом.0 which reduces the temperature of the coils; heat dissipation is different from the screen using coolers, since the screen is not at operating potential.

Таким образом, применение экрана изThus, the application of the screen from

5 немагнитного материала с высокой электрической проводимостью в новом качестве позвол ет достигнуть поставленной цели - снизить температуру катушек.5 non-magnetic material with high electrical conductivity in the new quality allows you to achieve the goal - to reduce the temperature of the coils.

На фиг. 1 показан фрагмент конструк0 ции реактора, вид спереди в разрезе; на FIG. 1 shows a fragment of the reactor structure, front view in section; on

фиг. 2 - экран с охладител ми, общий экран.FIG. 2 - screen with coolers, general screen.

Реактор содержит магнитопровод 1 сThe reactor contains a magnetic core 1 s

воздушным зазором 2 на стержне, катушкиair gap 2 on the rod coil

3, экран 4 из немагнитного материала с вы5 сокой электрической проводимостью и разрезами 5, металлический охладитель 6.3, screen 4 of non-magnetic material with high electrical conductivity and cuts 5, metal cooler 6.

Процессы в устройстве протекают следующим образом.The processes in the device proceed as follows.

При наличии тока через реактор магнитные линии в зоне воздушных зазоров отклон ютс от направлени средней линии магнитной системы реактора. На своем пути, пересека экран, поле индуцирует в нем вихревые токи, пол которых в соответствии с принципом Ленца направлены встречно причине их вызвавшей. В результате взаимодействи основного пол реактора и ответного пол вихревых токов в зоне воздушного зазора и экрана уменьшаетс величина потока, отклон юща с от направлени средней линии Магнитной системы . Уменьшаетс рассе ние пол , т.е. поток фокусируетс . При этом вихревые токи в экране создают тепловые потери, которые отвод тс от экрана с помощью стандартных охладителей.In the presence of current through the reactor, the magnetic lines in the zone of air gaps deviate from the direction of the center line of the magnetic system of the reactor. On its way, crossing the screen, the field induces eddy currents in it, the floor of which, in accordance with the Lenz principle, is directed oppositely to the cause of their caller. As a result of the interaction of the main floor of the reactor and the reciprocal field of eddy currents in the area of the air gap and the screen, the flux deviating from the center line of the Magnetic System decreases. The scattering of the field decreases, i.e. the stream is focused. In doing so, the eddy currents in the screen create heat losses that are removed from the screen using standard coolers.

Применение экрана в предлагаемом устройстве дл снижени температуры обмоток реактора позвол ет снизитьThe use of a screen in the proposed device for reducing the temperature of the reactor windings allows reducing

Claims

1. Three phase current limiting

a reactor containing a magnetic core with an air gap, winding sections located on each of the rods, characterized in that, in order to reduce

0 heating the reactor, it has an open electromagnetic screen made of a material with high electrical conductivity, covering each of the rods and placed in the zone of the air gap.

2. The reactor according to claim 1, in connection with the fact that, for the purpose of more efficient cooling, the reactor has metal coolers attached to the ends of the screen.

FIG. 2