×
20.02.2020
220.018.045c

ТРЕХФАЗНЫЙ ЛЕНТОЧНЫЙ МАГНИТОПРОВОД С ЭЛЛИПСООБРАЗНЫМ ПОПЕРЕЧНЫМ СЕЧЕНИЕМ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
№ охранного документа
0002714446
Дата охранного документа
17.02.2020
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к электротехнике. Технический результат состоит в уменьшении массы, габаритов, что обеспечивает повышенную ресурсную надежность. Трехфазный ленточный магнитопровод имеет эллипсообразное поперечное сечение и состоит из двух одинаковых колец и одного охватывающего их кольца. Лента для навивки каждого из двух одинаковых колец магнитопровода имеет геометрическую форму, описываемую одной параметрической зависимостью, а лента для навивки охватывающего кольца магнитопровода имеет геометрическую форму, описываемую другой параметрической зависимостью. Фасонную резку ленты и навивку одного кольца осуществляют одновременно, в одном устройстве. 3 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в качестве многофазной магнитной системы электрооборудования, материалом изготовления которой является электротехнический сплав в виде ленты.

Минимизация массы и габаритов преобразовательных устройств является постоянной задачей разработчиков. Независимо от используемой частоты тока минимизация массы и габаритов силовых магнитопроводов трансформаторов и дросселей представляет важную задачу.

Известна конструкция магнитопровода, в которой применен набор лент разной ширины [патент РФ 2444801, H01F 3/04, Бюл. №7, 2010] с образованием в поперечном сечении магнитопровода ступенчатого многоугольника. Она очень сложна в изготовлении и коэффициент заполнения окна круглых силовых обмоток не равен 1,0.

Известна конструкция магнитопровода с фасонной резкой ленты при навивке магнитопровода - с линейной зависимостью изменения ширины ленты по ее длине с образованием в поперечном сечении шестигранника или восьмигранника [патент Германии №565421, Н02K 15/02, 1932]. Коэффициент заполнения окна круглых силовых обмоток не равен 1,0.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является трехфазный ленточный магнитопровод, состоящий из двух одинаковых колец и одного охватывающего их кольца, выполненных навивкой из лент, и имеющий круглое поперечное сечение [авторское свидетельство СССР №734821, H01F 27/24, Бюл. №18, 1980], коэффициент заполнения окна круглых силовых обмоток равен 1,0.

Недостатком прототипа является тот факт, что для силовых трансформаторов при большой мощности требуется значительная площадь поперечного сечения, и распределение ее в виде круга приводит к увеличению диаметральных габаритов магнитопровода, что в некоторых случаях недопустимо.

Промышленность изготавливает кольцевые ленточные магнитопроводы с прямоугольным поперечным сечением по нормализованным рядам, например, НПО «Гаммамет» (http://www.gammamet.ru). Неразрезная кольцевая конструкция таких магнитопроводов обладает наименьшим тепловыделением. Для повышения ресурсной надежности силовых трансформаторов прямоугольное поперечное сечение силовых магнитопроводов дополняют торцевыми элементами. Это делают для увеличения радиуса сгиба проводов при выполнении силовых обмоток с целью уменьшения импульсных электродинамических нагрузок при возможных коротких замыканиях в сети при эксплуатации. Однако при этом уменьшается коэффициент заполнения окна обмоток электротехническим сплавом магнитопровода, снижается кпд силового трансформатора, его масса и габариты не минимизированы. Указанные недостатки усиливаются при изготовлении трехфазных магнитопроводов.

Задачей изобретения является устранение вышеуказанных недостатков.

Техническим результатом, на достижение которого направлено изобретение, является уменьшение диаметральных габаритов при минимизации массы магнитопровода и сохранении максимального (равного 1,0) коэффициента заполнения поперечного сечения (окна обмоток) силового магнитопровода.

При этом снижается собственное тепловыделение в железе магнитопровода и в меди обмоток и, соответственно, повышается кпд трансформаторов, обеспечивается повышенная ресурсная надежность при функционировании, что существенно важно для аэрокосмической техники и ракетостроения. Кроме того, минимизация собственного тепловыделения уменьшает требования к мощности автономной системы охлаждения, например, космического аппарата.

Указанный технический результат достигается тем, что трехфазный ленточный магнитопровод состоит из двух одинаковых колец и одного охватывающего их кольца, выполненных навивкой из лент. Магнитопровод имеет эллипсообразное поперечное сечение. При этом лента для навивки каждого из двух одинаковых колец магнитопровода имеет геометрическую форму, описываемую параметрической зависимостью:

А лента для навивки охватывающего кольца магнитопровода имеет геометрическую форму, описываемую параметрической зависимостью:

х - длина ленты;

у - ширина ленты относительно оси продольной симметрии;

ϕ - параметр, отображающий приращение полярного угла, соответствующее вращению радиус-вектора при навивке магнитопровода;

l1 - длина огибающей линии каждого из двух одинаковых колец магнитопровода;

l2 - длина линии, охватывающей два одинаковых кольца магнитопровода;

r - радиус полукруговой части эллипсообразного поперечного сечения магнитопровода;

а - расстояние между центрами полукруговых частей эллипсообразного поперечного сечения магнитопровода;

δ - толщина ленты с нанесенной изоляцией.

В результате получаем трехфазный ленточный магнитопровод с эллипсообразным поперечным сечением, который при том же значении площади поперечного сечения имеет меньшие диаметральные габариты, нежели магнитопровод с круговым поперечным сечением. При этом вследствие сохранения коэффициента заполнения окна силовых обмоток, равным 1,0, минимизируется масса магнитопровода и собственное тепловыделение для каждой размерной конфигурации магнитопровода и трансформатора.

На фиг. 1 приведен общий вид и разрез трехфазного ленточного магнитопровода с эллипсообразными поперечным сечением.

На фиг. 2 показано одно из двух одинаковых колец.

На фиг. 3 приведено охватывающее кольцо.

Из рассмотрения спирали Архимеда получена параметрическая зависимость для геометрической формы ленты, образующей при навивке каждое из двух одинаковых колец с поперечным сечением в виде внутренней половины эллипса (фиг. 2):

х - длина ленты;

у - ширина ленты относительно оси продольной симметрии;

ϕ - параметр, отображающий приращение полярного угла, соответствующее вращению радиус-вектора при навивке колец магнитопровода;

l1 - длина огибающей линии каждого из двух одинаковых колец магнитопровода;

r - радиус полукруговой части эллипсообразного поперечного сечения магнитопровода;

а - расстояние между центрами полукруговых частей эллипсообразного поперечного сечения магнитопровода;

δ - толщина ленты с нанесенной изоляцией.

Аналогично получена параметрическая зависимость для развертки ленты, при навивке образующей охватывающее кольцо с поперечным сечением в виде внешней половины эллипса (фиг. 3):

х - длина ленты;

у - ширина ленты относительно оси продольной симметрии;

ϕ - параметр, отображающий приращение полярного угла, соответствующее вращению радиус-вектора при навивке кольца магнитопровода;

12 - длина линии, охватывающей два одинаковых кольца магнитопровода;

r - радиус полукруговой части эллипсообразного поперечного сечения магнитопровода;

а - расстояние между центрами полукруговых частей эллипсообразного поперечного сечения магнитопровода;

δ - толщина ленты с нанесенной изоляцией (см. фиг. 1).

Эллипсообразное поперечное сечение трехфазного магнитопровода (фиг. 1) складывается при его сборке из поперечных сечений двух одинаковых колец (фиг. 2) и охватывающего их кольца (фиг. 3).

Длина развертки ленты каждого из двух одинаковых колец магнитопровода (при значении параметра ϕ=l1/δ) равна количеству слоев ленты толщиной δ, помещающихся в поперечном сечении кольца толщиной r, умноженному на длину огибающей линии l1. Максимальная ширина развертки ленты (при том же значении параметра ϕ) равна (а+2r), минимальная ширина равна а при ϕ=(l1-2πr)/δ. При а=0 лента при навивке образует в поперечном сечении малого кольца внутреннюю половину круга, радиусом r. Фасонную резку ленты и навивку малого кольца магнитопровода осуществляют одновременно, в одном устройстве, после навивки на оправке одного кольца ленту закрепляют точечной сваркой и отрезают. Два одинаковых малых кольца вместе с оправками укрепляют на устройстве для навивки на них охватывающего большого кольца. Возможна также навивка большого кольца на своей оправке с последующей сборкой и закреплением трехфазного магнитопровода (клеем, лентой).

Длина развертки ленты охватывающего большого кольца при значении параметра ϕ=(l2+2πr)/δ равна количеству слоев ленты толщиной δ, помещающихся в поперечном сечении кольца толщиной r, умноженному на длину средней линии l2. Максимальная ширина развертки ленты при значении параметра ϕ=l2/δ равна (а+2r), и минимальная ширина равна а при ϕ=(l2+2πr)/δ, также как и для двух одинаковых колец. При а=0 лента при навивке образует в поперечном сечении охватывающего большого кольца внешнюю половину круга, радиусом r. Фасонную резку ленты и навивку охватывающего большого кольца магнитопровода осуществляют одновременно, в одном устройстве, после навивки кольца ленту закрепляют точечной сваркой и отрезают.

Размеры огибающей линии l1 для каждого из малых колец и охватывающей линии l2 для большого кольца рассчитывают по чертежу магнитопровода (см. фиг. 1).

Предложенная конструкция трехфазного ленточного магнитопровода с эллипсообразным поперечным сечением сообщает силовым трансформаторам и дросселям минимальные массу, габариты и собственное тепловыделение и обеспечивает повышенную ресурсную надежность, что существенно важно, например, для аэрокосмической техники и ракетостроения.


ТРЕХФАЗНЫЙ ЛЕНТОЧНЫЙ МАГНИТОПРОВОД С ЭЛЛИПСООБРАЗНЫМ ПОПЕРЕЧНЫМ СЕЧЕНИЕМ
ТРЕХФАЗНЫЙ ЛЕНТОЧНЫЙ МАГНИТОПРОВОД С ЭЛЛИПСООБРАЗНЫМ ПОПЕРЕЧНЫМ СЕЧЕНИЕМ
ТРЕХФАЗНЫЙ ЛЕНТОЧНЫЙ МАГНИТОПРОВОД С ЭЛЛИПСООБРАЗНЫМ ПОПЕРЕЧНЫМ СЕЧЕНИЕМ
ТРЕХФАЗНЫЙ ЛЕНТОЧНЫЙ МАГНИТОПРОВОД С ЭЛЛИПСООБРАЗНЫМ ПОПЕРЕЧНЫМ СЕЧЕНИЕМ
ТРЕХФАЗНЫЙ ЛЕНТОЧНЫЙ МАГНИТОПРОВОД С ЭЛЛИПСООБРАЗНЫМ ПОПЕРЕЧНЫМ СЕЧЕНИЕМ
ТРЕХФАЗНЫЙ ЛЕНТОЧНЫЙ МАГНИТОПРОВОД С ЭЛЛИПСООБРАЗНЫМ ПОПЕРЕЧНЫМ СЕЧЕНИЕМ
ТРЕХФАЗНЫЙ ЛЕНТОЧНЫЙ МАГНИТОПРОВОД С ЭЛЛИПСООБРАЗНЫМ ПОПЕРЕЧНЫМ СЕЧЕНИЕМ
ТРЕХФАЗНЫЙ ЛЕНТОЧНЫЙ МАГНИТОПРОВОД С ЭЛЛИПСООБРАЗНЫМ ПОПЕРЕЧНЫМ СЕЧЕНИЕМ
ТРЕХФАЗНЫЙ ЛЕНТОЧНЫЙ МАГНИТОПРОВОД С ЭЛЛИПСООБРАЗНЫМ ПОПЕРЕЧНЫМ СЕЧЕНИЕМ
ТРЕХФАЗНЫЙ ЛЕНТОЧНЫЙ МАГНИТОПРОВОД С ЭЛЛИПСООБРАЗНЫМ ПОПЕРЕЧНЫМ СЕЧЕНИЕМ
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 31.
20.08.2016
№216.015.4b85

Система управления вектором тяги жидкостного ракетного двигателя

Изобретение относится к ракетному двигателестроению и может быть использовано в системах управления вектором тяги в ракетных двигателях на жидком топливе с различными схемами организации рабочего процесса. Система управления вектором тяги жидкостного ракетного двигателя, состоящая из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002594844
Дата охранного документа: 20.08.2016
13.01.2017
№217.015.8448

Устройство балластное (варианты)

Изобретение относится к области конструирования нагрузочных резисторов и систем, их объединяющих, для использования в силовых цепях автономных энергоустановок. Устройство балластное содержит нагрузочные резисторы, изоляторы, крепежную раму, выводные шины. Нагрузочные резисторы образованы...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002602837
Дата охранного документа: 20.11.2016
13.01.2017
№217.015.86a5

Элемент устройства сброса низкопотенциальной энергии космического аппарата

Изобретение относится к космической технике и может быть использовано в конструкциях холодильников-излучателей космических аппаратов (КА) и энергетических установок. Излучатель устройства сброса низкопотенциальной энергии космического аппарата содержит металлическую трубку с внешним защитным...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002603698
Дата охранного документа: 27.11.2016
25.08.2017
№217.015.9d87

Панель холодильника-излучателя

Изобретение относится к космической технике, а именно к устройствам теплообмена. Панель холодильника-излучателя содержит теплоизлучающую пластину из композиционного материала и металлические трубки для теплоносителя, размещенные между теплоизлучающей пластиной и накладками из композиционного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002610732
Дата охранного документа: 15.02.2017
25.08.2017
№217.015.bb66

Ракетно-прямоточный двигатель с регулируемым расходом твёрдого топлива

Изобретение относится к ракетной технике и может быть использовано в гиперзвуковых (М≥5) крылатых ракетах с ракетно-прямоточными двигателями, предназначенных для полетов на больших высотах. Ракетно-прямоточный двигатель содержит воздухозаборник, газогенератор с зарядом твердого топлива,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002615889
Дата охранного документа: 11.04.2017
25.08.2017
№217.015.c1bf

Термочувствительный приводной элемент

Изобретение относится к области приборостроения, микромеханики и техники исполнительных элементов на основе функциональных материалов, в частности к технике устройств на основе материалов с эффектом памяти формы, и может найти применение в робототехнике, в управляющих устройствах, оптических...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002617841
Дата охранного документа: 28.04.2017
26.08.2017
№217.015.da4b

Способ изготовления ячеистого сотового заполнителя из композиционных материалов

Изобретение относится к способу изготовления ячеистого сотового заполнителя, из композиционных материалов для двух-, трехслойных панелей и оболочек из препрега. Изобретение может использоваться для изготовления изделий с высокой удельной прочностью в авиационной, ракетно-космической,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002623781
Дата охранного документа: 29.06.2017
26.08.2017
№217.015.e802

Прямоточный воздушно-реактивный двигатель с газогенератором открытого типа и регулируемым расходом твердого топлива

Изобретение относится к ракетной технике и может быть использовано в гиперзвуковых крылатых ракетах с прямоточными воздушно-реактивными двигателями, предназначенных для полетов на больших высотах. В частности, изобретение относится к прямоточному воздушно-реактивному двигателю с газогенератором...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002627310
Дата охранного документа: 07.08.2017
10.05.2018
№218.016.49fc

Малогабаритная установка для отбора частиц продуктов сгорания твердого топлива

Изобретение может быть использовано в машиностроительной, авиационной, ракетно-космической, нефтяной, химической и других отраслях для сбора конденсированных частиц из продуктов сгорания горючих материалов. Технический результат изобретения заключается в повышении точности воспроизведения в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002651355
Дата охранного документа: 19.04.2018
01.11.2018
№218.016.98e7

Установка для получения частиц порошка и способ ее работы

Группа изобретений относится к получению порошка, который может быть использован в аддитивных технологиях. Установка для получения частиц порошка содержит плазматрон, выполненный с возможностью подачи в плазму исходного материала в форме удлиненного элемента, распылительный блок с соплами для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002671034
Дата охранного документа: 29.10.2018
Показаны записи 1-10 из 10.
27.12.2013
№216.012.91a2

Стенд для испытаний мощного высокооборотного агрегата (варианты)

Стенд для испытания мощного высокооборотного агрегата содержит соосно соединенные турбину, компрессор, электрогенератор и соединительную муфту для испытуемого высокооборотного агрегата, а также стендовые системы газоснабжения, водоснабжения, вакуумирования, электропитания, управления и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002502975
Дата охранного документа: 27.12.2013
20.11.2014
№216.013.08df

Ядерная энергодвигательная установка космического аппарата

Изобретение относится к атомной энергетике и ракетно-космической технике. Технический результат - повышение эффективности и надежности функционирования ядерной энергодвигательной установки космического аппарата. ЯЭДУ КА содержит нагреватель - газоохлаждаемый ядерный реактор, холодильник,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002533672
Дата охранного документа: 20.11.2014
13.01.2017
№217.015.8448

Устройство балластное (варианты)

Изобретение относится к области конструирования нагрузочных резисторов и систем, их объединяющих, для использования в силовых цепях автономных энергоустановок. Устройство балластное содержит нагрузочные резисторы, изоляторы, крепежную раму, выводные шины. Нагрузочные резисторы образованы...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002602837
Дата охранного документа: 20.11.2016
18.01.2019
№219.016.b127

Способ управления автономной энергоустановкой (варианты)

Использование: в области электротехники. Технический результат – обеспечение постоянства выходных параметров вырабатываемой электроэнергии при работе с переменным числом подключаемых потребителей. Способ управления автономной энергоустановкой (АЭУ) включает подключение балластных сопротивлений...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002677258
Дата охранного документа: 16.01.2019
20.02.2019
№219.016.c0dc

Тепловой аккумулятор для нагрева рабочего тела

Тепловой аккумулятор предназначен для нагрева газового потока с использованием аккумулирования тепловой энергии и может быть использован в энергодвигательных установках космических летательных аппаратов для периодического накопления тепловой энергии с последующим нагревом протекающего через...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002366865
Дата охранного документа: 10.09.2009
20.02.2020
№220.018.040e

Способ получения разверток лент для изготовления кольцевых ленточных элементов магнитопроводов (варианты)

Изобретение относится к электротехнике. Способы содержат одновременное изготовление двух разверток посредством фасонной резки исходной ленты постоянной ширины тремя режущими устройствами в соответствии с параметрическими зависимостями для изготовления кольцевых О-образных ленточных элементов...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002714448
Дата охранного документа: 17.02.2020
23.02.2020
№220.018.060a

Пространственный симметричный ленточный магнитопровод с круговым поперечным сечением стержней

Изобретение относится к электротехнике. Пространственный симметричный ленточный магнитопровод содержит три одинаковых, выполненных из лент кольцевых О-образных элемента с полукруговыми поперечными сечениями, которые попарно соединены с образованием трех стержней магнитопровода с круговыми...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002714676
Дата охранного документа: 19.02.2020
11.03.2020
№220.018.0add

Кольцевой ленточный магнитопровод с эллипсообразным поперечным сечением (варианты)

Изобретение относится к электротехнике. Технический результат состоит в повышении надежности. Кольцевой ленточный магнитопровод, образованный навивкой из ленты переменной ширины, имеет эллипсообразное поперечное сечение, а лента для навивки магнитопровода имеет геометрическую форму, описываемую...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002716212
Дата охранного документа: 10.03.2020
22.04.2023
№223.018.5104

Ядерная энергетическая установка

Изобретение относится к атомной и ракетно-космической технике и может быть использовано для решения задач, связанных с доставкой космических аппаратов на орбиту функционирования и последующим длительным энергообеспечением. Установка содержит не менее двух замкнутых газотурбинных контуров, общий...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002794216
Дата охранного документа: 12.04.2023
02.06.2023
№223.018.75ce

Трехфазный пространственный шихтованный магнитопровод

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве многофазной магнитной системы электрооборудования, материалом изготовления которой является листовая или рулонная электротехническая сталь. Техническим результатом, на достижение которого направлено предлагаемое...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002796472
Дата охранного документа: 24.05.2023
+ добавить свой РИД