способ компенсации электродвижущей силы самоиндукции в искробезопасных трансформаторах

Классы МПК:H01F27/38 дополнительные элементы сердечника; дополнительные катушки или обмотки 
H01F27/34 особые средства для предотвращения или ослабления нежелательных электрических или магнитных явлений, например потерь холостого хода, реактивных токов, гармоник, генерации колебаний, полей рассеяния магнитных потоков 
H01F27/42 схемы специально предназначенные для изменения или компенсации электрических характеристик трансформаторов, реакторов и дросселей
Автор(ы):
Патентообладатель(и):Заев Николай Емельянович
Приоритеты:
подача заявки:
1999-08-26
публикация патента:

Использование: в электротехнике и радиотехнике, в частности в искробезопасных индукционных аппаратах, служащих для питания цепей, расположенных в помещениях со взрывоопасными средами. Изобретение осуществляют посредством встречно-параллельного подключения к основной обмотке контробмотки, расположенной на общем с основной обмоткой сердечнике. Технический результат заключается в полной компенсации ЭДС самоиндукции в основной обмотке. Для этого число витков и диаметр провода контробмотки задают в соответствии с соотношениями, зависящими от числа витков и диаметра провода основной обмотки, а также от параметра, равного отношению магнитных энергий основной обмотки и контробмотки. 1 ил.
Рисунок 1

Формула изобретения

Способ компенсации электродвижущей силы самоиндукции в искробезопасных трансформаторах посредством встречно-параллельного подключения контробмотки к основной обмотке, которые размещают на общем сердечнике, отличающийся тем, что число витков w2 и диаметр провода r2 контробмотки задают в соответствии с соотношением

w2 = w1 способ компенсации электродвижущей силы самоиндукции в   искробезопасных трансформаторах, патент № 2169407 способ компенсации электродвижущей силы самоиндукции в   искробезопасных трансформаторах, патент № 2169407;

способ компенсации электродвижущей силы самоиндукции в   искробезопасных трансформаторах, патент № 2169407

способ компенсации электродвижущей силы самоиндукции в   искробезопасных трансформаторах, патент № 2169407

где w1 - число витков в основной обмотке;

r1 - диаметр провода основной обмотки;

способ компенсации электродвижущей силы самоиндукции в   искробезопасных трансформаторах, патент № 2169407 - отношение магнитных энергий основной обмотки и контробмотки.

Описание изобретения к патенту

Изобретение предназначено для использования в электро- и радиотехнике, в частности в искробезопасных индукционных аппаратах (трансформаторах, обмотках контакторов), служащих для питания цепей, коммутируемых разрывными контактами, переключателями, расположенными в помещениях со взрывоопасными средами (метан, бензин, этилен, ацетилен и т.п.).

Способ основан на снижении реактивного сопротивления цепи компенсацией ЭДС самоиндукции, возникающей в основной обмотке индуктивности L1, противоположной по знаку ЭДС индукции, создаваемой добавочной обмоткой с L2 (контробмоткой) на том же магнитопроводе, что и основная.

Известно устройство регулировки напряжения, основанное на управлении реактивным сопротивлением цепи переменного тока путем управления магнитной проницаемостью магнитопровода двумя обмотками с регулируемой силой в них постоянного тока (см. а.с. СССР N 40449, G 01 R 21/26, 1934 г.). Это устройство очень сложно конструктивно и неудобно в эксплуатации, ибо нет обратной связи силы постоянного тока с допуском колебаний регулируемого напряжения переменного тока. В нем лишь упоминается о возможности регулирования между обоими крайними и средним значением силы постоянного тока.

Задачей изобретения является создание устройства, в котором возникновение ЭДС самоиндукции в основной обмотке (т.е. появление реактивного сопротивления в ней) компенсировалось бы для внешней цепи встречной ЭДС индукции от контробмотки.

Поставленная задача решается тем, что в способе компенсации электродвижущей силы самоиндукции в искробезопасных трансформаторах посредством встречно-параллельного подключения контробмотки к основной обмотке, которые размещают на общем сердечнике, согласно изобретению число витков w2 и диаметр провода r2 контробмотки задают в соответствии с соотношением

w2= w1способ компенсации электродвижущей силы самоиндукции в   искробезопасных трансформаторах, патент № 2169407;

способ компенсации электродвижущей силы самоиндукции в   искробезопасных трансформаторах, патент № 2169407

способ компенсации электродвижущей силы самоиндукции в   искробезопасных трансформаторах, патент № 2169407

где w1 - число витков в основной обмотке;

r1 - диаметр провода основной обмотки;

способ компенсации электродвижущей силы самоиндукции в   искробезопасных трансформаторах, патент № 2169407 - отношение магнитных энергий основной обмотки и контробмотки.

Изобретение поясняется чертежом, где показана схема устройства, поясняющая заявленный способ. В ней 1 - основная обмотка с числом витков w1, индуктивностью L1, намотанная проводом диаметра r1, 2 - контробмотка с w2 витков, индуктивностью L2, намотанная проводом диаметра r2, 3 - общий магнитопровод.

При подключенной к 1 внешней нагрузке в 1 протекает ток I1, в 2 - ток I2 << I1. Эти токи, будучи противоположными, создают в магнитопроводе встречные магнитные потоки. Потому итоговая энергия в нем способ компенсации электродвижущей силы самоиндукции в   искробезопасных трансформаторах, патент № 2169407 A=A1-A2: A1=0,5L1способ компенсации электродвижущей силы самоиндукции в   искробезопасных трансформаторах, патент № 2169407I12, A2= 0,5L2 способ компенсации электродвижущей силы самоиндукции в   искробезопасных трансформаторах, патент № 2169407I22. Число витков и диаметр обмоточных проводов назначают в соответствии со следующими соотношениями: w2= w1способ компенсации электродвижущей силы самоиндукции в   искробезопасных трансформаторах, патент № 2169407способ компенсации электродвижущей силы самоиндукции в   искробезопасных трансформаторах, патент № 2169407; способ компенсации электродвижущей силы самоиндукции в   искробезопасных трансформаторах, патент № 2169407 способ компенсации электродвижущей силы самоиндукции в   искробезопасных трансформаторах, патент № 2169407 способ компенсации электродвижущей силы самоиндукции в   искробезопасных трансформаторах, патент № 2169407 Коэффициент способ компенсации электродвижущей силы самоиндукции в   искробезопасных трансформаторах, патент № 2169407 показывает, насколько энергия A1 превосходит A2, которую следует терять на обеспечение постоянной готовности контура 12 к подавлению ЭДС самоиндукции при отключении нагрузки от 1 (разрыва тока I1). В этот момент 1 шунтируется 2, в 1-2 протекает быстропеременный затухающий ток I = I1= I2, который на сопротивлениях обмоток 1 (R1) и 2 (R2) рассеивает в виде джоулева тепла всю энергию способ компенсации электродвижущей силы самоиндукции в   искробезопасных трансформаторах, патент № 2169407A, не давая ей создать электрическую дугу на размыкаемых контактах и этим предотвратить инициацию взрыва огнеопасных паров в окружающей газовой среде. Одновременно исключается пробой изоляции обмоток 1 и 2 высоковольтным импульсом ЭДС самоиндукции.

Поскольку R2>>R1, a во время разрыва I1 в контуре ток I(t) = I(t)1 - I(t)2, то очевидно на R2, т. e. в обмотке 2 выделяется тепла в способ компенсации электродвижущей силы самоиндукции в   искробезопасных трансформаторах, патент № 2169407 раз больше, чем на R1. Если 1 был нагружен мощностью 0I1способ компенсации электродвижущей силы самоиндукции в   искробезопасных трансформаторах, патент № 21694070U1, то за время отключения способ компенсации электродвижущей силы самоиндукции в   искробезопасных трансформаторах, патент № 2169407 (f - частота) на обмотках выделится энергии в виде тепла максимум способ компенсации электродвижущей силы самоиндукции в   искробезопасных трансформаторах, патент № 2169407 При f ~ 50 Гц способ компенсации электродвижущей силы самоиндукции в   искробезопасных трансформаторах, патент № 2169407 ~ 10 миллисекунд, что достаточно для разрыва I1.

Уровень потерь b2 в 2 назначается из уровня потерь b1 в 1; они в трансформаторах способ компенсации электродвижущей силы самоиндукции в   искробезопасных трансформаторах, патент № 2169407 0,02способ компенсации электродвижущей силы самоиндукции в   искробезопасных трансформаторах, патент № 21694071U0способ компенсации электродвижущей силы самоиндукции в   искробезопасных трансформаторах, патент № 21694071I0 ( ~ 2% от номинальной мощности). Потери b2 в 2 на существование A2 следует назначать из существа задачи защиты от дорогостоящих последствий взрывов и пожаров [2], считая b2 целесообразными на уровне

способ компенсации электродвижущей силы самоиндукции в   искробезопасных трансформаторах, патент № 2169407

способ компенсации электродвижущей силы самоиндукции в   искробезопасных трансформаторах, патент № 2169407 .

Класс H01F27/38 дополнительные элементы сердечника; дополнительные катушки или обмотки 

трансформатор высокого напряжения -  патент 2524672 (10.08.2014)
трансформатор -  патент 2448384 (20.04.2012)
трехфазный трансформатор напряжения -  патент 2406175 (10.12.2010)
электрический однофазный реактор (варианты) -  патент 2304816 (20.08.2007)
электромагнитный экран для реактора без ферромагнитного сердечника -  патент 2304815 (20.08.2007)
способ независимой одновременной передачи нескольких сигналов через один трансформатор -  патент 2251790 (10.05.2005)
многофазный агрегатированный трансформатор -  патент 2125749 (27.01.1999)

Класс H01F27/34 особые средства для предотвращения или ослабления нежелательных электрических или магнитных явлений, например потерь холостого хода, реактивных токов, гармоник, генерации колебаний, полей рассеяния магнитных потоков 

трансформатор высокого напряжения и большой мощности с грозозащитным экраном долюка -  патент 2458422 (10.08.2012)
электрический трансформатор с компенсацией постоянного потока -  патент 2453010 (10.06.2012)
способ удаления нежелательных соединений серы из изоляционного масла электрического устройства -  патент 2413324 (27.02.2011)
способ обработки отложений сульфида меди в электрическом устройстве путем использования окисляющих агентов -  патент 2413323 (27.02.2011)
токоограничивающий реактор -  патент 2349980 (20.03.2009)
устройство ограничения токов короткого замыкания -  патент 2340027 (27.11.2008)
электрический однофазный реактор (варианты) -  патент 2304816 (20.08.2007)
электромагнитный экран для реактора без ферромагнитного сердечника -  патент 2304815 (20.08.2007)
высоковольтный трансформатор -  патент 2273908 (10.04.2006)
способ измерения индуктивности короткого замыкания трансформатора для дефектографирования состояния обмоток -  патент 2184999 (10.07.2002)

Класс H01F27/42 схемы специально предназначенные для изменения или компенсации электрических характеристик трансформаторов, реакторов и дросселей

Наверх