ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РЕАКТОР

Электрический реактор
Полезная модель относится к области электротехники, а именно к электрическим реакторам, которые используются преимущественно в сильноточных электрических цепях.
Основным параметром реактора является запасенная магнитная энергия, которая увеличивается пропорционально произведению индуктивности на квадрат тока. При работе реактора материал магнитопровода не должен достигать области магнитного насыщения, в которой индуктивность реактора резко снижается. Для этого в сильноточных реакторах используются магнитные материалы с низкой магнитной проницаемостью.
Известен однофазный реактор, имеющий витой разрезной магнитопровод из электротехнической стали 1. Обмотка наносится на катушку, которая надевается на центральный стержень магнитопровода в процессе сборки реактора. Электротехническая сталь имеет начальную относительную магнитную проницаемость около 1000. Требуемую магнитную проницаемость 10 - 100 получают подбором величины воздушного зазора в магнитопроводе. Воздушный зазор приводит к рассеянию магнитного потока, что может отрицательно повлиять на работу электрических цепей и приборов, находящихся вблизи реактора. Электротехническая сталь представляет полосу толщиной 0,30 - 0,35 мм, что существенно ограничивает возможности оптимизации конструкции реактора.
Применение магнитодиэлектрика в качестве материала магнитопровода заметно расширяет возможности изменения конструкции реактора. В качестве прототипа выбран электрический реактор 2, магнитопровод которого изготовлен из магнитодиэлектрика и состоит из отдельных элементов, вьшолненных в форме прямоугольных параллелепипедов с целочисленным соотношением сторон, которые соединены друг с другом в секции, образующие при дальнейшем соединении ярмо. Этим способом можно собрать магнитопровод крупных размеров. Отдельные элементы сборного магнитопровода выполнены из магнитодиэлектрика обычным способом прессования под высоким
H01F27/24
давлением смеси магнитиого порошка и связующего. Возможности пресса позволяют получать только небольшие элементы. Форма элементов параллелепипед также ограничивает возможности конструирования реактора.
Использование заливки смеси магнитного порошка и связующего в формы позволяет получать отдельные элементы магнитопровода произвольной формы и размера. Элементы магнитопровода в виде отливок позволяют выбрать оптимальную форму магнитопровода. Предлагается электрический реактор, состоящий из сборного магнитопровода, выполненного из магнитодиэлектрика, и обмотки, отличающийся тем, что магнитопровод состоит из центрального стержня круглого сечения, двух замыкающих ярем, верхнего и нижнего, выполненных в виде плоского параллелепипеда, двух боковых замыкающих ярем, выполненных в виде параллелепипеда с выемкой внутренней части в форме цилиндра круглого сечения, причем наружные грани замыкаюшдх ярем выполняют роль корпуса реактора, а магнитный порошковый материал магнитодиэлектрика имеет структуру не менее чем на 50% состоящую из кристаллов размером не более 50 нм.
В качества связующего можно использовать органический или неорганический клеи, пластические массы или другие вещества обладающие связующими свойствами. Отдельные элементы магнитопровода заливают в заранее подготовленные формы, где происходит затвердевание магнитодиэлектрика. Требуемую магнитную проницаемость получают подбором магнитного материала, фракции порошка, количества и состава связующего и наполнителя.
В качестве магнитного материала можно использовать нанокристаллические сплавы, структура которых не менее чем на 50% состоит из кристаллов размером не более 50 нм. Такие сплавы обладают высокой магнитной проницаемостью и легко перерабатываются в порошок.
Магнитопровод состоит из следующих элементов (см. фиг. 1): центрального стержня круглого сечения, двух замыкающих ярем, верхнего и нижнего, выполненных в виде плоского параллелепипеда, двух боковых замыкающих ярем, выполненных в виде параллелепиЦеда с выемкой внутренний части в форме цилиндра круглого сечения, причем боковые ярма соединенные друг с другом в горизонтальном сечении образуют с внутренней стороны - окружность и с внешней стороны - прямоугольник. Наружные грани замыкаюпщх ярем одновременно вьшолняют роль корпуса реактора и экранируют магнитные поля от токов обмотки реактора. Прямоугольная форма реактора упрощает его встраивание в другие конструкции.
Фиг. 1. Электрический реактор: а - вертикальный разрез, б - горизонтальный разре 1 - центральный стержень, 2 - верхнее и нижнее ярма, 3 - боковые ярма, 4 - обмотка.
Пример. Порошок получали из магнитного сплава с нанокристаллической структурой Fe72,5NiiCui(MoxNbi x)3Sii3,5B9 3. Проводили отсев фракции с размером не более 0,28 мм. Смесь порошка и клея на основе эпоксидной смолы ЭД-20 заливали в заранее подготовленные формы. После полимеризации получали магнитодиэлектрик с относительной магнитной проницаемостью 20. Катушку с обмоткой рассчитанной на номинальный ток 300 А надевали на центральный стержень круглого сечения (фиг. 1). Затем собирали боковые, верхнее и нижнее ярма. При габаритных размерах 400x320x320 мм реактор имел номинальную индуктивность 0,7 мГн.
Источники информации
1.И. Славик, Конструирование силовых преобразователей, М.: ЭнергоатомиздатД989, с. 91.
2.А.С. СССР J ol389574, кл. H01F27/24, П01Р29/00.
3.Патент РФ №3117714, кл. С22С38/16, H01F3/04.
полупроводниковых
Заявитель:
Директор НПП
В.Я. Бел Озеров