ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РЕАКТОР
ELECTRICAL REACTOR

Изобретение относится к области электротехники и электроэнергетики, точнее к электрическим машинам, в частности к электрическим реакторам, и может быть использовано в схеме питания асинхронного тягового привода вагона метрополитена. Предлагаемый электрический реактор обеспечивает уменьшение пульсаций тока, потребляемого от сети.
Основные требования, которым должен отвечать электрический реактор в схеме питания асинхронного тягового привода вагона метрополитена, - надежность, определяемая электрическими характеристиками, и прежде всего электроизоляционными, электрической добротностью, малыми габаритами, механической прочностью в условиях повышенных эксплуатационных нагрузок.
Известен электроиндукционный аппарат, преимущественно реактор, содержащий обмотку или несколько обмоток и броневой сердечник, состоящий из стержня, поперечных и боковых ярем (патент РФ №2273910, опубл. 10.04.2006).
Недостатком этого технического решения является затрудненный теплоотвод, что приводит к необходимости увеличивать габариты и вес устройства при увеличении рассеиваемой мощности, а также большое активное сопротивление реактора, снижающее его добротность.
Наиболее близким к предложенному техническому решению является электрический реактор, содержащий магнитопровод со стержнем, ярмами и обмоткой, которая выполнена из двух имеющих одинаковые радиальные размеры и высоту и расположенных по высоте одна за другой секций (патент РФ № 2478236, опубл. 27.03.2013). Однако и этот реактор имеет затрудненный теплоотвод и недостаточную добротность.
Технической задачей, решаемой предлагаемым изобретением, является создание электрического реактора, обеспечивающего эффективный теплоотвод и повышенную добротность, что позволяет работать при уменьшенных габаритах, повышенной механической прочности в условиях повышенных эксплуатационных нагрузок.
Для решения этой технической задачи предлагается электрический реактор, содержащий магнитопровод со стержнем, ярмами и обмоткой, которая размещена на стержне магнитопровода и выполнена из двух секций, имеющих одинаковые радиальные размеры и высоту и расположенных по высоте одна над другой, каждая секция выполнена из нескольких параллельных прямоугольных проводов с отношением сторон 0,32-0,41, с изоляцией из стеклянных нитей толщиной 0,09-0,17 мм, с подклейкой и пропиткой, каждый провод секции лежит в одной плоскости, параллельные провода примыкают друг к другу меньшими сторонами, начала и концы параллельных проводов секций обмотки соответственно объединены и подключены к присоединительным клеммам, секции обмотки забандажированы слюдинитовой лентой и отделены от магнитопровода узкими стеклотекстолитовыми прокладками, секции на стержне магнитопровода разделены прокладкой, выполненной из нескольких слоев стеклотекстолита, разделенных самослипающейся термостойкой резиностеклотканью.
Источники информации, содержащие всю совокупность признаков предлагаемого электрического реактора, при проведении поиска по патентной и научно-технической литературе, не обнаружены. Совокупность существенных признаков заявляемого электрического реактора не следует явным образом из изученного уровня техники, имеет существенные отличия от рассмотренных аналогов. Электрический реактор может быть изготовлен с применением известных конструктивных узлов, материалов и технологических операций на известном технологическом оборудовании. Поэтому заявитель считает, что заявляемый электрический реактор соответствует критериям патентоспособности изобретения «новизна», «промышленная применимость» и «изобретательский уровень».
Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых показан пример выполнения предлагаемого электрического реактора. Представленный пример не охватывает все возможные варианты изготовления предлагаемого электрического реактора в соответствии с концепцией предложения.
На чертежах показаны: на фиг.1 - общий вид реактора, на фиг.2 и 3 показан вид спереди секций обмоток, выполненных каждая из пяти параллельных прямоугольных проводов, начала и концы параллельных проводов секций обмотки соответственно объединены и подключены к присоединительным клеммам, на фиг.4 - вид сверху секции 3, на фиг.5 - расположение секций обмотки на наборном стержне броневого магнитопровода, на фиг.6 выполнение прокладки между секциями, на фиг.7 - расположение обмоток в собранном реакторе.
На фигурах обозначены: магнитопровод 1 (броневого типа, набран из листов электротехнической стали и скреплен при помощи шпилек) со стержнем 2, обмотка, состоящая из одной 3 и другой 4 секций, имеющих одинаковые радиальные размеры и высоту, обе секции 3 и 4 содержат по 38 витков из пяти параллельных прямоугольных проводов 5 с размерами сторон 3,35 и 9,0 мм, с изоляцией из стеклянных нитей толщиной 0,11 мм, пропитанных нагревостойким лаком, каждый прямоугольный провод 5 секций 3 и 4 лежит соответственно в одной плоскости, параллельные провода 5 секций 3 и 4 примыкают друг к другу меньшими сторонами (шириной 3,35 мм), начала и концы параллельных проводов 5 секций 3 и 4 обмотки соответственно объединены (пропаяны) и подключены (припаяны) к присоединительным клеммам 6 обмоток, секции 3 и 4 обмотки забандажированы слюдинитовой лентой (не показано), размещены на стержне 2 магнитопровода 1, отделены от него узкими стеклотекстолитовыми прокладками 7 и разделены прокладкой, выполненной из самослипающейся термостойкой резиностеклоткани 8, разделяющей слои 9 стеклотекстолита (Фиг 6). Электрический реактор размещен в корпусе, образованном крышками 10, профилями 11. Присоединительные клеммы 6 секций 3 и 4 обмотки подключены к блоку 12 присоединительных клемм электрического реактора.
В предложенной конструкции электрического реактора обмотка, состоящая из одной 3 и другой 4 секций, имеющих одинаковые радиальные размеры и высоту, максимально приближена к магнитопроводу 1 с обеспечением зазора, создаваемого узкими стеклотекстолитовыми прокладками 7, что повышает индуктивность электрического реактора и обеспечивает теплоотвод. Электрический реактор включают в цепь питания тягового электродвигателя мотор-вагона метрополитена (не показан) и при резком изменении величины нагрузки, возникающей при трогании мотор-вагона (поезда), разгоне и переходе на режим холостого хода индуктивное сопротивление реактора уменьшает броски тока. Так как при протекании тока через секции 3 и 4 обмотки они и магнитопровод 1 нагреваются, предлагаемая конструкция обеспечивает естественное воздушное охлаждение реактора при защищенном исполнении в диапазоне изменения рабочих температур окружающей среды от - 45 до +40°C.
Заявителем изготовлены и успешно испытаны опытные образцы предлагаемого электрического реактора со следующими параметрами:
Наименование параметра
Значение параметра
Напряжение постоянного тока, В
750
Продолжительный ток, А
470
Максимальный ток, А
1100
Индуктивность при токе 1000 А, Гн, не менее
0,008