RU2684609C1

RU2684609C1 - Throttles with adjustable inductance

Info

Publication number: RU2684609C1
Application number: RU2018119274A
Authority: RU
Inventors: Владимир Григорьевич Костиков; Руслан Владимирович Костиков; Вадим Анатольевич Шахнов
Original assignee: Акционерное общество "Концерн воздушно-космической обороны "Алмаз - Антей"
Priority date: 2018-05-25
Filing date: 2018-05-25
Publication date: 2019-04-10

Abstract

FIELD: electrical engineering.SUBSTANCE: invention relates to control transformers or variable inductances having a movable section in a magnetic circuit, in particular to throttles with adjustable inductance. Throttle with the controlled inductance contains an excitation winding, a magnetic conductor consisting of movable and fixed parts with non-magnetic gap between them, at that on the magnetic circuit fixed part the excitation winding is fixed, and the movable part of the magnetic conductor is placed on the axis installed in the fixed supports, wherein the gap between ends of the movable and fixed parts of the magnetic conductor is made with constant width and has the shape of a circle arc, the center of which coincides with the center of the above axis, and the throttle is additionally equipped with a bracket, which its central part is attached to the above fixed support, wherein adjusting and locking devices are arranged on both ends of bracket. One of them comprises screw secured in bracket by means of two nuts on both sides of bracket, wherein screw free end is pressed to side surface of moving part of magnetic conductor on one side.EFFECT: technical result achieved by using the invention consists in providing a constant value of inductance during operation of the throttle and simplification of the process of adjusting the value of the inductance of the throttle and fixing the position of the movable part of the magnetic conductor.3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к регулировочным трансформаторам или переменным индуктивностям, имеющим подвижный участок в магнитной цепи, в частности к дросселям с регулируемой индуктивностью.The invention relates to regulating transformers or variable inductances having a movable portion in a magnetic circuit, in particular to chokes with adjustable inductance.

Известен дроссель с регулируемой индуктивностью (см. описание изобретения к патенту РФ № 2087964, МПК Н01F21/06, авторы Смирнов Ю.А., Шевченко А.Г., опубл. 20.08.97), содержащий разъёмный магнитопровод с воздушным зазором, обмотку на стержнях магнитопровода, фиксирующее устройство в виде обойм, жёстко скреплённых с частями магнитопровода, и регулировочное устройство в виде четырёх шпилек с гайками.Known inductor with adjustable inductance (see the description of the invention to the patent of the Russian Federation No. 2087964, IPC H01F21 / 06, authors Smirnov Yu.A., Shevchenko AG, publ. 08/20/97), containing a detachable magnetic circuit with an air gap, a winding on the rods of the magnetic circuit, a fixing device in the form of clips, rigidly fastened to the parts of the magnetic circuit, and an adjusting device in the form of four studs with nuts.

Однако в известном устройстве процесс регулирования индуктивности является трудоёмким и длительным по времени, поскольку регулирование индуктивности проводится за счёт изменения взаимного положения частей магнитопровода, для чего необходимо поочерёдно вращать четыре шпильки с фиксирующими гайками, чтобы добиться параллельности поверхностей, образующих зазор для выравнивания значений усталостных напряжений, возникающих в шпильках в условиях эксплуатации данного дросселя при знакопеременных механических воздействиях. Кроме того, в известном дросселе подвижная и неподвижная части магнитопровода имеют гальваническую связь через устройство регулирования и фиксации, что существенно усложняет электрическую изоляцию обмотки возбуждения и снижает надёжность дросселя.However, in the known device, the process of regulating the inductance is time-consuming and time-consuming, since the regulation of the inductance is carried out by changing the relative position of the parts of the magnetic circuit, for which it is necessary to rotate four studs with locking nuts in order to achieve parallelism of the surfaces forming a gap to equalize the values of fatigue stresses, arising in studs under the operating conditions of this throttle during alternating mechanical influences. In addition, in the known inductor, the movable and fixed parts of the magnetic circuit are galvanically coupled through a regulation and fixing device, which significantly complicates the electrical insulation of the field winding and reduces the reliability of the inductor.

Наиболее близким по назначению и технической сущности решением, выбранным в качестве прототипа, является плавно регулируемый дугогасящий реактор (см. описание изобретения к патенту РФ № 2390065, МПК Н01F29/10 автор Зихерман М.Х., опубл. 20.05.2010), содержащий обмотку на неподвижном магнитопроводе, выполненном из двух П-образных частей с немагнитным зазором, в котором может перемещаться подвижный магнитопровод в виде ферромагнитного кольца переменного поперечного сечения. При повороте кольца вокруг своей оси изменяется объём заполнения зазора ферромагнитным материалом кольца, что изменяет индуктивность реактора.The closest to the purpose and technical nature of the solution, selected as a prototype, is a continuously adjustable arc extinguishing reactor (see description of the invention to the patent of the Russian Federation No. 2390065, IPC H01F29 / 10 author Zicherman M.Kh., publ. 05.20.2010), containing a winding on a fixed magnetic circuit made of two U-shaped parts with a non-magnetic gap, in which a movable magnetic circuit in the form of a ferromagnetic ring of variable cross section can move. When the ring rotates around its axis, the gap filling volume with the ferromagnetic material of the ring changes, which changes the reactor inductance.

Недостатком данного изобретения является невозможность получения одинаковыми по значению двух магнитных потоков, создаваемых обеими частями неподвижного магнитопровода. В результате этого результирующее усилие, создаваемое за счёт разности усилий от магнитных потоков, не равно нулю, что приводит к перекосу подвижного магнитопровода в зазоре и делает конструкцию дросселя статически неустойчивой, что, в свою очередь, приводит к изменению значения индуктивности реактора в процессе эксплуатации.The disadvantage of this invention is the impossibility of obtaining the same in value two magnetic flux generated by both parts of a stationary magnetic circuit. As a result of this, the resulting force created due to the difference in the forces from magnetic fluxes is not equal to zero, which leads to a skew of the movable magnetic circuit in the gap and makes the design of the inductor statically unstable, which, in turn, leads to a change in the value of the reactor inductance during operation.

Целью изобретения является обеспечение постоянного значения индуктивности в процессе её эксплуатации и упрощение процесса регулирования значения индуктивности дросселя и фиксации положения подвижной части магнитопровода.The aim of the invention is to ensure a constant value of the inductance during its operation and to simplify the process of regulating the value of the inductance of the inductor and fixing the position of the movable part of the magnetic circuit.

Поставленная цель достигается тем, что дроссель с регулируемой индуктивностью, содержит обмотку возбуждения, магнитопровод, состоящий из подвижной и неподвижной частей с немагнитным зазором между ними, при этом на неподвижной части магнитопровода закреплена обмотка возбуждения, а подвижная часть магнитопровода размещена на оси, установленной в неподвижных опорах, при этом зазор между торцами подвижной и неподвижной частей магнитопровода выполнен постоянной ширины и имеет форму дуги окружности, центр которой совпадает с центром вышеупомянутой оси, а дроссель дополнительно снабжён скобой, которая своей центральной частью скреплена с вышеупомянутой неподвижной опорой, при этом на обоих концах скобы размещены устройства регулирования и фиксации, одно из которых содержит винт, закреплённый в скобе посредством двух гаек с обеих сторон скобы, причём свободный конец винта прижат к боковой поверхности подвижной части магнитопровода с одной стороны.This goal is achieved by the fact that the inductor with adjustable inductance contains an excitation winding, a magnetic circuit consisting of movable and fixed parts with a non-magnetic gap between them, while the excitation winding is fixed on the fixed part of the magnetic circuit, and the movable part of the magnetic circuit is mounted on an axis mounted in fixed supports, while the gap between the ends of the movable and fixed parts of the magnetic circuit is made of constant width and has the shape of a circular arc, the center of which coincides with the center above the axle, and the throttle is additionally equipped with a bracket, which is fastened with its central part to the aforementioned fixed support, while at both ends of the bracket are placed adjustment and fixing devices, one of which contains a screw fixed in the bracket using two nuts on both sides of the bracket, and free the end of the screw is pressed to the side surface of the moving part of the magnetic circuit on one side.

Отличительной особенностью является то, что оба устройства регулирования и фиксации выполнены содержащими винт, закреплённый в скобе посредством двух гаек с обеих сторон скобы, при этом свободные концы упомянутых винтов прижаты к боковым поверхностям подвижной части магнитопровода.A distinctive feature is that both control and fixing devices are made containing a screw fixed in a bracket using two nuts on both sides of the bracket, while the free ends of the said screws are pressed against the side surfaces of the moving part of the magnetic circuit.

Отличительной особенностью является то, что другое устройство регулирования и фиксации выполнено в виде пружины, один конец которой неподвижно закреплён на скобе, а другой конец прижат к боковой поверхности подвижной части магнитопровода с другой стороны.A distinctive feature is that the other regulation and fixing device is made in the form of a spring, one end of which is fixedly mounted on a bracket, and the other end is pressed against the side surface of the moving part of the magnetic circuit on the other hand.

Предлагаемое устройство поясняется чертежом, где на фиг. 1 представлен дроссель с регулируемой индуктивностью, на фиг.2 – вариант его исполнения.The proposed device is illustrated in the drawing, where in FIG. 1 shows a choke with adjustable inductance, figure 2 is a variant of its execution.

Дроссель с регулируемой индуктивностью (см. фиг. 1) содержит магнитопровод, состоящий из неподвижной части 1 и подвижной части 2. На неподвижной части 1 размещена обмотка возбуждения 3, создающая магнитный поток в магнитопроводе.The inductor with adjustable inductance (see Fig. 1) contains a magnetic circuit consisting of a fixed part 1 and a movable part 2. An excitation winding 3 is placed on the fixed part 1, which creates a magnetic flux in the magnetic circuit.

Подвижная часть 2 магнитопровода установлена на поворотной оси 4 с возможностью вращения относительно неё. Поворотная ось 4 размещена в неподвижной опоре 5.The movable part 2 of the magnetic circuit is mounted on the rotary axis 4 with the possibility of rotation relative to it. The rotary axis 4 is placed in a fixed support 5.

Кроме того, к неподвижной опоре 5 неподвижно прикреплена скоба с двумя концами.In addition, a bracket with two ends is fixedly attached to the fixed support 5.

Обращённые одна к другой поверхности неподвижной 1 и подвижной 2 частей магнитопровода образуют немагнитный зазор, который имеет форму дуги окружности с центром, совпадающим с центром поворотной оси 4.The surfaces of the stationary 1 and moving 2 parts of the magnetic core facing one another form a non-magnetic gap, which has the shape of a circular arc with a center coinciding with the center of the rotary axis 4.

С одной стороны (на фиг. 1 слева) подвижной части магнитопровода устройство регулирования и фиксации выполнено в виде винта 6, служащего регулируемым упором, положение которого фиксируется гайками 7 и 8 с обеих сторон скобы 9. С другой стороны подвижной части магнитопровода (на фиг. 1 справа) устройство регулирования и фиксации выполнено в виде пружины 10, прижимающей подвижную часть 2 магнитопровода к винту 6.On the one hand (in Fig. 1 on the left) of the moving part of the magnetic circuit, the control and fixing device is made in the form of a screw 6, which serves as an adjustable stop, the position of which is fixed by nuts 7 and 8 on both sides of the bracket 9. On the other side of the moving part of the magnetic circuit (in FIG. 1 on the right) the control and fixing device is made in the form of a spring 10, pressing the moving part 2 of the magnetic circuit to the screw 6.

На фиг.2 показан вариант дросселя, в котором с другой (правой) стороны подвижной части магнитопровода регулирующее и фиксирующее устройство выполнено в виде винта 11 с гайками 12 и 13. Figure 2 shows a variant of the throttle, in which on the other (right) side of the movable part of the magnetic circuit, the regulating and fixing device is made in the form of a screw 11 with nuts 12 and 13.

Предлагаемый дроссель работает следующим образом. При перемещении винта 6 происходит поворот подвижной части магнитопровода по часовой или против часовой стрелки вокруг оси 4, при этом радиальный размер немагнитного зазора (его ширина) не изменяется, а изменяется его длина по дуге окружности между подвижной и неподвижной частями магнитопровода, что приводит к плавному изменению индуктивности дросселя.The proposed throttle operates as follows. When the screw 6 is moved, the movable part of the magnetic circuit rotates clockwise or counterclockwise around axis 4, while the radial size of the nonmagnetic gap (its width) does not change, but its length changes along the circular arc between the movable and fixed parts of the magnetic circuit, which leads to a smooth change inductance of the inductor.

Фиксация положения подвижной части магнитопровода обеспечивается усилием пружины 10 или винта 11 с гайками 12 и 13 в зависимости от степени механического воздействия на дроссель внешних влияющих величин.Fixing the position of the movable part of the magnetic circuit is ensured by the force of the spring 10 or screw 11 with nuts 12 and 13, depending on the degree of mechanical impact on the throttle of external influencing quantities.

Дополнительным достоинством дросселя является обеспечение гальванической развязки устройств регулирования и фиксации, контактирующих только с подвижной частью магнитопровода, и обмотки, расположенной на неподвижной части магнитопровода. Благодаря этой развязке упрощается электрическая изоляция органов регулирования и фиксации при высоком уровне напряжения, подаваемого на обмотку, что повышает надёжность дросселя при эксплуатации.An additional advantage of the inductor is the provision of galvanic isolation of control and fixation devices in contact only with the moving part of the magnetic circuit, and of the winding located on the fixed part of the magnetic circuit. Thanks to this isolation, the electrical isolation of the regulating and fixing organs is simplified at a high level of voltage supplied to the winding, which increases the reliability of the inductor during operation.

Заявляемый дроссель может быть использован в цепях, где требуется плавная регулировка индуктивности и надёжная гальваническая развязка органов регулирования и фиксации и обмотки, находящейся под напряжением.The inventive inductor can be used in circuits where a smooth adjustment of the inductance and reliable galvanic isolation of the regulating and fixing elements and the winding under voltage are required.

Claims

1. Inductor with adjustable inductance, comprising an excitation winding, a magnetic circuit consisting of movable and fixed parts with a nonmagnetic gap between them, while on the fixed part of the magnetic circuit, an excitation winding is fixed, and the movable part of the magnetic circuit is placed on an axis mounted in fixed supports, characterized in that the gap between the ends of the moving and stationary parts of the magnetic circuit is made of constant width and has the shape of an arc of a circle, the center of which coincides with the center of the aforementioned axis, and the throttle It is additionally equipped with a bracket, which is fastened with its central part to the aforementioned fixed support, while on both ends of the bracket are placed adjustment and fixing devices, one of which contains a screw fixed in the bracket using two nuts on both sides of the bracket, and the free end of the screw is pressed against the side surface of the moving part of the magnetic circuit on one side.

2. The throttle according to claim 1, characterized in that both control and fixing devices are made containing a screw fixed in a bracket using two nuts on both sides of the bracket, while the free ends of the said screws are pressed against the side surfaces of the moving part of the magnetic circuit.

3. The throttle according to claim 1, characterized in that the other regulation and fixing device is made in the form of a spring, one end of which is fixedly mounted on a bracket, and the other end is pressed against the side surface of the moving part of the magnetic circuit on the other hand.