Импульсный трансформатор Советский патент 1984 года по МПК H01F19/08 

Изобретение относится к высоковольтной импульсной технике, а именно к устройствам, преобразующим электрические импульсы, и может быть использовано в различных областях техники, используюш,их импульсы высокого напряжения и большой мощности, например в разрядно-импульсной технологии, в квантовой электронике для питания лазеров и т. д. Известны импульсные трансформаторы (ИТ), например, в которых с целью уменьшения потоков рассеяния и соответственно повышения моидности имеется магнитопровод с размеп1,енной на нем вторичной обмоткой, а первичная выполнена в виде объемного витка, охватываюп его сердечник 1. Недостаток такого ИТ - значительная индуктивность рассеяния. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является импульсный трансформатор, в котором для повышения мощности путем уменьшения индуктивности рассеяния первичного контура используется секционированный магнитопровод, каждая секция которого охвачена объемным витком, присоединяемым параллельно к источнику питания. Объемные витки наружной частью образуют корпус трансформатора. Вторичная обмотка образована корпусом и центральным металлическим стержнем, проходящим вдоль оси трансформатора 2. Недостатком данного ИТ является значительная индуктивность рассеяния. Как следствие этого ИТ имеет ограниченную мощность. Кроме того, указанный ИТ имеет низкое выходное напряжение (коэффициент умножения равен числу секций магнитопровода). Цель изобретения - увеличение мощности импульсного трансформатора. Указанная цель достигается тем, что в импульсном трансформаторе, содержащем первичную обмотку, выполненную в виде двух коаксиально расположенных цилиндров, причем внутренний цилиндр состоит из колец по числу секций магнитопровода, а каждое кольцо с помощью токопроводящей шайбы прикреплено к наружному цилиндру, образующему корпус трансформатора, при этом секции магнитопровода размещены в отсеках между цилиндрами и щайбами, и центральный токопровод, соединенный с внещним цилиндром, каждая пара соседних колец, кроме крайних, выполнена как одно целое и имеет на соседних торцах выводы для подключения источника питания трансформатора. Кроме того, ИТ снабжен дополнительным центральным токопроводом, при этом основной токопровод контактирует с одним крайним кольцом, а дополнительный с другим. В предлагаемом импульсном трансформаторе ИТ за счет объединения щайб и соединения соседних цилиндров с клеммами противоположной полярности источника питания уменьшается магнитный поток, замыкающийся по воздуху, что соответственно снижает (индуктивность рассеяния) поток рассеяния, и это приводит к увеличению мощности трансфор.матора. Снабжение трансформатора дополнительным токопроводом также приводит к повышению мош,ности ИТ за счет непропорционального возрастания напряжения и индуктивности рассеяния. Кроме того, перемещая один из контактов токопровода по кольцам, можно изменять мощность ИТ без изменения энергии в импульс, а также подключать две симметричные нагрузки. На чертеже представлено предлагаемое устройство. Нервичная обмотка ИТ выполнена из коаксиально расположенных цилиндров 1 и 2, причем внутренний состоит из кблец, которые с помощью токопроводящей шайбы 3 прикреплены к наружному цилиндру 1, образующему корпус ИТ, секции 4 магнитопровода размещены в отсеках между цилиндрами и щайбами. Вторичная обмотка образована корпусом и двумя центральными стержнями 5 и 7. Напряжение возбуждения подается на цилиндры 2, а нагрузка присоединяется между корпусом и клеммами 6 и 8 стержней 5 и 7 или между клеммами 6 и 8. Для уменьшения влияния, оказываемого нагрузкой на мондность трансформатора, нагрузку можно подключать в коаксиале. Устройство работает следующим образом. На соседние цилиндры 2 подается напряжение, которое вызывает ток. протекающий по элементам объемных витков, образованных кольцами, шайбами 3 и цилиндром 1. Иротекающий ток возбуждает магнитный поток в секционированном магнитопроводе 4. Изменяющий магнитный поток наводит напряжение в стержнях 5 и 7. Нри одинаковом количестве секций магнитопровода путем введения дополнительного стержня и приссоединении соседних цилиндров к клеммам противоположной полярности источника питания в предлагаемом ИТ мощность повышается до 30% по сравнению с базовы.м, увеличивается в два раза выходное напряжение, можно изменять мощность при сохранении энергии в импульсе. Предлагаемый ИТ расщиряет технические и технологические возможности при его использовании для обеспечения различj 10658994

Ных процессов, использующих импульсыпользовано для исследования механических

высокого напряжения.деформаций в твердых телах при их элекТехнико-экономическая эффективностьтрическом пробое и нагружении.

предлагаемого устройства заключается вПредлагается также применение ИТ

том, что оно позволяет повысить мощность, для импульсного питания СО -лазера с понакачки рабочей среды и может быть ис-перечным разрядом.

1. И/ЧПУЛЬСНЫЙ ТРАНСФОРМАТОР, содержащий, первичную обмотку, выполненную в виде двух коаксиально расположенных цилиндров, причем внутренний цилиндр состоит из колец по числу секций магнитопровода, а каждое кольцо с помощью токопроводящей щайбы прикреплено к наружному цилиндру, образующему корпус трансформатора, при этом секции магнитопровода размещены в отсеках между цилиндрами и щайбами, и центральный токопровод, соединенный с внещним цилиндром, отличающийся тем, что, с целью увеличения мощности трансформатора за счет снижения его импеданса, каждая пара соседних колец, кроме крайних, выполнена как одно целое и имеет на торцах выводы для подключения источника питания трансформатора. 2. Трансформатор по п. 1, отличающийся тем, что он снабжен дополнительным i центральным токопроводом, при этом основной токопровод контактирует с одним (Л крайним кольцом, а дополнительный - с другим. О5 О1 СХ5 со со