Электростатический экран тороидального трансформатора Советский патент 1984 года по МПК H01F27/36 

Изобретение относится к трансформ торам, применяемым в приборостроении радиоэлектронике и автоматике для пи тания различной аппаратуры, чувствительной к паразитным электрическим наводкам, например различных электронно-оптических фокусирукидих устройств. Известно защитное устройство, выполненное в виде металлического заземленного, т.е. имеющего нулевой потенциал, разрезного кожуха, установленного между обмотками трансформатора Cl i3. Это устройство, надежно защищакнце обмотки трансформатора от электрического взаимодействия между собой, имеет существенный недостаток, закпючаницийся в том, что экран значительно увеличивает габариты и вес трансформатора, а также осложняет технологию его изготовления. Этот недостаток затрудняет исполь зование таких экранов в радиоэлектронике дпя современных высокочастотных миниатюрных трансформаторов. Известен экран трансформатора в виде обмотки, выполненной из изолиро ванного проводника с одним заземленным кондом или средней точкой. В это экране проводник намотан в один слой после первичной обмотки трансформато ра, а экран представлен в виде элеме тарного витка, из последовательного соединения которых состоит экранирую щая обмотка С23. Хотя такой экран технологичен и практически не увеличивает его габариты, однако он оказывается недостаточно эффективным в случае, если н учитывается индуктивность самой экранирующей обмотки, так как при ВЫСОК1РС частотах, особенно при импульсных режимах питания, в самой экранирующей обмотке наводится высокое напряжение, создакяцее вторичные паразитные помехи. С ростом частоты питания трансфор матора вторичные помехи, создаваемые экранирующей обмоткой, растут пропорционально не первой, а второй степени частоты. Действительно, плотность токов смещения пропорциональнаскорости измерения электрического поля, созда ваемого экранирующей обмоткой в окружающем ее пространстве. В свою очередь, паразитные магнитные потоки, развиваемые токами смещения, пропорциональны значениям этих токов, т.е. и, следовательно, паразитные напряжения, индуктируемые этими помехамии пропорциональны второй производной значения электрического поля по времениПараэ I: dt Для периодических функций это означает пропорциональность паразитного напряжения } дру квакрату частоты тока, питающего трансформатор. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является экранирующее устройство, учитывающее индуктивность экранирующей обмотки, которая наматывается в нем на магнитопровод с первичной обмоткой и выполняется из любого числа пар единичных кольцевых разомкнутых витков. Начала четных витков и концы нечетных витков электрически соединены между собой и заземлены, а их противоположные концы изолированы. Такое экранирующее устройство представляет собой модификацию сплошного экрана с устранением его элементарного витка 1з. Однако использование этой конструкции в тороидальном трансформаторе представляется практически невозможным из-за трудности одновременного ввода в его окно большого числа проводников экрана, последующего их распределения по внешнему диаметру трансформатора, пропайки и их изоляции, В применении же к миниатюрным трансформаторам такая конструкция экрана вообще технологически неприемлема. Таким образом, для тороидальных трансформаторов, практически вытеснивших в настоящее время в радиоэлектронике броневые и стержневые трансформаторы, вопрос экранирования во многих случаях оставался до сих пор нерешенным.

Целью изобретения является упрощение конструкции экрана тороидального трансформатора и повышение эффектив кости путем исключения наводимого в нем паразитного напряжения.

Указанная цель достигается тем, что электрический экран тороидального трансформатора выполнен в виде кольцевой обмотки, образованной двум одновременно намотанными проводниками, начало первого из которых и конец второго заземпены, при зтом проводники расположены по внешнему диаметру тороида в один слой без зазора.

На чертеже представлен экран, обций вид.

Электростатический экран тороидалного трансформатора выполнен в виде кольцевой обмотки, расположенной на магнитопроводе 1 с первичной обмоткой 2. Экран образован двумя одновременно намотанными проводниками 3 н 4. Начало первого из которых 5 и конец второго 6 заземпены, при этом

оба проводника 3 и 4 расположены по внешнему диаметру тороида в один слой без зазора.

При подаче напряжений в первичную обмотку 2 трансформатора электрические силовые линии этой обмотки замыкаются на экран, образованный проводниками 3 и 4, не достигая вторичных обмоток трансформатора. Таким образом, экран электростатически защищает вторичные обмотки трансформатора от первичной обмотки.

Одновременно при подаче напряжения в первичную обмотку трансформатора в одной половине витков экрана, выполненной первым проводником 3, наводится потенциал какого-то знака, а во второй половине витков экрана, образованной вторым проводником 4, наводится равный потенциал противоположного знака.

Таким образом, эти потенциалы практически компенсируются и токов смещения на другие обмотки не возникает.

ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИЙ ЭКРАН ТОРОИДАЛЬНОГО ТРАНСФОРМАТОРА, выполненньй в виде кольцевой обмотки, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции экрана и Ловьшения эффективности путем исключения наводимого в нем паразитного напряжения, кольцевая обмотка образована двумя одновременно намотанными проводниками, начало первогс) из которых и конец второго заземлены, при : этом проводники расположены в один слой без зазора. @