Импульсный трансформатор Советский патент 1962 года по МПК H01F27/28 

Импульсные траисформаторы получили широкое распространение в качестве простого и надежного источника получения импульсов высокого напряжения в радиолокационных станциях, установках импульсной рентгенографии, компактных ускорителях частиц и в ряде других устройств различных областей техники и физики. Простейшая схема включения подобных устройств содержит собственно импульсный трансформатор, накопительную емкость, коммутируюший элемент и сопротивление. При Срабатывании коммутируюш.его элемента (тиратрон, тригатрон, безнакальный вакуумный разрядник ВИР и т. п.) накопителБная емкость разряжается на первичную обмотку импульсного трансформатора, и в его вторичной обмотке возникает короткий импульс высокого напряжения.

Размеры и вес описанного устройства определяются, в первую очередь, размерами накопительной емкости и собственно импульсного трансформатора. В зависимости от значения их относительные размеры могут меняться в больших пределах. Так, например, накопительная емкость в 0,25 мкф на рабочее напряжение в 6 /се имеет примерно такие же размеры, что и обслуживаемый ею импульсный трансформатор однократного действия, предназначенный для получения импульс-ов с амплитудой в 100 К8 и длительностью около 1 микросекунды.

Для уменьшения размеров и веса устройства с импульсным трансформатором предлагается выполнять такой трансформатор комбинированным, с использованием специальной вторичной обмотки, образующей одновременно накопительную емкость, причем вторичная обмотка выполнена из медной ленты, намотанной на каркас двумя слоями, начало одного из которых соединено с концом первичнойобмотки, а в качестве изолятора между слоями применен материал типа полиэтилен

№ 149494- 2 или лавсан. Помимо уменьшения габаритов создание такого комбинированного трансформатора позволяет сравнительно иростыми средствами осуществить последовательное включение импульсных трансформаторов для получения очень высоких импульсных напряжений.

Схема включения комбинированного импульсного трансформатора пред-ставлена на чертеже. Первичная обмотк,а / состоит из нескольких витков ленты. Сдвоенная вторичная обмотка 2 состоит из двух одинаковых лент, между которыми проложен слой диэлектрика, коммутирующий элемент /С, сопротивление R. Накопительная емкость С, созданная таким образом, весьма значительна и обладает малой индуктивностью. Эта емкость (условно показана пунктиром на чертеже) может быть заряжена от дополнительного источника напряжения. Если замкнуть ко.ммутирующий элемент К, то накопительная емкость разрядится на первичную обмотку /.

Под действием изменяюш,егося магнитного лоля в витках вторичной обмотки i возникаетнапряжение, амплитудное значение которого, как и в обычном трансформаторе, определяется коэффициентом трансформации потерями вели /иной нагрузки. Таким образом, в описываемом комбинированном трансформаторе вторичная обдмотка одновременно выполняет функции накопительной емкости и обычной вторичной обмотки.

Конструктивно вторичная обмотка описываемого комбинированного импульсного трансформатора выполняется из двух хорошо отожженных медных лент, которые вместе с двумя изолирующими слоями наматываются на каркас трансформатора. При использовании совре -енкых диэлектриков (лавсанполиэтилен) емкость между лентами вторичной обмотки на напряжение в 100-200 кв, в зависимости от-птирины лент и числа витков, может составить 0,1 - 1 м.к.ф. Так как число витков и их расположение в обеих лентах обмотки одинаково, между лентами вторичной обмотки не возникает дополнительной разности потенциалов во время работы такого трансформатора, и изоляция должна быть рассчитана лищь на зарядное напряжение накопительной емкости. В данном случае изоляция между сиирально намотанными обкладками конденсатора одновременно выполняет функцию обычной междувитковой изоляции вторичной обмотки импульсного трансформатора.

Анализ потерь в такой накопительной емкости со спиральным расположением обкладок показывает, что они определяются в основном активным сопротивлением металлических лент. Для уменьшения влияния этого фактора на к. п. д. трансформатора предлагается схема двухсекционной намотки комбинированного импульсного трансформатора, представленная на фиг. 2. Здесь на общей первичной обмотке 1, выполненной из широкой медной ленты, расположены две секции вторичной обмотки 2. Между секциями размещается изоляционная шайба, толщине которой должна быть рассчитана на полное рабочее напряжение трансформатора.

При срабатывании коммутирующего элемента К емкости обоих слоев вторичной обмотки 2 такого трансформатора оказываются включенными параллельно друг другу и одновременно разряжаются на первичную обмотку /.

В подобных условиях при равном числе витков секций вторичной обмотки потери на активном сопротивлении лент накопительной емкости уменьшаются в 4 раза по сравнению с односекционным вариантом трансформатора.

Предмет изобретения.

Импульсный трансформатор с накопительной емкостью и коммутирующим элементом, вторичная обмотка которого выполнена из медной ленты, отличающийся тем, что в нем, с целью использования емкости вторичной обмотки в качестве накопительной емкости, упомянутая медная лента намотана на каркас двумя слоями, начало одного из которых соединено с концом первичной обмотки, причем в качестве изолятора между слоями применен материал типа полиэтилен или лавсан.

№ 149494

о