Высоковольтный импульсный трансформатор Советский патент 1990 года по МПК H01F19/08 H01F38/20 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в импульсных электроэнергетических, электрофизических и радиотехнических устройствах для повышения напряжения мощных электрических импульсов без значительного искажения их формы.

Целью изобретения является увеличение крутизны фронта импульса и унификация конструкции.

На фиг.1 изображен импульсный трансформатор, общий вид;на фиг.2 - схема соединенных обмоток;на фиг.З - импульсный трансформатор, поперечное сечение.

Импульсный трансформатор содержит магнитопровод 1s составленный из m колец, расположенных в виде тора, первичную обмотку, размещенную внут ри магнитопровода и образованную полым металлическим тором, разделенным на секции 2 в виде изогнутых цилиндров. Вторичная обмотка 3 выполнена тороидальной и расположена коак- сиально внутри первичной, а ее витки 4 размещены таким образом, что в плоскости поперечного сечения расположены по спирали Архимеда с шагом, изменяющимся по линейному закону. При этом конец 5 вторичной обмотки расположен внутри спирали и выводится из трансформатора через изолятор 6, а ее начало.7 расположено ближе к магнитопроводу. Изоляция 8 вторичной обмотки выполнена путем заливки эластичным компаундом. Выводы 9 секций первичной обмотки подключают- ся к зажимам источника питания параллельно.

Высоковольтный импульсный трансформатор работает следующим образом.

0

5

0

35 40 5

45

50

При подаче импульса напряжения на параллельно включенные секции первичной обмотки по ним протекают токи, причем ток каждой секции создает магнитный поток лишь в той части магнитопровода, которая соответствует данной секции. Под действием суммарного магнитного потока в соответствии с законом электромагнитной индукции во вторичной обмотке возникает импульс напряжения, величина которого прямо пропорциональна произведению числа секций первичной обмотки на число витков вторичной обмотки.

Таким образом, индуктивность рассеяния по сравнению с прототипом уменьшается пропорционально числу секций первичной обмотки, так как при параллельном соединении секций эквивалентная индуктивность рассеяния первичной обмотки уменьшается, что приводит к повышению крутизны фронта передаваемого импульса. Коэффициент трансформации увеличива- ется пропорционально числу секций первичной обмотки, так как величина напряжения, подаваемого на первичную обмотку, уменьшена пропорционально числу ее секций. Кроме того, повышается надежность изоляции, так диэлектрик находится в слабонеоднородном поле, обусловленном коаксиальной конструкцией трансформатора и равномерным увеличением толщины изоляции от начала вторичной обмотки к ее концу.

Существуют большие возможности для унификации трансформаторов дан ного типа. Трансформаторы могут разрабатываться на различные напряжения и мощности при использовании сердечников одного типоразмера за счет изменения их количества. Повышение крутизны фронта импульса может быть достигнуто путем увеличения числа секций первичной обмотки,

Может быть достигнуто значительное (5-6 раз) уменьшение массы трансформатора. При этом наименьшей массой обладает трансформатор, выполненный на кольцах минимального типоразмера, выбор которого определяется только требованиями по надежности изоляции.

Основным достоинством конструкции является высокая плотность электрической и магнитной энергии, обусловленная минимальной длиной средней магнитной силовой линии и минимальным объемом высоковольтной изоляции.

Формула изобрете

н и я

Высоковольтный импульсный трансформатор, содержащий магнитопровод, составленный из кольцевых сердечников, внутри которых размещены первичная и вторичная обмотки, отличающийся тем, что, с целью увеличения крутизны фронта импульса и унификации конструкции, первичная обмотка имеет форму тора, разделенного на секции в виде изогнутых цилиндров, включенные параллельно, вторичная обмотка уложена внутри первичной обмотки, а ее витки расположены в плоскости поперечного сечения по спирали Архимеда с шагом, изменяющимся по линейному закону.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в импульсных электроэнергетических, электрофизических и радиотехнических устройствах. Цель изобретения - увеличение крутизны фронта передаваемого импульса и унификация конструкции импульсного трансформатора. Импульсный трансформатор содержит магнитопровод 1, составленный из колец, расположенных в виде тора, первичную обмотку, размещенную внутри магнитопровода и образованную полым металлическим тором, разделенным на секции 2 в виде изогнутых цилиндров. Вторичная обмотка 3 выполнена тороидальной и расположена коаксиально внутри первичной, а ее витки размещены таким образом, что в плоскости поперечного сечения образуют спираль Архимеда с шагом, изменяющимся по линейному закону. При этом конец 5 вторичной обмотки расположен внутри спирали и выводится из трансформатора через изолятор 6, а ее начало расположено ближе к магнитопроводу. Изоляция 8 вторичной обмотки выполнена путем заливки эластичным компаундом. Выводы 9 секций первичной обмотки подключаются к зажимам источника питания параллельно. 3 ил.

fififl

фиг. 2

8

фиг.З