Импульсный трансформатор с ударным возбуждением Советский патент 1991 года по МПК H01F19/08 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к технике высоких напряжений и высоковольтной импульсной технике, и может быть использовано для формирования импульсов высокого напряжения в системах на магнитосвязанных L-. С-контурах, устройств резонансного заряда высоковольтных емкостных накопителей энергии.

Цель изобретения - повышение КПД импульсного трансформатора с ударным возбуждением.

На фиг.1 приведена принципиальная схема трансформатора; на фиг.2 - конструкция трансформатора; на фиг.З - разрез А-А на фиг.2.

Низковольтная обмотка 1 состоит из параллельно соединенных секций. Высоковольтная обмотка 2 содержит такое же количество последовательно соединённых секций. Выводы 3,4 низковольтной обмотки подключены к пеовичному колебательному контуру, а выводы 5,6 высоковольтной обмотки соединены с емкостным накопителем. Между обмотками размещена пропитанная жидким диэлектриком плоская многослойная изоляция 7.

х|

о о о

Ј

Секции высоковольтной обмотки выполнены в виде плоских спиральных катушек 8. Токосъем с трансформатора осуществляется кабелем 9.

Секции низковольтной обмотки также 5 выполнены в виде плоских спиральных катушек 10, уложенных в канавки изолирующих пластин 11, Катушки высоковольтной обмотки зафиксированы в аналогичных диэлектрических пластинах 12 и закреплены в 10 изолирующем корпусе 13 изоляционными прокладками 14 и 15. Корпус заполняется жидким диэлектриком, а обмотки имеют одинаковый диаметр секций.

Работает импульсный трансформатор 15 следующим образом.

Предварительно заряженный конденсатор низковольтного контура подключается коммутатором к выводам 3, 4 низковольтной обмотки 1 (см.фиг.1). При 20 этом в высоковольтной обмотке 2, настроенной в резонанс с низковольтной (коэффициент связи обмоток Ксв 0,98) возникает импульс высокого напряжения. Это напряжение через выводы 5. 8 высоковольтной 25 обмотки подается на емкостный накопитель энергии (на чертеже не показан) и заряжает его до рабочего напряжения.

При выборе отношения расстояния между обмотками, практически равного тол- 30 щине главной многослойной изоляции 7, к их среднему диаметру порядка 0,05 реализуется максимальная электрическая прочность при минимальной индуктивности рассеяния. Расчетом на ЭВМ получена за- 35 висимость ц - f(Kce)i где КСв - коэффициент связи, Ксв Li/La, причем LI и - индуктивности контуров. Оказалось, что отношение толщины главной изоляции d к среднему

3

диаметру обмоток D, равное d/D 0,05, соответствует режиму с максимальным КПД. Для варианта исполнения трансформатора с первичным напряжением 10 кВ, коэффициентом трансформации 10 и резонансной частотой 1,5 кГц пробивная напряженность аксиальной изоляции в моноимпульсном режиме для данной конструкции составила 500 кВ/мм, а радиальной - 2 кВ/мм. Это позволяет выбрать толщину изоляции для рабочего напряжения 1 MB равной 1,5 мм и суммарную ширину обмотки 500 мм. Отношение толщины изоляции к среднему диаметру обмоток составляет 0,04, что позволяет получить коэффициент связи обмоток Ксв 0,98.

Таким образом, КПД трансформатора предложенной конструкции составляет г 0,97, Преимущество трансформатора обусловлено высоким значением коэффициента связи обмоток.

Формула изобретения

1.Импульсный трансформатор с ударным возбуждением, содержащий ряд плоских спиральных секций низковольтной обметки, соединенных параллельно, и равное количество плоских спиральных секций высоковольтной обмотки, размещенных в корпусе, заполненном электроизоляционной средой, отличающийся тем, что, с целью повышения его КПД секции обмоток расположены соосно и между ними размещена пропитанная жидким диэлектриком плоская многослойная изоляция.

2.Трансформатор по п.1, о т л и ч а ю- щ и и с я тем, что отношение расстояния между секциями обмоток к среднему диаметру секций не превышает 0,05.

ТТ

Изобретение относится к электротехнике, а именно технике высоких напряжений. 8ысоковольтной импульсной технике, и может быть использовано для формирования импульсов высокого напряжения в системах на магнитосвязанных LC-контурах устройств резонансного заряда высоковольтных емкостных накопителей энергии. Устройство решает задачу увеличения КПД трансформатора с ударным возбуждением. Импульсный трансформатор содержит плоские спиральные низковольтную и высоковольтную обмотки одинакового диаметра, размещенные в корпусе, заполненном электроизоляционной средой. Обмотки трансформатора расположены соосно и между ними размещена пропитанная жидким диэлектриком плоская многослойная изоляция, причем отношение расстояния между обмотками к их среднему диаметру не превышает 0,05. Соосное расположение спиральных катушек с использованием плоской пропитанной жидким диэлектриком многослойной изоляции существенно увеличивает коэффициенты связи обмоток, что повышает КПД трансформатора. 3 ил. (Л С

Фиг 2

ФигЗ