Каскадный умножитель напряжения сиНдуКТиВНОй СВязью Советский патент 1981 года по МПК H01F30/12 

ПрИ этом существенно возрастает падение напряжения в интервалах вентильной коммутации и внешняя характеристика устройства становится нелинейной и круто падающей. Цель изобретения - улучшение энер гетических показателей каскадного умножителя напряжения путем умёньшё(1ия потребления вентильной реактивдой мощности. Поставленная цель достигается тем что каскадный умножитель напряжения содержащий пространственный стержневой магнитопровод, состоящий из п изолированных секций, несущих вторичные обмотки, подключенные к п последовательно соединенным выпрями тельным мостам с заземленным полюсом и первичную обмотку, снабжен дополни тельными обмотками, соединенными в звезду, а секции стержневого сердечника снабжены ярмами, первичная обмо ка выполнена в виде цилиндрических к тушек, расположенных концентрически между дополнительной обмоткой и вторичной обмоткой, а нейтраль каждой дополнительной обмотки гальванически соединена с полюсом соответствующего моста и сердечником. На фиг. 1 приведена принципиальная схема каскадного умножителя; на фиг. 2 - конструкция обмоток. Устройство состоит из п трансформаторных модулей, каждый из которых содержит первичную трехфазную обмотку 1, вторичную высоковольтную обмотку 2, дополнительную обмотку 3 возбуждения- и замкнутый стержневой пространственный сердечник 4. Вторичные обмотки подключены к выпрямительным мостам 5. Отрицательный полюс каждого моста соединен с нейтралью обмотки возбуждения и сердечником 6. Последовательная цепочка выпрямительных мостов имеет высоковольтный вывод 7 и заземленный полюс 8. Все три обмотки каждой фазы расположены на стержнях концентричес ки (фиг. 2), причем первичная обмот;ка расположена между обмоткой возбуж дения и вторичной, а обмотка возбужд ния собирается непосредственно на стержне и изолируется от негр на напряжение сети. . Устройство работает следующим образом. Сетевое напряжение возбуждает магнмгный поток в первом сердечнике каскада, полюс моста которого заземлен. Поток реактивной мощности намагничивания поступает на вторую и следующие ступени каскадаблагода ря гальванической связи обмоток воз буждения предыдущей ступени и первичной обмотки следугацей ступени. Концентрическое расположение цилиндрических слоевых обмоток 1, 2 и 3 позволяет свести к минимуму взаим ,ное влияние нагрузочного тока каждой ступени каскада и тока намагничивания .следующей ступени. Так,если обозначить индуктивное сопротивление короткого замыкания пар обмоток X Х|; И ,, ТО индуктивное сопротивление взаимного влияния обмоток ,(фиг, 2) определяется хдг XK-I/) к2-& . Подбором толщин обмоток и изоля: дионных. расстояний А Д можно получить условие Хц 0. При этом можно получить не только уменьшение падения напряжения в ступенях умножитейя в интервалах коммутации вентилей мостов, но и отрицательное значение для эквивалентного реактанса. Последний случай соответствует генерации реактивной мощности и объясняется нелинейным характером эквивалентного реактанса Xj -CJUL u; где .UA- динамическая индуктивность, эквивалентирующая поля рас.- сеяния; Ч - суммарное потокосцепление полей рассеяния. Для получения малой пульсации выходного напряжения часть обмоток возбуждения или первичных .обмоток каскадного умножителя может соединяться по схеме-в треугольник. При этом реализуется режим 12-фазного выпрямления, а внешняя характеристика устройства формируется жесткой, что облегчает стабилизацию напряжения при питании электроннолучевой нагруз ки. В зависимости от уровня выходного напряжения каждой ступени, вторичная обмотка и выпрямительный мост могут секционироваться в пределах ступени (фиг. 2). При работе умножителя потребляемая реактивная мощность намагничивания ступеней возвращается в сеть, а вентильная реактивная мощность уменьшается благодаря уменьшению реактансов X- и углов коммутации . Положительный эффект от применения данного предложения обусловлен тем, что питание отдельных ступеней происходит в уЬловиях слабой магнитной связи по ПОЛЯМ рассеяния, что. позволяет улучшить вентильные энергетические показатели устройства. Магнитный поток в сердечниках умножителя замыкает.ся в ферромагнитной среде, что существенно уменьшает ток холостого хода. Однако в связи с последовательной схемой питания ступеней умножителя (последовательная индуктивная связь) оптимальное число ступеней каскада ограничено велич 1ной п 2 - 4. Использование предложенного устройства в высоковольтных электроннолучевых и электрофизических уста- ;