Сильноточный импульсный трансформатор Советский патент 1981 года по МПК H01F19/00 H01F30/08 

Изобретение относится к технике сильных токов и магнитных полей и может быть использовано в схемах импульсных ускорителей, конденсаторной сварке и т.п. Известны импульсные трансформаторы, в которых в качестве обмоток используются коаксиальные ветки, например, коаксиальный кабель 1 и 2 Индуктивность рассеяния трансформаторов этого типа зависит прямо про порционально от длины кабеля и умень шается при включении параллельных ветвей кабеля. Включение параллельны ветвей кабеля конструктивно увеличивает габариты трансформатора, что приводит к уменьшению индуктивности намагничивания. Увеличение коэффициента трансформации при выполнении одновитковой вторичной обмотки осуществляется путем увеличения числа . витков первичной обмотки. То есть длина кабеля, и соответственно, индуктивность рассеяния возрастают. Известен также сильноточный импульсный трансформатор, витки первич ной обмотки которого выполнены в виде многовйтковой непрерывной дисковой спиргши, а витки вторичной обмотки имеют вил дисковых колец с радиальными разрезами в районе выводов и расположены между витками первичной обмотки 3. Для повьииения коэффициента трансформсщии в упомянутом трансформаторе необходимо увеличить число витков его первичной обмотки. Однако это приводит к возрастанию индуктивности рассеяния и, следовательно, к снижению амплитуды тока. Причем индуктивность рассеяния в этом случае можно уменьшать путем увеличения ширины дисковых проводников и (или) уменьшения их диаметра. Однако при этом уменьшается внутренний диаметр абмоток, что имеет естественное конструктивное ограничение. Кроме того, уменьшение внутреннего диаметра обмоток связано с возрастанием радиальных электродинамических сил, действующих на обмотки во время протекания импульсного тока, а это снижает срок службы (эксплуатации) трансформатора . Цель изобретения - увеличение коэффициента трансформации, уменьшение потерь и уменьшение плотности тока в контактных переходах между выводами и электропроводящими вставками. Поставленная цель достигается те что проводники вторичной обмотки вы полнены в виде равнрлх секторных уча ков кольцевых дисков, снабженных вы водами в непосредственной близкости от радиальных разрезов. Причем однополярные выводы прово ников подключены к общему выводу трансформатора, через электропроводящие вставки, расположенные перпен дикулярно плоскости выводов этих проводников. с целью снижения плотности тока в контактных переходах между выводами и электропроводящими вставками проводники вторичной обмотки объединены в секции, развернутые по окружности друг относительно друга на равный угол. На фиг. 1 изображен предлагаемый трансформатор; на фиг. 2 - общий вид сторичной обмотки трансформатора и ее конструктивное выполнение при подключении к нагрузке. Между витками первичной обмотки 1, выполненной в виде цельноточенно спирали, помещены проводники вторич ной обмотки 2, которые имеют одинаковые с первичной обмоткой диаметральные размеры и выполнены в виде равных секторных участков кольцевых дисков. Эти проводники изолируются с двух сторон изоляционными шайбами (не показаны), разрезанными по радиусу. Однополярные выводы 3 вторич ной обмотки 2 выполнены в непосредственной близости от радиальных раз резов, соединены друг с другом и подключены к нагрузке параллельно через условно показанные клеммы 4 и 5 (фиг. 1). Однополярные выводы проводников 3 соединены друг с другом через эле ктропроводящие вставки б, разь:ещенные перпендикулярно плоскости выводов этих проводников. Образованные таким образом секции в виде близко прилегающих малоиндуктивных шин с прямоугольным поперечным сечением подключены к общему выводу трансфор матора 7 и 8 (фиг. 2). Повышение срока службы контактных переходов вывода трансформатора за счет снижения возможности их подгаров достигается посредством увеличениячисла секций, подключенных к общему выводу трансформатора при одинаковом количестве проводчиков вторичной обмот ки, в результате чего уменьшается пл тность тока, протекающего в Кс1ждой секции. Это осуществляется разделением секций по высоте и их разворото друг относительно друга на равный угол. Как показано на чертеже, секции с проводниками 2 и 9 развернуты друг относительно друга. В процессе протекания импульсног тока во вторичной обмотхе происходи многократное его суммирование на нагрузке, пропорциональное общему числу проводников. Напряжение на нагрузке при этом снижается также пропорционально общему числу проводников . Таким образом, при увеличении коэффициента трансформации в соответствии с предлагаемым решением индуктивность рассеяния практически не изменяется, также как и не изменяются габариты трансформатора. Использование предлагаемого трансформатора обуславливает следующие преимущества по сравнению с известным а именно: а) повышается коэффициент трансформации пропорционально числу проводников при сохранении индуктивности рассеяния в заданных габаритах трансформатора, что обуславливает увеличение тока в нагрузке при одновременном уменьшении напряжения; 5} уменьшается паразитная индуктивность вывода трансформатора пропорционально числу секций; в)при увеличении числа параллельно подключаемых к нагрузке секций в одном и том же трансформаторе индуктивность намагничивания не изменяется;г)понижается плотность тока в контактах выводов трансформатора и уменьшаются механические силы магнитного поля, воздействующие на элементы трансформатора,что увеличивает ресурс его использования; д)схема трансформатора позволяет осуществлять равномерный подвод тока к нагрузке, устанавливаемой симметрично оси трансформатора. Использование предлагаемого трансформатора в схеме для конденсаторной сварки дает возможность упростить оборудование, т.е. применять вместо восьми параллельно подключаемых к нагрузке трансформаторов согласно известному - один, а также использовать конденсаторную батарею, составленную из 12 банок типа ИК6-150, на более низком напряжении, что позволяет увеличить ресурс ее использования в два раза. Таким образом, экономическая эффективность от использования предлагаемого трансформатора в одной сварочной конденсаторной установке составляет 30 тысяч рублей. Формула изобретения 1. Сильноточный импульсный трансформатор, содержащий первичную обмотку, выполненную в виде многовитковой непрерывной дисковой спирали, и вторичную обмотку, проводники которой расположены между витками первичной обмотки изолированно от нее,о т личайадийся тем, что, с целью увеличения коэффициента трансфермации, проводники вторичной обмотки выполнены в виде равных секторных участков кольцевых дисков , снабженных выводами в непосредственной близости от радиёшьных разрезов, причем однополярные выводы проводников подключены к общему выводу трансформатора. 2. Трансформатор по п. 1, отличающийся тем, что, с це лью уменьшения потерь,однополярные выводы проводников подключены к общему выводу трансформатора через электропроводящие вставки, расположенные перпендикулярно плоскости вы водов этих проводников. 3. Трансформатор по п. 2, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с u лью уменьшения плотности тока к контактных переходах между выводами и электропроводящими вставками, пропол, НИКИ вторичной обмотки объединены в секции, развернутые по окружности друг относительно друга на равный угол. Источники информации, принятые во .внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 141511, кл. Н 03 К 5/00, 1961, 2.Авторское свидетельство СССР 177523, кл. Н 02 К 29/02, 1966. 3.Авторское свидетельство СССР № 581514, кл. Н 01 F 19/00, 1977.