Высоковольтный импульсный трансформатор Советский патент 1981 года по МПК H01F19/08 H01F27/30 

(54) ВЫСОКОВОЛЬТНЬЙ ИМПУЛЬСНЫЙ ТРАНСФОРМАТОР

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для высоковольтного электропитания различных электротехнических и электрофизических устройств. Известна конструкция импульсного трансформатора, содержащего магнитопровод, выполненный из отдельных торо идальных сердечников, первичную и вто ричную обмотки, причем вторичная обмотка выполнена в виде секций, разме ценных на сердечниках магнитопровода, установленных в свою очередь на изоля ционном цилиндре, расположенном соосно магнитопроводу, поверх сердечников расположен другой изоляционный цилиндр, а первичная обмотка размещена внутри упомянутых двух цилиндров, охватывая магнитопровод и все тороидальные секции вторичной обмотки ij Недостатком этой конструкции является невозможность осуществления первичной обмотки тороидальной формы,что не позволяет существенно уменьшить иска жения формы импульса, а также недостаточная электрическая прочность между первичной обмоткой и выходной секцией вторичной обмотки, имеющей потенциал, равный выходному напряжению трансформатора, что снижает надежность трансформатора в целом. Известна также конструкция высоковольтного импульсного трансформатора, содержащего изоляционный тороидальный корпус с окном, внутри которого поверх корпуса расположена первичная обмотка, вторичную обмотку, состоящую из секций, соединенных последовательно, и магнитопровод, состоящий из отдельных соосно расположенных кольцевых сердечников, закрепленных на изоляционном корпусе, высоковольтный ввод Г2. Данная конструкция по своей технической сути и доьтигаемому результату является наиболее близкой к изобретению. Недостатком ее является недостато ная надежность, поскольку наличие твердой изоляции по всему периметру сердечников способствует появлению частичных разрядов в изоляции, приводящих к необратимым явлениям, а также повьшенные потери энергии всле ствие завьшенного диаметра сердечников из-за наличия изоляционного жидкостного канала. Целью изобретения является повыше ние надежности и уменьшение потерь энергии. Для этого в предлагаемом высоковольтном импульсном трансформаторе, содержащем изоляционный тороидальный корпус с окном, внутри которого поверх корпуса расположена первичная о мотка, вторичную обмотку, состоящую из секций, соединенных последователь но, и магнитопровод, состоящий из от дельных соосно расположенных кольцевых сердечников, закрепленных на изо ляционном каркасе, высоковольтный ввод, внутренняя поверхность корпуса образующая окно, смещена относительно центральной оси корпуса, изоляционный каркас магнитопровода выполнен в Jвиде изоляционного полуцилиндра и расположен в узкой части корпуса, вторичная обмотка расположена на час ти магнитопровода диаметрально проти воположной ползщилиндру, а первичная обмотка расположена на части корпуса поверх вторичной обмотки, а высоковольтный ввод расположен на верхнем, основании корпуса, посередине егЬ узкой части, примем концы первичной и вторичной обмоток соединены вместе на нижнем основании корпуса, На фиг, 1 изображен высоковольтный импульсный трансформатор, фронтальная проекция; на фиг, 2 - то же, горизонтальная проекция. Высоковольтный импульсный трансформатор содержит изоляционный тороидальный корпус 1 с окном, внутри ко торого поверх корпуса расположена пе вичная обмотка 2, вторичную обмотку 3, состоящую из секций, соединенных -последовательно, и магнитопровод, состоящий из отдельных соосно расположенных кольцевых сердечников 4, закрепленных на изоляционном каркасе 5, высоковольтный ввод 6, причем внутренняя поверхность корпуса 1, образующая окно, смещена относительно центральной оси корпуса. изоляционный каркас 5 магнитопровода вьтолнен в виде изоляционного полуцилиндра и расположен в узкой части корпуса, вторичная обмотка 3 расположена на части магнитопровода диаметрально противоположной полуцилиндру, а первичная обмотка 2 расположена на части корпуса поверх вторичной обмотки 3, причем высоковольтный ввод 6 расположен на верхнем основании корпуса 1, посередине его узкой части, а концы первичной и вторичной обмоток соединены вместе на нижнем основании корпуса. Работает описываемое устройство следующим образом. На выводы первичной обмотки 2 подается прямоугольный импульс напряжения. Между отводами вторичной обмотки 3 формируется высоковольтный выходной импульс, в изоляционном отношении трансформатор делится на две азимутальные половины, в одной из которых размещен диэлектрический опорный полуцилиндр и высоковольтный ввод 6, и второй, где уложена первичная обмотка 2 и отсутствуют твердые диэлектрики в зазорах между тороидальными секциями вторичной обмотки 3. При этом во в торой зоне где формируется нормальная составляющая напряженности электрического, поля, направленная перпендикулярно между поверхностями обмоток, отделенные частичные разряды в жидком диэлектрике являются самовосстанавливающимися. В первой зоне, где диэлектрические зазоры уменьшены, что в итоге и обеспечивает уменьшения ди.аметра сердечника, одновременно отсутствует опасно сть пробоя между обмотками, а нормальная составляющая напряженности электрического поля формирует плавающий потенциал на поверхности вторичной обмотки 3, Поскольку отвод в нижней части корпуса 1 (см.фиг. I) является общим для первичной 2 и вторичной 3 обмоток, то для высоковольтного ввода 6 остается больше изоляционного пространства внутри корпуса 1 и он оказывается на максимальном расстоянии от первичной обмотки 2 вне корпуса. Формула изобретения i. Высоковольтный.импульсный трансформатор, содержащий изоляционный тороидальный корпус с окном, внутри которого поверх корпуса расположена первичная обмотка, вторичную обмотку, состоящую из секций, соединенных последовательно и магнйтопровод, состоящий из отдельных соосно располож ных кольцевьк сердечников, закрепленных на изоляционном каркасе, высоковольтный ввод, отличающийс я тем, что, с целью повышения надежности и уменьшения потерь энергии внутренняя поверхность корпуса, образующая окно, смещена относительно центральной оси корпуса, изоляционный каркас магнитопровода выполнен в виде изоляционного полуцилиндра и расположен в узкой части корпуса, вторич ная обмотка расположена, на части магнитопровода диаметрально противополож ной полуцилиндриу, а первичная обмот06ка расположена на части корпуса поверх вторичной обмотки. 2,Трансформатор по п. I, о т л ичающийся тем, что, высоковольтньй ввод расположен на верхнем основании корпуса, посередине его узкой части. 3.Трансформатор по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что концы первичной и вторичной обмоток соединены вместе на нижнем основании корпуса. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент Англии № 782299, кл. 38 2), 1956. 2.Авторское свидетельство СССР № 716073, кл. Н 01 F 19/08, 1975.