Импульсный трансформатор Советский патент 1982 года по МПК H01F19/08 

(5) ИМПУЛЬСНЫЙ ТРАНСФОРМАТОР

I

Изобретение относится к конструированию и изготовлению импульсных трансформаторов для магнитно-импульсных установок и может найти применение в машиностроительной и металлообрабатывающей промышленности для сварки, сборки, формовки, и закалки.

Известен трансформатор-индуктор, содержащий охваченный обмоткой индуктор, выполненный в виде двух массивных сегментов, концы которых соединены перемычками, в обращенных друг к другу поверхностях которых выполнены углубления, об(эазующие рабочий объем для размещения обрабатываемой заготовки 1 .

Однако у известного устройства ограничены функциональные возможности и он имеет низкий КПД.

Известен также импульсный трансформатор, содержащий первичную обмотку, выполненную в виде массивного витка, вторичную обмотку, выполненную в виде двух массивных сегментов подключенные к индуктору с помощью прижимных устройств, причем первичная обмотка охвачена изолированной от него вторичной обмоткой 21.

Однако наличие соединительной коаксиальной линии и контактных устройств на сегментах приводит к увеличению индуктивности и, следовательно, вызывает снижение КПД им10пульсного трансформатора. Наличие отдельного индуктора, контактных устройств и коаксиальной линии усложняет конструкцию, вызывает дополнительный расход материалов, что

IS снижает ее надежность и приводит к удорожанию конструкции согласующего устройства.

Цель изобретения - повышение КПД, упрощение конструкии и экономии ма20териалов.

Поставленная цель достигается тем, что импульсный трансформатор, содержащий первичную обмотку, выполненную в виде массивного витка, вторичную обмотку, выполненную в йиде двух массивных сегментов, концы которых скреплены между собой, снабх ен перемычками, установленными на концах сегментов, средние . части перемычек выполнены перекрывающимися в горизонтальной плоскости, образуя в центре отверстие, первичная обмотка обхватывает вторичную обмотку. На фиг. 1 показан импульсный трансформатор, общий вид; на фиг.2разрез А-Л на фиг.1. Импульсный трансформаУор содержит массивную первичную обмотку 1, внутри которой размещена вторичная обмотка, в виде сегментов 2 и 3 соответственно, с концами t, 5 и 6, 7. Сегменты 2 и 3 по наружной поверх ности изолированы втулкой 8 от массивной первичной обмотки 1. Концы 4 и 5 сегмента 2 перемыкаются перемычкой 9 и, соответственно, концы 6 и 7 перемыкаются перемычкой 10. Отверстие 11, создающее рабочий объе образовано углублениями 12 и 13, выполненными в перемычках 9 и 10 и рас положенными со стороны, противоположной соответствуюи ему сегменту. Перемычки 9 и 10 выполнены съемными и прижимаются болтами И и изоляционными колодками 15 к концам Ц5 и 6, 7 сегментов 2 и 3. Средние части перемычек 9 и 10 выполнены перекрывающимися в горизонтальной плос кости. Перемычки 9 и 10, концы , 5 и 6, 7 в местах соприкосновения и пересечения и концы , и 6, 7 изолированы прокладкой 16. В рабочем отверстии 11 размещена обрабатываемая заготовка 17. Первичная массивная обмотка 1 еключена в цепь емкост ного накопителя С через-коммутатор К Предлагаемый импульсный трансформатор работает следующим образом. В момент замыкания коммутатора К в цепи, образованной емкостным накопителем С и пероичной массивной обмоткой 1, возникает затухающий колебательный разряд. Ток, протекающий по первичной обмотке 1, изводит токи в сегментах и 3 оторичной обмотки, которые замыкаются на перемычки 9 Ю и углубления 12, 13, образующие рабочее отверстие 11. Ток, протекающий по средней части перемычек, в свою очередь наводит ток в заготовке 17 который,электродинамически взаимо934 ействуя с током в средней части пеемычек, приводит к ее деформироваию. Направление тока в перемычках и 10 показано стрелками на фиг.1. Перемычки 9 и 10 выполнены так, то часть перемычки, примыкающая к рабочему объему, расположена со стороны, противоположной соответствуюему сегменту. Это позволяет значительно увеличить механическую прочность рабочей зоны предлагаемого устройства по сравнению с известным. Силы F, действующие на части перемычки 9, например, расположенные у мест подсоединения, направлены в сторону, противоположную силе Р, действующей на часть этой перемычки 9, примыкающей к рабочему объему (фиг.1). Ток протекающий по перемычке 9 одинаков по всей ее длине и силы, действующие на каждую из частей перемычки 9, будут прямо пропорциональны длине. Так как длина частей перемычки 9, примыкающих к местам подсоединения больше, чем длина части перемычки 9,примыкающей к рабочему объему, то суммарная сила будет прижимать эту часть к рабочему объему и не позволять ей деформироваться. Поскольку перемычки 9 и 10 выполняют одновременно функции ошиновки, индуктора и прижимных устройств, то они обладают минимально возмохжой паразитной индуктивностью, которая уменьшается на 20-30% и, следовательно, повышает КПД на 10-15 по сравнению с известкым импульснЬ1М трансформатором. Поскольку изоляция между массивной первичной обмоткой 1 и вторичной обмоткой в виде сегментов 2 и 3 выполнена а виде изоляционной втулки 8, выполненной, например, из слюды и имеющей, как правило, малую толщину и малые потери, то сегменты 2 и 3 образующие вторичную обмотку, оказываются плотно прижатыми к массивной первичной обмотке 1, что уменьшает индуктивность системы на.25-30, а следовательно, повышает КПД на 20-25% по сравнению с известным устройством. Возможность выполнения сегментов 2, 3 и перемычек 9, Ю в предложенном импульсном трансформаторе из материала с малым электрическим сопротивлением позволяет значительно снизить тепловые потери и повысить КПД устройства на 10 по сравнению с известным.