Высоковольтный импульсный трансформатор Советский патент 1982 года по МПК H01F19/08 

(S) ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ ИМПУЛЬСНЫЙ ТРАНСФОРМАТОР

Изобретение относится к электротехнике в частности к импульсным трансформаторам, и может быть ислояь г зрвано в мощных импульсных установках различного назначения.

Известнывысоковольт ные импул ьсные трансформаторы, содержащие тороидальный сердечник илинабор тороидальных сердечников,:твердую-изоляцию и обмотки , например кабельные. Такие трансформаторы используются, например, в выходных каскадах импульсных модуляторов для согласования с нагрузкой и повышения высокого напряжения С .

Недостатком этих трансформаторов является низкая механическая надежность, обусловленная отсутствием жесткой фиксации обмоток и выводов ПО .выполнению к сердечнику и опоре устройства; что препятствует непо средственному использованию трансформатора в установках , к которым предъявляются соответствующие электрические и механические требования

{работы в условиях механических вибраций и пространственных перемеще-

НИИ .

Наиболее близким по технической суи(ности к предлагаемо является высоковольтный импульсный трансформатор, содержа1ий тороидальные ферритовые сердечники, осевую и консольные опоры, несущие первичную и вторичную обмотки, изоляционные кольtoца и выводы обмоток. В этом устройстве изоляционные кольца наложены на торцевые части сердечника, а обиотка выполнена высоковольтным кабе.лем t2. S 1

Недостатками известного трансформатора являются сложность размещения . в плоскости окна феррировых сердечников витков высоковольтной О&40ТКИ

и трудность обеспечения необходимой механической жесткости всей конструкции при наличии сторонних механических вибраций. 3 Кроме того, удельная мощность из вестного устройства ограничена тем, что его конструкция не позволяет увеличить диаметр сердечников без снижения электрической прочности меж ду обмотками и корпусом в плоскости крепления консольных опор. Отсутствие изоляции боковых цилиндрических поверхностей сердечников также снижает электрическую прочность трансформаторам При относительно небольшом сечении ферритовых сердечников повышение мощности трансформатора связано с увеличением количеств сердечников, что вызывает резкое сни жение механической прочности осевой и консольных опор. 1 Целью изобретения является повыщение надежности и удельной мощности . Поставленная цель достигается тем что в высоковольтный импульсный тран сформатор, содержащий тороидальные ,. сердечники, изоляционные кольца, пер вичную и вторичную обмотки и выводы обмоток, введен изоляционный каркас состоящий из основания и герметично соединенной с ним крышки, монолитно с которым выполнены стойки, расположенные со стороны наружных боковых поверхностей основания -и крышки перпендикулярно их торцам, сердечники расположены внутри изоляционного каркаса, на основании и крышке которого размещены изоляционные кольца, выполненные с радиальными пазами, в которых расположены витки обмоток, а на крышке каркаса установлена контактная планка, с которой соединены выводы обмоток. Кроме того, в трансформатор введен изоляционный опорный элемент в виде изогнутого по дуге уголка, одна полка которого закреплена на изоляци онном кольце, а другая снабжена консольными выступами, на которых закреплены выводы обмоток. На фиг. 1 представлен высоковольт ный импульсный трансформатор, общий вид; на фиг. 2 - то же, разрез. Устройство состоит из двух тороидальных сердечников 1, например из ленточного пермаллоя, расположенных внутри изоляционного каркаса 2, сост ящего из основания 3 и крышки j, которые герметично соединены. Их соединение выполнено на глубину крышки , а поверхностям соединения 5 придана коническая Форма. Основание 9 /1 крышка выполнены монолитно со ртойКами 6 и рёбрами 7. Стойки b снабжены резьбовыми втулками 8 и расположены со стороны наружной боковой поверхности перпендикулярно торцу основания и крышки каркаса. На торцах основания и крышки размещены изоляционные кольца 9, снабженные радиальными пазами 10, в которых зафи.ксированы витки кабельной обмотки 11, в прорезях 12, изоляционные кольца фиксированы на ребрах. На крышке каркаса установлена контактная планка 13, контакты которой электрически соединены с выводами обмоток 1 и 15. Отверстия 1Ь в изоляционном кольце служат для фиксации витков обмоток 17. На изоляционном кольце со стороны крышки установлен изоляционный опорный элемент 18 в виде изогнутого по дуге уголка, одна полка которого закреплена на изоляционные кольца, а другая полка снабжена консольными выступами 19, на которых приподняты и закреплены выводы обмотки с заданным радиусом изгиба. Устройство функционирует следующим образом. Использование единого изоляционного и одновременно рпорного каркаса 2 специальной формы с перпендикулярным расположением оси трансформатора по отношению к его плоскости опоры обеспечивает возможность увеличения- диаметра, высоты сердечников при одновременном повышении электропрочности между обмотками, сердечниками и корпусом. Монолитные с каркасом 2 симметричные стойки 6 и ребра 7 обеспечивают при этом повышение механической про 4ности, по сравнению с известным трансформатором, и необходимую изоляцию всего устройства.Одновременно достигается уменьшение механических, особенно консольных-, нагрузок на опоры трансформатора при уменьшенной их высоте. Точное,расположение и фиксация обмоток на общем каркасе 2 в предлагаемом трансформаторе с помощью ребер 7, пазов 10, прорезей 12 и отверстий в изоляционных кольцах 9 обеспечивает снижение длины проводов (искажений сигналов), упрощение и идентичность выполнения обмоток ВИТ, повышение их механической и электрической прочности без трудоемкой заливки эпоксидным компаундом. Крепление выводов над обмотками при помощи контактной планки 13 и выступов 19 опорного элемента 18 с промежуточной фиксацией радиуса изгиба даыводов обеспечивает необходимую изоляцию и проч ность выводов, а так же защиту последних от внешних повреждений. Таким образом, за счет увеличения механической и электрической прочности достигается увеличение надежности предлагаемого устройства. Компактность и особенности конструкции изоляции импульсного трансформатора позволяют использовать набор крупногабаритных ленточных сердечников в сочетании с многовитковыми кабельными обмотками, что обеспечило увеличение длительности импульсов, при малых искажениях последних и увеличение удельной средней мощности трансформатора. Повышение механической и электрической прочности предлагаемого ус ройства позволяют устанавливать его как на горизонтальной, так и на вер тикальной опоре, подверженной вибра диям. Формула изобретения 1. Высоковольтный импульсный тра сформатор, содержащий тороидальные сердечники, несущие первичную и вто ричную обмотки, изоляционные кольа и выводы обмоток, отличающийся тем, что, с целью повышеп ния надежности и удельной мощности, он снабжен изоляционным каркасом, состоящим из основания и герметично соединенной с ним крышки, изоляци жных колец и контактной планки, монолитно с каркасом выполнены стойки, расположенные со стороны наружных боковых поверхностей основания и крышки перпендикулярно их торцам, тороидальные сердечники расположены внутри изоляционного каркаса, на основании и крышке которого размещены изоляционные кольца, выполненные с радиальными пазами, в которых рас положены витки обмоток, а на крышке каркаса установлена контактная планка, с которой соединены выводы обмоток.I 2. Трансформатор по п. 1, отличающийся тем, что он снабжен изоляционным опорным элементом в виде изогнутого по дуге уголка с консольными выступами, закрепленным на изоляционном кольце крышки, и выводы обмоток закреплены на консольных выступах уголка. Источники информации, принятые во внимание при экспе| тизе 1.Авторское свидетельство СССР № , кл. Н 01 F 19/08, I960. 2.Месяц Г. А.,Насибов А. С., Кремнев 8. В. Формирование пеносекундных импульсов высокого напряжения. М., Энергия, 1970, с. 7-18.

Фи.1