Преобразователь переменного напряжения в высокое постоянное

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для питания электронно-лучевых трубок, электронных микроскопов, в рентгеновской технике и других отраслях народного хозяйства. Цель изобретения - повышение КПД путем снижения межобмоточных динамических емкостей. Эффект обусловлен конструктивным исполнением преобразователя, в котором первичная обмотка выполнена в виде двух полуобмоток 2, 3, расположенных на стержнях 4, 5 магнитопровода. Число секций 6, 7 вторичной обмотки выполнено четным, они имеют высоту, меньшую высоту первичной полуобмотки, выполнена одна в другой концентрически и расположены вдоль первичных полуобмоток равномерно и симметрично. При этом направление намотки любых двух расположенных рядом секций является противоположным. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„.80„„15 22 (51)5 Н 02 M 7/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

М А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

3 б

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР 1 (21) 4471490/24-07 (22) 10.08.88 (46) 30,07.90. Бюл, № 28 (71) Институт электродинамики

АН УССР (72) И.А ° Криштафович, А,Я,Кузьменко и Б.Б,Лебедев (53) 621,314,632(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 752684, кл. Н 02 M 7/10, 1978.

Авторское свидетельство СССР

¹ 480159, кл. Н 02 М 7/04, 1971.

Авторское свидетельство СССР № 944020, кл. Н 02 М 7/06, 1977, (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ВЫСОКОЕ ПОСТОЯННОЕ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для питания электронно-лучевых тру2 бок, электронных микроскопов, в рентгеновской технике и других отраслях народного хозяйства, Цель изобретения — повышение КПД путем снижения межобмоточных динамических емкостей.

Эффект обусловлен конструктивным исполнением преобразователя, в котором первичная обмотка выполнена в виде двух полуобмоток 2, 3, расположенных на стержнях 4, 5 магнитопровода. Число секций б, 7 вторичной обмотки выполнено четным, они-имеют высоту, меньшую высоты первичной полуобмотки, выполнены одна в другой концентрически и расположены вдоль первичных полуобмоток равномерно и симметрично. При этом направление намотки любых двух расположенных рядом секций является противоположным, 2 ил.

1582299

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для пнтания электронно-лучевых трубок, электронных микроскопов, в рентгеновской технике и других отраслях народ5 ного хозяйства.

Цель изобретения — повышение КПД путем снижения межобмоточных динамических емкостей.

На фиг;1 показана электрическая скема преобразователя переменного нап )яжения в высокое постоянное; на ф г.2 — конструкция трансфорамтора п )еобразователя переменного напряжен я в высокое постоянное (разрез в )оль осей сердечника), Преобразователь переменного напряжения в высокое постоянное содержит сердечник 1, состоящий из двух П-образных частей, первичную обмотку, сос-. ! тоящую из двух полуобмоток 2 и 3, ! расположенных на стержнях 4 и 5 серпечника l симметрично и равномерно. м)(о г осек дион ную в то рич ную обмотку число секций 6 и 7 которой выбрано четным и о выполнены одна внутри другой концентрически и располагаются вдоль стержней 5 и 4 сердечника симметрично и равномерно, Каждая из секций 6 и 7 вторичной обмотки г1одключена к выпрямителю 8. Все выпрямители 8 по выходу соединены последовательно, На фиг,2 приняты следующие обоз35 йачения: высота одной секции 6 или

- h- направление интегрирования (параллельно оси стержней 4 и 5 сердечника) у; ширина (разность между наружным и внутренним радиусами) сек- 4 ций 6 и 7 — А; направление интегри1)ования (перпендикулярно оси стержней

4 и 5 сердечника) х, число секций, располагающихся вдоль стержней 4или 5 сердечника — n, 45

Устройство работает следующим образом.

В преобразователе электрическая энергия запасается собственными динамическими емкостями обмоток. и меж50 обмоточными динамическими емкостями трансформатора, Учитывая, что разность потенциалов любых частей соседних секций вто- ричной обмотки, выпрямители которых включены последовательно, на всех

55 этапах имеет одинаковый знак, то м Ы(э)- W(-! з

З Uc

С

Ю где С вЂ” собственная динамическая1 емкость одной секции вторичной обмотки;

W — количество энергии, запасаемой собственной динамической емкостью одной секции вторич- . ной обмотки на соседних полупериодах переменного напряжения, U — напряжение на зажимах одной секции вторичной обмотки.

М1

Динамическая емкость С, между концентрически расположенйыми секциями 6 и 7 высотой h вторичной обмотки определяется разностью энергий, запасаемых на соседних полупериодах переменного напряжения в пространстве между наружной поверхностью внутренней секции 6 и внутренней поверхностью наружной секции 7 вторичной обмотки.

Если направление намотки концентрически расположенных секций 6 и 7 противоположно, то противоположны и направления намотки прилегающих слоев.

На некотором полупериоде ((и-1)-м этапе) переменного напряжения началам обмоток соответствует отрицательный потенциал, Тогда начало внутренней секции 6 через выпрямитель 8 соединяется с началом наружной секции 7 вторичной обмотки. Полагая, что электрическое поле в пространстве между секциями 6 и 7 плоскопараллельное

N1

- — -„1((ь) — > ()) Ф.

2Ь о

Тогда для (n-1)-го этапа

kh+v

U(y) =-U (— --) с

П"(X) = -U (-У-)

Ъ. где k — количество слоев .обмотки. м

С,, U(:

Э 1

М1 где С вЂ” статическая емкость между ст ко нцен трически рас положенными секциями вторичной обмотки.

Для п-ro этапа у 2kh

U(y) =U(- — — — -) с

У ((y) = U (1сЬ

М1 2

С ет U<

pl1 следовательно, С = О, т,е, при встречной намотке концентрически расМЪ МЗ )С-)

ХС = С вЂ” — .К ()) °

Ст ) Э

I-" ( из мз где С и С вЂ” соответственно, динамическая и статическая емкости между экраном и одной секцией вторичной обмотки.

При четном количестве секций, располагающихся вдоль каждой из вторичных полуобмоток 2 и 3, динамическая межобмоточная емкость и в этом случае равна О.

Паразитная динамическая емкость обмоток трансформатора преобразовате.ля переменного напряжения в высокое постоянное определяется той частью электрической энергии, запасаемой

50

5 15822 положенных секций 6 и 7 и несовпа-. дающем направлении прилегающих слоев

14 и 15 значение динамической межобмоточной емкости равно О °

Вычисляют значение динамической межобмоточной емкости между секциями, расположенными. одна над другой, если секции намотаны встречно.

Для (n-.1)-го этапа, учитывая, что

)с » 1, получают

/ х

U - =U -— с A э о 2А+А- х

U=U

/м 15

«Сст Uc 4 мг 1 (4n + — -), = 2С U (n + -), 3 2 3 3 м где С вЂ” статическая емкость между секциями вторичной обмотки, расположенными одна над 20 другой °

На и-м этапе

А — х U"-- U — — —— с A ь

2nA+ х 25

U = U — — — — - с A

Э и м2 )

И = 2С U (п + —.-), э ст

Динамическая емкость при встречной намотке секций вторичной обмотки и в .этом случае равна О °

Оценим динамическую межобмоточную емкость между первичными полуобмотками 2 и 3 и секциями 6 вторичной обмотки трансформатора. Для простоты пола35 гают, что между первичными полуобмотками 2 и 3 и секциями 5 вторичной обмотки расположен заземленный экран.

Если каждая из секций имеет по отношению к соседней противополож- 40 ную намотку, то

99 6 обмотками и в межобмоточном пространстве, которую необходимо потреблять от источника для перезаряда этих емкостей. При согласной намотке соседних секций вторичной (высоковольтной) обмотки динамические межобмоточные емкости максимальны, так как разность напряжений между ними (и запасаемая

Щ электрическая энергия ) сильно изменяется при смене полярности входного напряжения в результате измене-. ния состояния диодов выпрямителей.

При противоположной намотке выводы обмоток так соединяются между собой через диоды выпрямителей, что при смене полярности напряжения количество запасенной в межобмоточном пространстве электрической энергии почти не изменяется, а при противоположной намотке и близлежащих слоев соседних обмоток изменение практически равно нулю, В результате этого энергия от первичного источника переменного напряжения для перезаряда этих емкостей не потребляется, величины токов через обмотки уменьшаются и КПД всего устройства возрастает, особенно значительно при высоком выходном напряжении и малой потребляемой мощности, Формула изобретения

Преобразователь переменного напряжения в высокое постоянное, содержа.— щий трансформатор с сердечником из двух П-образных частей, первичную обмотку, многосекционную вторичную обмотку, каждая из которой подключена к выпрямителю, а все выпрямители соединены по выходе последовательно, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД путем снижения межобмоточных динамических емкостей, число секций вторичной обмотки выполнено четным, первичная обмотка выполнена в виде двух полуобмоток, а секции вторичной обмотки, выполненные одна в другой концентрически, имеют высоту, меньшую высоты первичной полуобмотки и располагаются вдоль стержней сердечника равномерно и симметрично, причем намотка секций вторичной обмотки выполнена так, что направление намотки близлежащих слоев расположенных рядом секций противоположно.

1582299

Составитель Е.Мельникова

Техред Л.Олийнык Корректор M,Øàðoøè

Ред ак то р И, К ас арда

Тираж 500

Заказ 2095

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101