Импульсный трансформатор с ударным возбуждением

 

Изобретение относится к электротехнике , а именно технике высоких напряжений. 8ысоковольтной импульсной технике, и может быть использовано для формирования импульсов высокого напряжения в системах на магнитосвязанных LC-контурах устройств резонансного заряда высоковольтных емкостных накопителей энергии. Устройство решает задачу увеличения КПД трансформатора с ударным возбуждением. Импульсный трансформатор содержит плоские спиральные низковольтную и высоковольтную обмотки одинакового диаметра, размещенные в корпусе, заполненном электроизоляционной средой. Обмотки трансформатора расположены соосно и между ними размещена пропитанная жидким диэлектриком плоская многослойная изоляция, причем отношение расстояния между обмотками к их среднему диаметру не превышает 0,05. Соосное расположение спиральных катушек с использованием плоской пропитанной жидким диэлектриком многослойной изоляции существенно увеличивает коэффициенты связи обмоток, что повышает КПД трансформатора. 3 ил. (Л С

СОКЭЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (53)5 Н 01 F 19/08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР к .

"g jQtg Фп

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 V

C)

О (21) 4755485/07 (22) 27.09.89 (46) 23.12.91. Бюл, М 47 (71) Опытно-конструкторское бюро приборостроения техники высоких напряжений (72) А.В. Григорьев, Е.А. Морозов и И,Г. Пухов (53) 621.314,225 (088.8) (56) В,М. Федоров, М.А. Щеглов и Е.П. Семенов. Компактный импульсный IMB трансформатор. Доклады Всесоюзной конференции по инженерным проблемам термоядерных реакторов. Л., 1977, т. 1II, с.

62-69, Гольдберг и др. Схема для получения высоковольтных импульсов.

Приборы для научных исследований, 1966, М2, с. 15 — 18. (54) ИМПУЛЬСНЫЙ ТРАНСФОРМАТОР С

УДАРНЫМ ВОЗБУЖДЕНИЕМ (57) Изобретение относится к электротехнике, а именно технике высоких напряжений, высоковольтной импульсной технике, и мог

Изобретение относится к электротехнике, а именно к технике высоких напряжений и высоковольтной импульсной технике, и может быть использовано для формирования импульсов высокого напряжения в системах на магнитосвязанных -, С-контурах „ устройств резонансного заряда высоковольтных емкостных накопителей энергии, Цель изобретения — повышение КПД импульсного трансформатора с ударным возбуждением, На фиг.1 приведена принцип иал ьная схема трансформатора; на фиг.2 — конструк„, SU „1700614А1 жет быть использовано для формирования импульсов высокого напряжения в системах на магнитосвязанных LC-контурах устройств резонансного заряда высоковольтных емкостных накопителей энергии, Устройство решает задачу увеличения КПД трансформатора с ударным возбуждением.

Импульсный трансформатор содержит плоские спиральные низковольтную и высоковольтную обмотки одинакового диаметра, размещенные вкорпусе,,заполненном электроизоляционной средой, Обмотки трансформатора расположены соосно и между ними размещена пропитанная жидким диэлектриком плоская многослойная изоляция, причем отношение расстояния между обмотками к их среднему диаметру не превышает 0,05. Соосное расположение спиральных катушек с использованием плоской пропитанной жидким диэлектриком многослойной изоляции существенно увеличивает коэффициенты связи обмоток, что повышает КПД трансформатора. 3 ил. ция трансформатора; на фиг,3 — разрез А — А на фиг.2, Низковольтная обмотка 1 состоит из параллельно соединенных секций. Высоковольтная обмотка 2 содержит такое же количество последовательно соединенных секций. Выводы 3,4 низковольтной обмотки подключены к первичному колебательному контуру, а выводы

5,6 высоковольтной обмотки соединены с емкостным накопителем. Между обмотками размещена пропитанная жидким диэлектриком плоская многослойная изоляция 7.

Секции высоковольтной обмотки выполнены в виде плоских спиральных катушек 8, Токосъем с трансформатора осуществляется кабелем 9, Секции низковольтной обмотки также 5 выполнены в виде плоских спиральных катушек 10, уложенных в канавки изолирующих пластин 11, Катушки высоковольтной обмотки зафиксированы в аналогичных диэлектрических пластинах 12 и закреплены в 10 изолирующем корпусе 13 изоляционными прокладками 14 и 15. Корпус заполняется жидким диэлектриком, а обмотки имеют одинаковый диаметр секций.

Работает импульсный трансформатор 15 следующим образом.

Предварительно заряженный конденсатор низковольтного контура подключается коммутатором к выводам 3, 4 низковольтной обмотки 1 (см,фиг.1). При 20 этом в высоковольтной обмотке 2, настроенной в резонанс с низковольтной (коэффициент связи обмоток К в 0,98) возникает импульс высокого напряжения. Это напряжение через выводы 5, 6 высоковольтной 25 обмотки подается на емкостный накопитель энергии (на чертеже не показан) и заряжает

его до рабочего напряжения.

При выборе отношения расстояния между обмотками, практически равного тол- 30 щине главной многослойной изоляции 7, к их среднему диаметру порядка 0,05 реализуется максимальная электрическая прочность при минимальной индуктивности рассеяния. Расчетом на 3ВМ получена за- 35 висимость g = 1(Ксв), где Ксв — коэффициент связи, I4a = L1/L2, причем L< и L2 — индуктивности контуров. Оказалось, что отношение толщины главной изоляции d к среднему диаметру обмоток D, равное бИ 0,05, соответствует режиму с максимальным

КПД. Для варианта исполнения трансформатора с первичным напряжением 10 кВ, коэффициентом трансформации 10 и резонансной частотой 1,5 кГц пробивная напряженность аксиальной изоляции B моноимпульсном режиме для данной конструкции составила 500 кВ/мм, а радиальной — 2 кВ/мм. Это позволяет выбрать толщину изоляции для рабочего напряжения 1 МВ равной 1,5 мм и суммарную ширину обмотки

500 мм. Отношение толщины изоляции к среднему диаметру обмоток составляет

0,04, что позволяет получить коэффициент связи обмоток Ксв = 0,98.

Таким образом, КПД трансформатора предложенной конструкции составляет ц .-0,97, Преимущество трансформатора обусловлено высоким значением коэффициента связи обмоток.

Формула изобретения

1. Импульсный трансформатор с ударным возбуждением, содержащий ряд плоских спиральных секций низковольтной обмстки, соединенных параллельно, и равное количество плоских спиральных секций высоковольтной обмотки, размещенных в корпусе, заполненном электроизоляционной средой, отл ича ющийся тем, что, с целью повышения его КПД секции обмоток расположены соосно и между ними размещена пропитанная жидким диэлектриком плоская многослойная изоляция.

2. Трансформатор по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что отношение расстояния между секциями обмоток к среднему диаметру секций не превышает 0,05, 1700614

Д-А

Составитель Б. Лысин

Редак-.ор Н, Лазаренко Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор М, Кучерявая (Заказ 4471 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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