Высокочастотный трансформатор

 

Использование: в преобразовательной технике, в частности для систем электропитания и построения генераторов. Высокочастотный трансформатор состоит из чередующихся первичных и вторичных обмоток, объединенных в соединенные между собой секции, которые установлены друг за другом с расположением по краям первичных обмоток. Каждую обмотку секции (первичную или вторичную) выполняют с выдержкой соотношения L к Д меньше 0,05, где L - длина намотки; Д - средний диаметр намотки. Такое выполнение трансформатора позволяет легко и быстро (особенно при монтаже трансформатора с воздушным зазором) произвести замену секций при его ремонте или в случае необходимости изменения выходного напряжения. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано, в частности, для систем электропитания и построения генераторов, содержащих высокочастотные трансформаторы.

Конструкция высокочастотных трансформаторов для систем электропитания в общем случае содержит магнитопровод (сердечник), а также первичные и вторичные обмотки.

Применение магнитопровода позволяет увеличить КПД, уменьшить рассеивание магнитных полей, а также мощность потерь, значительно уменьшить габариты высокочастотного трансформатора.

Недостатком применения магнитопровода (сердечника) является снижение технологичности изготовления и сборки трансформатора, ухудшение охлаждения обмоток трансформатора, повышение себестоимости трансформатора, а также требований к классу изоляции между обмотками.

Известен импульсный трансформатор, содержащий первичную и вторичную обмотки и изоляционные прокладки, толщина которых изменяется пропорционально действующим между обмотками напряжением, причем первичная и вторичная обмотки выполнены в виде соединенных параллельно однослойных секций, при этом число секций первичных и вторичных обмоток нечетное и их секции чередуются (1).

Этот трансформатор предназначен для получения импульса напряжения и из-за низкого КПД и слабой индуктивной связи между обмотками не может служить высокочастотным трансформатором источником питания. Технология его сборки и изготовления усложнены за счет использования прокладок с разной по длине толщиной, а также затруднено охлаждение обмоток.

Кроме того, известен трансформатор, состоящий из магнитопровода и размещенных на нем первичных и вторичных обмоток, намотанных одна на другую, причем первичные обмотки изолированы одна от другой, а вторичная обмотка разделена на секции, каждая из которых расположена в одном слое с одной из первичных, при этом витки каждой секции вторичной обмотки размещены в промежутках между соседними витками (2).

В трансформаторах этого типа технология намотки обмоток сложна, требует выдержки разных шагов первичной и вторичной обмотки. Кроме того, весьма затруднительно решен вопрос ремонта и замены вышедших из строя обмоток.

Известен также высокочастотный трансформатор, состоящий из чередующихся первичных и вторичных обмоток, объединенных в секции, соединенные между собой (3).

Такое выполнение трансформатора упрощает процесс намотки обмоток, однако остается также сложным и трудоемким процесс его сборки и ремонта.

Задача изобретения состоит в том, чтобы избежать вышеизложенных трудностей и создать такой трансформатор, который при относительной простоте конструкции обеспечивает достаточную простоту намотки обмоток и упрощает процесс ремонта и замены обмоток.

Это достигается благодаря тому, что в высокочастотном трансформаторе, состоящем из чередующихся первичных и вторичных обмоток, объединенных в секции, соединенные между собой, секции установлены друг за другом, причем первичные обмотки, расположены по бокам вторичной и являются наружными.

Обмотки трансформатора могут быть выполнены с соблюдением отношения L/Д меньше 0,05; где: L длина (толщина обмотки) намотки, Д средний диаметр намотки.

На фиг.1 изображен продольный разрез трансформатора с секциями (обмотками), установленными с воздушными зазорами (вариант 1); на фиг.2 - продольный разрез трансформатора с заполненными теплопередающим изолирующим наполнителем (вариант 2).

Предлагаемый высокочастотный трансформатор выполнен из отдельных секций 1 и 2 (фиг.1,2), например, круглой, эллипсной формы обмотки.

Секции 1 с намотанной первичной обмоткой и секции 2 с вторичной обмоткой, которые наматываются, например, одножильным проводом 3 по спирали, уложенным на слое клея 4, нанесенным на подложку 5 из изоляционного материала, имеющую центральное отверстие 6 для расположения в нем, например, полого стержня 7, например из изолирующего и немагнитного материала.

Все секции с первичной и вторичной обмотками выполняют для одной серии трансформаторов и имеют одинаковый средний диаметр намотки.

Секции 1 и 2 (фиг.1) могут устанавливаться с воздушным зазором 8 или без воздушного зазора (фиг.2), а межсекционное пространство заполнено теплопередающим изолирующим наполнителем 9.

Один из возможных вариантов сборки секций заключается в следующем: на подложку 5, например, круглой формы с центральным отверстием 6, имеющим внутренний диаметр Д1, равный наружному диаметру стержня 7, укладывают, например, одножильный провод 3 по спирали и клеем 4 фиксируют на подложке 5, таким образом, что Д1 (фиг.1 и 2) является внутренним диаметром обмотки, Д2 - наружным диаметром, а Д средним диаметром первичной или вторичной обмотки.

Таким образом собирают секции как с первичными обмотками, так и с вторичными. Причем если в трансформаторе вторичных секций п штук, то первичных п+1 штук, где п целое число секций.

Такое выполнение трансформатора позволяет легко и быстро (особенно при монтаже трансформатора с воздушным зазором) провести замену секций при его ремонте.

Техническая характеристика опытного трансформатора 1. Напряжение питания 310 V 2. Напряжение на выходе 16 V 3. Ток в нагрузке 0 5 А 4. Частота 30 75 кГц 5. Объем 0,03 дм3 6. Вес 70 т 7. Удельная объемная мощность 2600 вт/дм3 8. Удельная весовая мощность 1140 вт/кг 9. КПД -0,85 0,9
10. Потребляемая мощность при холостом ходе 2 10 Вт
Данная конструкция трансформатора позволяет отказаться от сердечника. При необходимости получения других (по значению) выходных напряжений и токов, а также ремонта обмоток позволяет быстро заменять обмотки. Имея дополнительный запас секций обмоток, можно изменять выходные данные по напряжению от единиц до сотен вольт.


Формула изобретения

1. Высокочастотный трансформатор, состоящий из чередующихся первичных и вторичных обмоток, объединенных в секции, соединенные между собой, отличающийся тем, что крайние секции являются первичными обмотками.

2. Трансформатор по п.1, отличающийся тем, что каждая секция выполнена с соблюдением соотношения L/D < 0,05, где L длина намотки, D средний диаметр намотки.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электротехнике, в частности к технике сильных импульсных магнитных полей, и предназначено преимущественно для использования в обмотке тороидального поля токамака, работающего в импульсном режиме

Изобретение относится к электротехнике, в частности, к импульсной технике и может быть использовано во входных разделительных цепях сеточных высоковольтных импульсных модуляторов

Изобретение относится к электротехнике , а именно к импульсным трансформаторам , работающим в электронных системах зажигания

Изобретение относится к электротехнике , предназначено для использования в генераторах импульсов для электропластики металлов и обеспечивает уменьшение искажений формы импульсов тока за счет снижения индуктивности рассеяния

Изобретение относится к электротехнике , а именно технике высоких напряжений

Изобретение относится к электротехнике, а именно к электрои радиотехническому приборостроению, в частности к аттенюаторам генераторов электрических сигналов

Изобретение относится к электротехнике , в частности к импульсным трансформаторам, и может быть испоЛьзовано для повышения амплитуды мощНых импульсов высокого напряжения

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в импульсных электроэнергетических, электрофизических и радиотехнических устройствах

Изобретение относится к электротехнике, а именно к области трансформаторостроения, и может быть использовано в устройствах, использующих одновременно трансформатор и дроссель, например в автономных инверторах

Изобретение относится к области высоковольтной импульсной техники, а именно к высокочастотным высоковольтным импульсным трансформаторам с замкнутым сердечником с зазором в высоковольтных однотактных схемах преобразования постоянного напряжения в высоковольтное импульсное и может быть использовано в малогабаритных преобразователях схем электропитания различных устройств, например, электрошоковых устройств (ЭШУ), газовых лазеров

Изобретение относится к области высоковольтной импульсной техники, а именно к высокочастотным высоковольтным импульсным трансформаторам с замкнутым сердечником в высоковольтных однотактных схемах преобразования постоянного напряжения в высоковольтное импульсное, и может быть использовано в малогабаритных преобразователях схем электропитания различных устройств, например электрошоковых устройств, газовых лазеров

Изобретение относится к области электроэнергетики, конкретнее к автономным источникам электропитания, и может найти применение в промышленности, в бытовой технике и на транспорте

Изобретение относится к электротехнике, к преобразовательной технике и может быть использовано в устройствах электропитания радиоэлектронной аппаратуры, содержащих импульсные преобразователи напряжения с использованием трансформаторов

Изобретение относится к электротехнике, к высоковольтным импульсным источникам питания высокого напряжения и может быть использовано в импульсной технике, например в системах зажигания, электрошоковых устройствах, системах питания газоразрядных ламп, ионизаторах воздуха, газовых лазеров и т.д

Изобретение относится к электротехнике, в частности к высоковольтной импульсной технике, и может быть использовано в малогабаритных ускорителях заряженных частиц, рентгеновских аппаратах и т.п. Технический результат состоит в повышении электропрочности и рабочего ресурса. Высоковольтный импульсный трансформатор содержит диэлектрический корпус, на поверхности которого расположена первичная обмотка. Внутри корпуса расположен диэлектрический каркас, на котором закреплена вторичная обмотка. Обе обмотки выполнены однослойными, корпус заполнен жидким диэлектриком. Согласно изобретению первичная обмотка содержит два витка, представляющие собой цилиндрические кольца с разрезом вдоль образующей, и расположена на внутренней поверхности корпуса. Каждое кольцо закреплено при помощи двух токопроводящих герметизирующих стягивающих элементов, которые выведены наружу через стенки колец и корпуса в радиальном направлении и имеют прижимной электрический контакт с кольцом, и резьбовой диэлектрической втулки с коническим участком, обеспечивающей прижим кольца к соответствующему торцевому выступу и внутренней поверхности корпуса. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к конструкциям индукционных генераторов тока, и может быть использовано в электромагнитных установках и электрических машинах, таких как двигатели, генераторы, трансформаторы, в частности, в качестве повышающего трансформатора. Технический результат состоит в повышении эдс на выходе за счет использования импульсных напряжений на вторичной обмотке и осуществления конструкции вторичной обмотки, которая бы позволяла производить непосредственный съем с генератора возникающего импульсного напряжения, и одновременно суммарной мощности первичной и вторичной обмоток. 6 з.п. ф-лы, 2 ил.
Наверх