Каскадный импульсный трансформатор

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (б1) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 28.03.78 (21) 2594982/24-07 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.03.80. Бюллетень № 12 (45) Дата опубликования описания 30.03.80 (51) М. Кл.

Н 01F 19/08

Государстееииый комитет

СССР

aq делаву изобретений и открытий (53) УДК 621.314.228 (088.8) (72) Авторы изобретения

С. И. Гусев, В. Н. Лисин и В. В. Воскресенский (71) Заявитель (54) КАСКАДНЫЙ ИМПУЛЬСНЪ|Й ТРАНСФОРМАТОР

Изобретение относится к электротехнике, в частности к трансформаторам с подмагничиванием, например, работающим в импульсном режиме.

Известна схема каскадного включения импульсных трансформаторов, каждый из которых содержит три обмотки:(1).

Такие каскады с автотрансформаторным питанием ступеней содержит первичную обмотку, вторичную обмотку и гальванически 1р связанную с ней обмотку возбуждения следующей ступени.

Недостатком известной схемы является разная величина тока намагничивания трансформаторных элементов и большая величина индуктивного падения напряжения в режиме короткого замыкания. Обычно число звеньев автотрансформаторной каскадной схемы ограничивают тремя изза резкого возрастания намагничивающего тока, установленной мощности первого звена каскада и общего реактанса схемы.

Известен также каскадный импульсный трансформатор с равными токами намагничивания отдельных трансформаторных модулей и с низким общим реактансом (2).

Данное устройство является наиболее близким к изобретению по технической сущности. Импульсный трансформатор содержит последовательно включенные трансформаторные модули, состоящие из сердечника, первичной и двух бифилярных вторичных обмоток, и выводные концы, соединенные с первым и последним модулем.

Ветви вторичных обмоток соединены между собой последовательно и разомкнуты на входных и выходных клеммах каскада.

Недостатком известного устройства является пониженный коэффициент связи первичной и бифилярных вторичных обмоток и недостаточно жесткий характер внешней характеристики.

Целью изобретения является повышение

КПД за счет увеличения коэффициента связи обмоток в трансформаторном каскаде, Эта цель достигается тем, что трансформаторные модули каждой ступени каскада содержат сердечник, две бифилярные обмотки и выводные концы, соединенные с первым и последним модулями, при этом начало одной бифилярной обмотки каждого модуля соединены перемычкой с концом второй обмотки того же модуля, а выводные концы соединены с началом второй обмотки первого модуля каскада и концом первой обмотки последнего модуля.

На чертеже приведена принципиальная схема каскадного импульсного трансформатораа.

725096

Каскад собран из модулей 1, содержащих замкнутые сердечники (например, тороидальные) 2. Обмотки каждого модуля состоят из двух бифилярных ветвей 3 и 4, Начало ветви 3 каждого модуля соединено 5 перемычкой 5 с концом ветви 4. Ветвь 3 последней ступени каскада выходным зажимом 6 подключается к нагрузке. Начала обмоток первой ступени каскада 7 и 8 подключаются к генератору импульсов. Зажим IO

6 служит одновременно для подключения нагрузки.

Устройство работает следующим образом.

Напряжение генератора обуславливает .1 протекание намагничивающего тока i в обмотке 4 первого модуля, при этом в сердечнике возбуждается магнитный поток Ф, изменение которого наводит ЭДС в обмотках 3 и 4. Одновременно через систему бифилярных обмоток происходит намагничивание сердечников всех остальных модулей.

Токи намагничивания отдельных модулей .1 .2 .и равны между собой „= „=... sM, так же 25 как и возбуждаемые ими магнитные потоки

Ф =Ф = ... Ф . Система индуктируемых

ЭДС суммируется в направлении от зажима 7 к выходу 6. Совокупность бифилярных обмоток трансформаторного каскада обладает анизотропными магнитными свойствами, поскольку встречно текущие токи 1 2 n — 1 о в io не возбуждают магнитного потока в сердечниках,т.е.реактивное сопро- 3 тивление обмоток для этих токов достаточно мало. Индуктивность рассеяния каждого модуля определяется погонной индуктивностью бифилярной обмотки, т. е. может быть достаточно малой, чтобы обеспечить ко- 4о эффициент связи практически равный единице.

Каскадный импульсный трансформатор характеризуется простотой конструктивного решения. Так в одновитковом варианте он может быть выполнен в виде системы ферритовых колец, надеваемых на коаксиальный кабель, жила и оплетка которого образуют ветви бифилярной обмотки, а система перемычек соединяет оплетку с жилой поверх каждого сердечника. В зависимости от типа кабеля и параметров цепи входное напряжение может составлять 0,1+-10 кВ, тогда как выходное напряжение определяется числом ступеней, которое может быть достаточно большим п)10. Поскольку передача энергии в трансформаторе осуществляется как магнитным, так и гальваническим путем, в индуктивность рассеяния определяется погонной индуктивностью бифилярной обмотки (например, кабеля), то при большом и возможно сохранение жесткости внешней характеристики и эквивалентного коэффициента связи каскада.

Предлагаемое устройство может быть использовано для согласования импедансов нагрузки и генератора (например, в триодных электронных пушках для накачки электр оионизационных лазеров) в широком диапазоне длительностей импульсной частот посылок. Отношение эквивалентной индуктивности рассеяния к индуктивности намагничивания трансформатора составляет ZL (ZL (10 —, чему соответствует коэффициент связи обмоток К1. При этом на низких частотах (при больших т) передача энергии осушествляется преимущественно магнитным путем, а на высоких частотах (при или малых т) — гальваническим; в этом диапазоне энергия передается непосредственно через систему бифилярных обмоток как через линию с распределенными параметрами.

Формула изобретения

Каскадный импульсный трансформатор, содержащий последовательно включенные трансформаторные модули, состоящие из сердечника и двух бифилярных обмоток, и выводные концы, соединенные с первым и последним модулем, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД за счет увеличения коэффициента связи обмоток, начало одной бифилярной обмотки каждого модуля соединено перемычкой с концом второй обмотки того же модуля, при этом выводные концы соединены с началом второй обмотки первого модуля каскада и концом первой обмотки последнего модуля.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Федченко И. К. Техника высоких напряжений, Киев, «Техническая литература», 1963, с, 13 — 14, рис. 10.

2. Авторское свидетельство СССР

K 344571, кл. Н 03К 3/53, 1972.

725096

1 сл-11 о1

Составитель И, Бабенко

Техред В. Серякова

Редактор В. Девятов

Корректор 3. Тарасова

Заказ 758/2 Изд. № 283 Тираж 857 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2