Дата опубликования описания 25.07.8 I (53) УДК 621,314. .228(088.8) О. М. Гуськов, Л. П. Савельева, Е. О. Скиргелло, Б. Г. Титов и Т. А. Шевченко (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54)ПЛЕНОЧНАЯ ОБМОТКА ВЫСОКОВОЛЬТНОГО ТРАНСФОРМАТОРА

И СПОСОБ ЕЕ ИЗГОТОВЛЕНИЯ

Изобретение относится к электротехнике, в частности к обмоткам высоких напряжений, и может быть применено в составе трансформатора для питания малогабаритных высоковольтных устройств, таких как ускорительные и

S рентгеновские трубки, разрядники ит. д.

Кроме того, обмотка может быть использована в конструкциях малогабаритных трансформаторов, дросселей, катушек индуктивности в схемах с низким уровнем напряжения.

Известна обмотка, представляющая собой набор печатных плат с рисунком проводников спиральной формы, чередующийся с набором тонких изоляционных пластин с внедренными в них соединительными проводниками для последовательного соединения проводников спиральной формы в обмотке, при этом начало предыдущего проводника спираль-. ной формы соединяется с концом последующего. Все проводники спиральной формы в индуктивности расположены соосно (I), Однако такая индуктивность не может быть применена в качестве обмотки в высоковольтных трансформаторах,в связи с тем, что для обеспечения электрического соединения в платах сверлятся отверстия, и тем самым нарушается электропрочность конструкции. Кроме того, дополнительно вводимый проводник, соединяющий концы проводников спиральной формы, требует дополнительной изоляции, что приводит к увеличению габаритов устройства.

Наиболее близкой к предлагаемому изобретению по технической сущности является пленочная обмотка трансформатора, состоящая иэ набора изолированных друг от друга, расположенных на одной оси и последовательно соединенных между собой проводников спиральной формы, каждый из которых размещен на гибкой изоляционной подложке. Изоляция

8493 проводников друг от друга осуществляется лаковым покрытием.

Способ изготовления такой обмотки заключается в формировании проводников спиральной формы(Архимедовы спи5 рали) травлением проводящего слоя фольгированного гибкого диэлектрика, последовательным соединением проводников спиральной формы, покрытием проводников лаком, складывании ленты гибкого диэлектрика с размещением на обеих ее сторонах проводников спиральной формы таким образом, чтобы проводники спиральной формы были расположены на одной оси, и фиксации обмотки в сжатом 15 состоянии P2), Недостатком такого устройства является низкий уровень электропрочности лаковой изоляции между проводниками и наличие воздушных зазоров между 20 слоями лаковой изоляции,что не позволяет использовать такую обмотку в высоковольтных трансформаторах без значительного увеличения ее габаритов.

Цель изобретения вЂ” увеличение электрической прочности и уменьшение габаритов обмотки высоковольтного трансформатора.

Поставленная цель достигается тем, что в известной пленочной обмотке высоковольтного трансформатора, состоящей из набора изолированных друг от друга, расположенных на одной оси и последовательно соединенных между собой проводников спиральной формы, каждый из которых размещен на гибкой изоляционной подложке, и изоляция между проводниками спиральной формы образована слоями проклеенной полимерной пленки, например 4р лавсановой, причем, эти же слои проклеенной полимерной пленки, чередующиеся со слоями упомянутой подложки, образуют кольцевой слой, охватывающий наружные витки проводников спи- 45 ральной формы.

В известном способе изготовления пленочной обмотки высоковольтного трансформатора, заключающемся в формировании проводников спиральной формы травлением слоя фольгированного, гибкого диэлектрика, последующем складывании ленты гибкого диэлектрика с размещенными на обеих ее сторонах последовательно соединенными между 55 собой проводниками спиральной формы, таким образом, чтобы проводники спиральной формы были расположены

16 4 на одной оси, и фиксации обмотки в сжатом состоянии, наружные витки проводников спиральной формы при травлении формируют с уширением и окружают технологическими полями из непротравленного металла фольгированного диэлектрика, расположенными от них на определенном расстоянии, величина которого определяется классом напряжения обмотки, ленту формируют из плат, состоящих из двух проводников спиральной формы, путем склеивания плат рисунком наружу, на ленту гибкого диэлектрика, с проводниками спиральной формы на обе ее стороны наклеивают слои полимерной пленки, после чего ленту опрессовывают, а после складывания обмотки опрессовывают ее и обрезают технологические поля.

На фиг.! изображена одна из плат обмотки; на фиг. 2 вЂ” разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 вЂ” конфигурация проводников спиральной формы; на фиг. 4 сборка плат в полосу; на фиг. 5вЂ” полоса обмотки в процессе сгибания; на фиг. 6 вЂ” обмотка высоковольтного пленочного трансформатора.

Обмотка высоковольтного пленочного трансформатора собирается из однотипных плат (фиг. 1),изготовляемых из фольгированного гибкого диэлектрика, например фольгированного лавсана, марки

ФДЛ-1, Рисунок проводников каждой платы формируют в фольге травлением и он представляет собой два проводника 1 спиральной формы, внешние концы которых соединены перемычкой 2, а внутренние заканчиваются контактными площадками 3.

Технологическое поле 4(непротравленная фольга и уширенный последний виток 5 проводников 1 спиральной формы служат для предохранения витков от смещения и разрывов при последующих операциях прессования обмотки.

Величина зазора между последним витком 5 и технологическим полем 4 выбирается, исходя из величины рабочего напряжения на обмотке. С целью увеличения точности сборки и предохранения фольгированного диэлектрика от разрывов при операции гибки по оси платы в технологическом поле 4 вытравливают щель 6 шириной 0,2-0 5 мм.

После травления плату вырезают из фольгированного диэлектрика.. В каждой плате на осях, проходящих через ,центры спиралей, пробивают сборочные

5 8493 отверстия 7. Для осуществления последующей контактной сварки в диэлектрике платы по центру контактных площадок с помощью простого приспособления вырезают отверстия 8(фиг. 2) диаметром меньшим диаметра контактной площадки. Рисунок каждого проводника 1 спиральной формы (фиг.З) образован иэ полуокружностей, проводимых попеременно из центров Ц и Ц и сопрягаемых на концах. Последний виток каждого проводника, имеющий увеличенную ширину, образован полуокружностями вычерчиваемыми иэ центров Ц и Ц

Ширина этого витка определяется опыт- 1 ным путем.

Параметры конфигурации проводников могут быть определены из следующих выражений.

Смещение центров U и -U относитель-.щ но Ц соответственно:

Ц вЂ” Ц .=м!2

1 (1)

Ц - U„-- 0,5(Н вЂ” В вЂ” В,), (2) где Н вЂ” шаг внутренних витков; .25

В вЂ” ширина всех витков, кроме последнего;

В, вЂ” ширина последнего витка.

Величина радиуса наружной границы вЂ” П -ого витка, вычерчиваемого из 30 центров Ц1 и Ц соответственно:

Я =$0,5 Д + H n (Ь)

2 -40,5 д + Н (п-0,5) (4) где Д вЂ” диаметр центральной контактной площадки. 35

Величина радиуса внутренней грани,цы rt --ого витка спирали из центров

Ц„и Ц соответственно:

И = 0,5 Д +Н ° и -В

40 м = 0,5Д + Н (п-0,5) -В (,6)

Величина радиусов внутренних и внушних границ для формирования последнего витка: из центра Ц К 0,5 Д +Н(Р+0,5)-В(6) 5 из центра Ц,Я =0,5 Д+Н(Р+1) вЂ” В+В (7)

Я = 0,5 Д+Н(Р+1) вЂ” В 1,8) иэ центра U> НР+0,5(Н+Д+В1-В) (9) Rg = НР+0,5(Д+ЗН-ЗВ+В ) 00) ,+О 5Д+ 1 ИВ+В,) (1 1) 50 где P вЂ” - число витков с шириной В, Описанная конфигурация проводников удобнее Архимедовой спирали, так как легко поддается расчету на ЭЦВМ и просто формируется кардинатографами.

Технологические операции идут в следующей последовательности.

16 ь

На диэлектрик наносят слой клея, адгезив на основе смолы ТФ 60, производят сборку плат (фиг. 4)в ленту 9 рисунком наружу, причем, верхние платы смещают относительно нижних слоев на один проводник. Для полного заполнения ленты 9 на конце каждого. слоя размещают половину платы IOâ€” один проводник спиральной формы. Последовательное электрическое соединение проводников спиральной формы осуществляется контактной сваркой центральных контактных площадок.

Одновременно привариваются выводы ll, На обе стороны ленты 9 и на каждый слой полимерной пленки 12, например, толщиной 10-20 мкм, наносят клей. После этого, производят склеивание и прессование ленты 9 и слоев пленок 12 при повышенной температуре. Для лавсана и клея ТФ 60 давление и температура при прессовании соответственно равны 20 кг-ем и 120 С. Время о выдержки в данном режиме 2 ч.

На обработанную таким образом ленту вновь наносят клей, ее сгибают фиг. 5)и фиксируют в сжатом состоянии, после чего окончательно прессуют при повышенной температуре в том же режиме. Собственно обмотку, т.е. набор изолированных друг от друга проводников l спиральной формы (фнг. 6) с кольцевым слоем 13 высоковольтной изоляции вырубают иэ полученной сборки.

Пленочная обмотка высоковольтного трансформатора представляет собой набор изолированных друг от друга слоями проеклеенной полимерной пленки проводников 1 спиральной формы, которые соединены между собой последовательно и расположены на одной оси.

Эти же слои проеклеенной полимерной пленки выведены за последние витки проводников 1 спиральной формы и образуют кольцевой слой 13 изоляции.

Изготовленнь.й макет обмотки в составе высоковольтного пленочного трансформатора имеет 500 витков, занимает объем 2,5 см и выдерживает импульсные напряжения амплитудой 80 кВ. Ширина кольцевого слоя изоляции вокруг последних витков проводников спиральной формы для этого случая составляла 3 5 мм. При увеличении напряжения на обмотке выше 80 кВ необходимо увеличить толщину пленочной изоляции и ширину кольцевого слоя.

7 84931

Преимуществом такой обмотки перед" известной является более высокая электропрочность при малых габаритах и возможность более широкого использования ее в высоковольтной электри5 ческой аппаратуре.

Формула изобретения

1. Пленочная обмотка высоковольтного трансформатора, состоящая из набора изолированных друг от друга, расположенных на одной оси и последовательно соединенных между собой проводников спиральной формы, каждый иэ которых размещен на гибкой изоляционной подложке, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что, с целью увеличения электрической прочности и уменьшения габаритов, изоляция между проводниками спиральной формы образована слоями проклеенной полимерной пленки, например лавсановой, причем, зти же слои проеклеенной полимерной пленки, чередующиеся со слоями упомянутой нодложки, образуют кольцевой слой, охватывающий наружные витки проводников спиральной формы.

2. Способ изготовления пленочной обмотки высоковольтного трансформатора по и. I,çàêëþ÷àþùèéñÿ в формирова. нии слоя проводников спиральной формы, 6 8 травлением проводящего слоя фольгированного гибкого диэлектрика, последуюшим складывании ленты гибкого диэлектрика с размещенными на обеих ее сто ронах последовательно соединенными между собой проводниками спиральной формы таким образом, чтобы проводники спиральной формы были расположены на одной оси, и фиксации обмотки в сжатом состоянии, отличающийся тем, что наружные витки проводников спиральной формы при травлении формируют с уширением и окружают технологическими полями из непротравленного металла фольгированного диэлектрика, расположенными на определенном расстоянии от них, величина которого определяется классом напряжения обмотки, а ленту формируют из плат, состоящих иэ двух проводников спиральной формы, путем склеивания плат рисунком наружу, на ленту гибкого диэлектрика с проводниками спиральной формы на обе ее стороны наклеивают слои полимерной пленки, после чего ленту опрессовывают, а после складывания обмотки опрессовывают ее и обрезают технологические поля.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

I. Патент Японии N 1841, кл. 59 I 11, 1971..

2. Патент ФРГ Ф 1239773, кл. 21с1 49/00, 1964.