Трансформаторно-выпрямительное устройство

 

«s>905961

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 21р 574 (21) 2026801/24-07 (И) М. Кл.з

Н 02 М 7/10 H 01 F 39/00 с присоединением заявки ¹

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 15()2.82. Бюллетень ¹ 6 (33) УДК 621 ° 314 ° .228 (088. 8) Дата опубликования описания 15,02.82 (72) Авторы изобретения

B.H JIHcHHz М.В.Павлов и Ю.В.Лащенов (71) Заявитель (54) ТРАНСФОРМАТОРНО-ВЫПРЯИИТЕЛЬНОЕ

УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к технике высоких напряжений и может быть использовано как источник питания для электронно-лучевой технологии и в специальных электрофизических установках. йзвестен маломощный симметричный трансформатор в трехфазном исполнении, собранный на трех П-образных ленточных сердечниках, сечения которых располагаются по вершинам равностороннего треугольника (1).

Недостаток такой конструкции — малая мощность, увеличенная длина витка катушек, невозможность выполнения главной изоляции на напряжение в сотни киловольт.

Известен также трансформатор для передачи управляющих импульсов, который содержит .выпрямительные элементы. Управляющий импульс передается с первичной обмотки на несколько вторичных, находящихся под различными высокими потенциалами. Первичная обмотка состоит из петлеобразной катушки, по крайней мере, частично охваченной трубчат1эй изоляционной гильзой, несущей кольцевые сердечни-t ки, со вторичными тороидальными обмотками, соединенными последовательно через выпрямительные элементы (2) .

Недостаток такого трансформатора— малая мощность, развиваемая в единице рабочего объема, обусловленная асимметрией электрических и магнитных полей.

Целью изобретения является симметрирование конструкции и увеличение удельной объемной мощности.

Указанная цель достигается тем, что в трансформаторно-выпрямительном

15 устройстве, содержащем изолированные друг от друга модули, каждый из которых содержит замкнутый сердечник, несущий секцию вторичной обмотки, выпрямительные элементы, подключенные к секциям вторичной обмотки, и первичную обмотку, проходящую вдоль оси общего окна сердечников, образующих вертикальные колонны, первичная обмотка выполнена в виде трех плоских прямоугольных катушек, вертикальные части которых проходят попарно вдоль оси окна колонны сердечников, при этом выпрямительные элементы модулей соединены в трехфазные мосты, горизонтальные части первичных катушек располагаются вдоль граней рав905961 ностороннего треугольника и выпрямительные мосты собраны в две парал-. лельные ветви, высоковольтный нынад расположен посредине колонны сердечников, а крайние мосты у торцон колонны заземлены.

На фиг. 1 приведен вариант конструкции трансформатора на тороидаль— ных сердечниках; на фиг. 2 — колонна сердечникон, продольный разрез; на фиг.3 — эпюра напряжений вдоль главной изоляции; на фиг.4 — главная изоляция, поперечное сечение; на фиг.5 — принцигиальная схема трансформаторно-выпрямительного устройства.

Колонны из тороидальных сердечникон 1 образуют пространственно-симметричную структуру. Магнитный поток 2 в каждой .колонне замкнут в ферромагнитном материале тороидаль— ного сердечника. Первичная обмотка 20 образована тремя прямоугольными многовитковыми рамами, вертикальные части которых 3, 4 и 5 проходят попарно вдоль оси колонны тороицальных сердечников. Горизонтальные участки трех рам перничной обмотки 6 образуют равносторонний треугольник. Шесть концов первичной обмотки 7 повышающего преобразовательного трансформатора соединяются по схеме звезда

Тороидальные сердечники магнитной системы трансформатора изолируются дисками 8 и несут секции вторичной обмотки 9, которые подключены к цепочке выпрямительных элементов 10.

Выпрямительные элементы образуют две параллельные ветви, заземленные у торцов колонн сердечников. Дисковый изолятор 11 фиксирует коаксиал, образованный изолирующим цилиндром 12 и электростатическим экраном первич — 40 ной обмотки 13. Отводы 14 обеспечивают принудительное деление потенциала на секциях выпрямителя, а вывод высокого потенциала 15 расположен в центральной части колонны сердечников. Изоляция витков соседних катушек первичной обмотки 16 и 17 осущестнляется электрокартоном и пленкой. Пространство между цилиндрами 18 заполняется электрически 50 прочной средой — трансформаторным маслом или элегазом.

Трансформаторно-выпрямительное устройство работает следующим образом.

При подключении перничной обмоткй 3, 4 и 5 к трехфазной сети происходит намагничивание-пространственно-симметричной магнитной системы трансформатора, при этом магнитный поток локализуется в отдельных сер- 60 дечниках 1. B секциях нтьричной обмотки 9 наводится система ЭДС, которая обуславливает протекание выпрямленного тока через нагрузку, подключаемую к высоковольтному выводу 15.65

Пространственно-симметричная магнитная система трансформатора может собираться на П-образных или тороидальных сердечниках. Во втором случае резко уменьшается уровень взаимных индуктивных связеи отдельных секций, что позволяет реализовать принудительное равномерное распределение напряжения в цепи выпрямительных мостов.

Возможность принудительного деления потенциала по трансформаторно-выпрямительным секциям устройства позволяет оптимально использовать цилиндрический объем котла установки.

Облегчается выполнение главной изоляции преобразовательного высоковольт— ного трансформатора, структура которой представляет собой масляный или элегазовый коаксиал с низким потенциалом у торцов колонны сердечников и ступенчатым его нарастанием к центру колонны.

Формула изобретения

1. Трансформаторно-выпрямительное устройство, содержащее изолированные друг от друга модули, каждый из которых содержит замкнутый сердечник, несущий секцию вторичной обмотки, и выпрямительные элементы, причем сердечники образуют вертикальные колонны, первичную обмотку, проходящую вдоль оси окна колонны сердечников, и высоковольтный вывод, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что с целью увеличения удельной объемной мощности, первичная обмотка выполнена в виде трех плоских прямоугольных катушек, вертикальные части которых проходят попарно вдоль оси окна колонны сердечников, при этом выпрямительные элементы модулей соединены в трехфазные мосты, расположенные вдоль колонны сердечников.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью улучшения формы кривой тока, горизонтальные части первичных катушек образуют равносторонний треугольник.

3. Устройство по пп, 1 и 2, о т л и ч а ю щ е е сятем,,что выпрямительныеные мосты модулей со бр аны в две параллельные ветви, высоковольтный вывод расположен посредине колонны сердечников, а крайние мосты у торцов колонны заземлены.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Вальян P.Õ. Трансформаторы для радиоэлектроники ° Советское радио, 1971, с. 54, рис. 2-38.

2. Патент США Р 3662248, кл. 321-11, 1969.