Сильноточный многоячейковый высокочастотный трансформатор
Полезная модель относится к преобразовательной технике, а именно к конструированию высокочастотных трансформаторов, и может быть использована в выходных блоках резонансных преобразователей частоты. Задача полезной модели - снижение массы и габаритов за счет использования многовитковой вторичной обмотки; а также повышение кпд за счет увеличения коэффициента заполнения окна магнитопровода и снижения паразитных параметров (индуктивности рассеяния) трансформатора. Сильноточный многоячейковый высокочастотный трансформатор по данной полезной модели, содержит соосные трансформаторные ячейки, каждая из которых состоит, по меньшей мере, из одного тороидального магнитопровода с намотанными на нем первичными обмотками, расположенными на общей вторичной обмотке с зазором, который фиксируется диэлектриком (изолятором). Каждая первичная обмотка охватывает все магнитопроводы одной соответствующей трансформаторной ячейки, а вторичная обмотка содержит, по меньшей мере, два коаксиальных и концентрично расположенных трубчатых стержня с воздушным зазором, служащим электрической изоляцией, последовательно соединенных между собой посредством токопроводящих элементов. По отношению к трансформаторам, которые имеют одновитковую вторичную обмотку, в предложенном трансформаторе удается путем увеличения количества витков вторичной обмотки в n раз, то есть увеличения массы меди в n раз достичь уменьшения количества магнитопроводов в трансформаторной ячейке в то же самое число раз.
Полезная модель относится к преобразовательной технике, а именно к конструированию высокочастотных трансформаторов, и может быть использована в выходных блоках резонансных преобразователей частоты.
Известен сильноточный трансформатор (см. описание к патенту SU №1376813, МПК Н 02 М 7/537, публ. 1985.06.26), состоящий из N соосно расположенных П-образных магнитопроводов с первичными обмотками, разделенных изоляционными прокладками и вторичной обмотки, выполненной в виде двух шин, разделенных изоляционной прокладкой. Недостатком такого сильноточного трансформатора является большая масса и габариты, обусловленные наличием указанных магнитопроводов.
Наиболее близким к заявляемой полезной модели является трансформатор (см. описание к патенту SU №1387073, МПК Н 02 М 1/00, публ. 1986.03.20), состоящий из тороидальных магнитопроводов с первичной и вторичными одновитковыми обмотками. Первая и вторая вторичные одновитковые обмотки выполнены в виде стержней, на которых размещены соответственно первая и вторая группа из n магнитопроводов с первичными обмотками, разделенных изоляционными прокладками.
Основным недостатком прототипа является низкий кпд, обусловленный высокой индуктивностью рассеяния, а также отсутствие возможности изменения количества витков вторичной обмотки.
Задача полезной модели - снижение массы и габаритов за счет использования многовитковой вторичной обмотки; а также повышение кпд за счет повышения коэффициента заполнения окна магнитопровода и снижения паразитных параметров (индуктивности рассеяния) трансформатора.
Сильноточный многоячейковый высокочастотный трансформатор по данной полезной модели, также как и прототип содержит соосные трансформаторные ячейки, каждая из которых состоит, по меньшей мере, из одного тороидального магнитопровода с
намотанными на нем первичными обмотками, расположенными на общей вторичной обмотке с зазором, который фиксируется диэлектриком (изолятором). При этом вторичная обмотка выполнена в виде трубчатого стержня коаксиального указанным магнитопроводам. В отличие от прототипа, каждая первичная обмотка охватывает все магнитопроводы одной соответствующей трансформаторной ячейки, а указанная вторичная обмотка содержит, по меньшей мере, два коаксиальных и концентрично расположенных трубчатых стержня с воздушным зазором, служащим электрической изоляцией, последовательно соединенных между собой посредством токопроводящих элементов.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, на которых представлена конструкция сильноточного многоячейкового высокочастотного трансформатора, где на фиг.1 изображен общий вид (изометрия); на фиг.2 - разрез А-А.
Сильноточный многоячейковый высокочастотный трансформатор (см. фиг.1) состоит из нескольких трансформаторных ячеек 1, каждая из которых включает несколько магнитопроводов 2 тороидальной формы. Все магнитопроводы 2 одновременно охвачены витками первичной обмотки 3. Цилиндрическая вторичная обмотка 5 является общей для всех трансформаторных ячеек 1 и расположена концентрично первичным обмоткам 3 с зазором 4, который фиксируется диэлектриком (изолятором). В данном конкретном примере вторичная обмотка 5 выполнена в виде трубок 5l-5 n, расположенных концентрично друг относительно друга, одна внутри другой, с воздушным зазором 6, служащим электрической изоляцией. Конец трубки большего диаметра 51 соединяется с токопроводящей пластиной 7, с которой соединены токопроводящие трубки 8, соединенные в свою очередь с токопроводящей пластиной 9, соединяющейся с последующей трубкой меньшего диаметра 52 вторичной обмотки. Аналогичным образом, все концентричные трубки 5 вторичной обмотки последовательно соединены между собой.
Сильноточный многоячейковый высокочастотный трансформатор работает следующим образом.
К первичным обмоткам 3, расположенным на магнитопроводах 2, прикладывается напряжение повышенной частоты, сформированное инверторами. Число трансформаторных ячеек 1 равно числу инверторов в преобразователе.
Вторичная обмотка 5 магнитосвязана со всеми трансформаторными ячейками 1, создавая, тем самым, контур суммирования ЭДС, наведенной каждой трансформаторной ячейкой 1. Магнитный поток в любой трансформаторной ячейке 1 можно модулировать независимо от других, либо вообще исключить трансформаторную ячейку 1 из контура суммирования, закорачивая первичную обмотку 3. Поэтому предлагаемый трансформатор наиболее целесообразно использовать в преобразователях с многозонной импульсной модуляцией при суммировании в общем контуре по вторичной стороне.
Основным техническим преимуществом настоящей полезной модели является возможность получения требуемого выходного напряжения не только путем изменения количества витков первичных обмоток в каждой трансформаторной ячейке и количества трансформаторных ячеек, но и количества витков вторичной обмотки.
По отношению к трансформаторам, которые имеют одновитковую вторичную обмотку, в предложенном трансформаторе удается путем увеличения количества витков вторичной обмотки в n раз, то есть увеличения массы меди в n раз достичь уменьшения количества магнитопроводов в трансформаторной ячейке в то же самое число раз.
За счет такой компактности конструкции уменьшается масса и габариты трансформатора в n раз, увеличивается коэффициент заполнения окна магнитопровода, а также уменьшается общая индуктивность рассеяния трансформатора, что повышает его частотные свойства.
Сильноточный многоячейковый высокочастотный трансформатор с соосными трансформаторными ячейками, каждая из которых состоит из, по меньшей мере, одного тороидального магнитопровода с намотанными на нем первичными обмотками, расположенными на общей вторичной обмотке с зазором, который фиксируется диэлектриком (изолятором), выполненным в виде трубчатого стержня коаксиального указанным магнитопроводам, отличающийся тем, что каждая первичная обмотка охватывает все магнитопроводы одной соответствующей трансформаторной ячейки, а указанная вторичная обмотка содержит, по меньшей мере, два коаксиальных и концентрично расположенных трубчатых стержня с воздушным зазором, служащим электрической изоляцией, последовательно соединенных между собой посредством токопроводящих элементов.
