Высоковольтный трансформатор
Полезная модель относится к области конструирования малогабаритных трансформаторов, предназначенных для использования в высоковольтной аппаратуре. Технический результат предлагаемого технического решения заключается в уменьшении габаритов высоковольтного трансформатора с обеспечением его надежной работы при значительных уровнях высоких напряжений. Технический результат достигается тем, что в высоковольтный трансформатор, содержащий литой из электроизоляционного материала корпус с высоковольтными вводами, и по меньшей мере, две катушки, введены обойма из электроизоляционного материала в виде стакана с кольцевой проточкой, выполненной внутри его боковой стенки со стороны основания, и втулка с ферритовым подстроечным сердечником. Одна из катушек размещена в кольцевой проточке обоймы, а другая катушка и втулка с ферритовым подстроечным сердечником размещены в цилиндрической полости обоймы. Внутренний объем корпуса с установленной в нем обоймой заполнен электроизоляционным компаундом.
Полезная модель относится к области конструирования малогабаритных трансформаторов, предназначенных для использования в высоковольтной аппаратуре.
Известен литой трансформатор тока (Заявка на изобретение RU 
2001130326, опубликовано 2003.07.20, МПК: Н01F 38/30, H01F 27/36), содержащий литую эпоксидную изоляцию, первичную обмотку и вторичную обмотку с магнитопроводом, при этом вторичная обмотка расположена концентрически по отношению к первичной, охватывая ее снаружи и образуя межэлектродный промежуток толщиной h, в котором размещен экран, отделенный от первичной и вторичной обмоток посредством изоляции, причем расстояние от вторичной обмотки до экрана равно расстоянию от экрана до первичной обмотки и составляет h/2, а осевой размер экрана равен 1,3-1,8 осевого размера 1 вторичной обмотки.
Недостатком данного трансформатора являются его значительные габариты.
Известен трансформатор (Заявка на изобретение RU 95105959, опубликовано 1996.12.10, МПК: H01F 30/10, H01F 27/36), содержащий концентрически размещенные на магнитопроводе обмотки, низковольтную и высоковольтную, имеющую больший диаметр, и два экрана, причем один экран установлен между обмотками и изолирован от них, а второй экран размещен снаружи высоковольтной обмотки и электрически с ней соединен, при этом экран, расположенный между обмотками, соединен с магнитопроводом и заземлен.
Недостатком данного трансформатора являются его значительные габариты.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемым результатам к предлагаемому техническому решению является трансформатор (Патент на изобретение RU 2198444, 1996 г., МПК: Н01F 27/30, Н01F 27/04), содержащий литой из электроизоляционного материала корпус, на котором установлены высоковольтные вводы, выполненные из того же материала, что и литой корпус, и жестко закрепленные на его поверхности, обмотку, размещенную в литом корпусе и выполненную, по меньшей мере, из двух катушек, по меньшей мере, одна из которых закреплена в литом корпусе при помощи двух жестких пластин, размещенных под углом друг к другу и жестко соединенных между собой. Пластины выполнены из электроизоляционного материала, имеющего одинаковый с электроизоляционным материалом литого корпуса коэффициент линейного расширения. Высоковольтные вводы расположены под углом друг к другу асимметрично относительно осей симметрии трансформатора и закреплены на поверхности литого корпуса при помощи резьбового соединения и клеящего вещества.
Недостатком данного трансформатора являются его значительные габариты.
Технический результат предлагаемого технического решения заключается в уменьшении габаритов высоковольтного трансформатора с обеспечением его надежной работы при значительных уровнях высоких напряжений.
Технический результат достигается тем, что в высоковольтный трансформатор, содержащий литой из электроизоляционного материала корпус с высоковольтными вводами и, по меньшей мере, две катушки, введены обойма из электроизоляционного материала в виде стакана с кольцевой проточкой, выполненной внутри его боковой стенки со стороны основания, и втулка с ферритовым подстроечным сердечником.
При этом одна из катушек размещена в кольцевой проточке обоймы, другая катушка и втулка с ферритовым подстроечным сердечником размещены в цилиндрической полости обоймы, а внутренний объем корпуса с установленной в нем обоймой заполнен электроизоляционным компаундом.
Сущность полезной модели поясняется чертежами (Фиг.1 - Фиг.5), где:
Фиг.1 - высоковольтный трансформатор;
Фиг.2 - корпус;
Фиг.3 - обойма;
Фиг.4 - катушка;
Фиг.5 - втулка.
Высоковольтный трансформатор (Фиг.1) содержит корпус 1 с установленной внутри него обоймой 2, в которой размещены катушки 3 и 4, являющиеся обмотками трансформатора, и втулка 5 с ферритовым подстроечным сердечником 6.
Корпус 1 (Фиг.2) выполнен монолитным из электроизоляционного материала в виде цилиндрического кожуха с высоковольтными вводами 8 на его внешней торцевой поверхности и имеет внутренний выступ 9 в форме диска, предназначенный для установки обоймы 2.
Корпус 1 (Фиг.2) имеет опорный фланец 10, обеспечивающий возможность установки заявляемого устройства в изделии.
Обойма 2 (Фиг.3) выполнена из электроизоляционного материала в виде стакана, внутри боковой стенки которого со стороны основания 13 выполнена кольцевая проточка 11.
Обойма 2 своим основанием 13 установлена на внутренний выступ 9 корпуса 1, имеющий форму диска (Фиг.1).
Катушка 3, являющаяся высоковольтной обмоткой трансформатора, размещена в кольцевой проточке 11 обоймы 2, а ее
выводы 17 с размещенными на них электроизоляционными трубками 18 через отверстия 16 высоковольтных вводов 8 корпуса 1 выходят наружу. Внутренний объем кольцевой проточки 11 с размещенной в ней катушкой 3 заполнен электроизоляционным компаундом 7(Фиг.1).
Катушка 4 (Фиг.4) с выводами 19 и 20, являющаяся низковольтной обмоткой трансформатора, размещена в цилиндрической полости 12 обоймы 2 (Фиг.1), причем вывод 19 катушки 4 прилегает к ее внутренней поверхности, а вывод 20 размещен вдоль боковой поверхности цилиндрической полости 12 обоймы 2.
Выводы катушки 3 и катушки 4 направлены в противоположные стороны (Фиг.1).
Втулка 5 (Фиг.5) выполнена с внутренним резьбовым отверстием 15, предназначенным для установки ферритового подстроечного сердечника 6, и имеет продольные пазы 14 на внешней цилиндрической поверхности, обеспечивающие ее фиксирование в электроизоляционном компаунде 7.
Ферритовый подстроечный сердечник 6 выполнен в виде цилиндрического стержня с внешней резьбовой поверхностью.
Втулка 5 с ферритовым подстроечным сердечником 6 размещена внутри катушки 4 (Фиг.1), причем вывод 19 катушки 4 размещен в одном из продольных пазов втулки 5.
Внутренний объем корпуса 1 с установленной в нем обоймой 2 заполнен электроизоляционным компаундом 7, что позволяет зафиксировать обойму 2, катушки 3 и 4, втулку 5 с ферритовым подстроечным сердечником 6 внутри корпуса 1 и обеспечить дополнительную электроизоляцию.
Сборка высоковольтного трансформатора осуществляется следующим образом.
Устанавливают катушку 3 с размещенными на ее выводах 17 электроизоляционными трубками 18 в кольцевую проточку 11 обоймы 2, после чего заполняют внутренний объем кольцевой проточки 11 электроизоляционным компаундом 7.
Устанавливают обойму 2 с зафиксированной в ней катушкой 3 основанием 13 на внутренний выступ 9 корпуса 1, а выводы катушки 3 с размещенными на них электроизоляционными трубками 18 через отверстия 16 высоковольтных вводов 8 корпуса 1 выводят наружу.
Устанавливают катушку 4 в цилиндрическую полость 12 обоймы 2.
Ввинчивают ферритовый подстроечный сердечник 6 в резьбовое отверстие 15 втулки 5.
Устанавливают втулку 5 с ферритовым подстроечным сердечником 6 внутри катушки 4 и производят подстройку величины индуктивности.
После чего заполняют внутренний объем корпуса 1 электроизоляционным компаундом 7.
Примером использования заявляемого устройства может служить высокочастотный высоковольтный трансформатор, применяемый для связи низковольтного устройства запуска модулятора с собственно модулятором, находящимся под высоким напряжением.
Корпус 1 высокочастотного высоковольтного трансформатора выполнен монолитным из электроизоляционного материала АГ-4 ГОСТ 20437 в виде цилиндрического кожуха с высоковольтными вводами 8 в виде конусных патрубков на его внешней торцевой поверхности.
Обойма 2 изготовлена из материала фторопласт Ф-4, а ее внутренняя стенка, разделяющая катушки 3 и 4, испытана на электропрочность напряжением 30 кВ постоянного тока.
Втулка 5 выполнена с внутренним резьбовым отверстием 15 диаметром М4, предназначенным для установки подстроечного сердечника 6, и имеет продольные пазы 14 прямоугольной формы шириной 2 мм на внешней цилиндрической поверхности, которые служат для фиксирования втулки 5 в электроизоляционном компаунде 7.
Ферритовый подстроечный сердечник 6 выполнен в виде цилиндрического стержня диаметром М4 с внешней резьбовой поверхностью и предназначен для подстройки величины индуктивности с целью обеспечения оптимального коэффициента передачи.
Уменьшение габаритов высоковольтного трансформатора достигается за счет установки катушек 3 и 4, являющихся его обмотками, в электроизоляционную обойму 2, что позволяет обеспечить их компактное размещение внутри корпуса 1 с обеспечением надежной электроизоляции.
Использование подстроечного сердечника 6 из феррита (магнитного материала, имеющего повышенную индукцию насыщения) обеспечивает прохождение наибольшего магнитного потока через заданную площадь поперечного сечения, что также позволяет уменьшить габариты трансформатора.
1. Высоковольтный трансформатор, содержащий литой из электроизоляционного материала корпус с высоковольтными вводами и, по меньшей мере, две катушки, отличающийся тем, что в него введены обойма из электроизоляционного материала в виде стакана с кольцевой проточкой, выполненной внутри его боковой стенки со стороны основания, и втулка с ферритовым подстроечным сердечником, при этом одна из катушек размещена в кольцевой проточке обоймы, другая катушка и втулка с ферритовым подстроечным сердечником размещены в цилиндрической полости обоймы, а внутренний объем корпуса с установленной в нем обоймой заполнен электроизоляционным компаундом.
2. Трансформатор по п.1, отличающийся тем, что корпус выполнен в виде цилиндрического кожуха.
3. Трансформатор по п.1 или 2, отличающийся тем, что высоковольтные вводы выполнены за одно целое с корпусом.
4. Трансформатор по п.1, отличающийся тем, что обойма установлена основанием на внутренний выступ корпуса, выполненный в форме диска.
5. Трансформатор по п.1, отличающийся тем, что выводы катушек направлены в противоположные стороны.
6. Трансформатор по п.1, отличающийся тем, что втулка выполнена с продольными пазами прямоугольной формы на ее внешней цилиндрической поверхности.
