Силовой высоковольтный трансформатор
О П И С А Н И Е 368656
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Соеетскиз
Сациалистическиз
Республик
Зависимое от авт. свидетельства №
Заявлено 12. Ill.1971 (№ 1634709!25-27) с присоединением заявки №
Приоритет
Опубликовано 26.1.1973. Бюллетень № 9
Дата опубликования описания 09.IV.1973
М. Кл. Н 01f 27 36
В 23k 15/00
Комитет по делам изобретений к открытий при Совете Министров
ССГО
УДК 621.791.72.03 (088.8) Авторы изобретения
В. К. Лебедев,:В.,Д. Шелягип, В. К. Мохнач и А. А. Мельничук
Институт электросварки им. E. О. Патонф т
Заявитель
t,, т
СИЛОВОЙ ВЪ|СОКОВОЛbTHbIЙ ТРАНСФОРМАТОР
Известен силовой высоковольтный тр аесформатор, содержащий первичную и вторичную обмотки с размещенным между ними заземленным электростатически м экраном с низким омическим сопротивлением.
При,подключении высоковольтного выпрямителя источника питания — электроннолучевой сварочной уста новки к известному удается известными средствами обеспечить быстродействующую защиту высоковольтного выпрямителя при кратковременном разряде распределенной емкости силового высоковольтного трансформатора во время кратковременного пробоя в электронном излучателе без уменьшения коэффициента полезного действия источника питания.
Этот недостаток устраняется .в предлагаемом трансформаторе за счет того, что между вторичной оомоткой силового высоковольтного трансформатора и заземленным электростатическим экранном с низким омическим сопротивлением размещен электроизолировапный от них и заземленный дополнительный электростатический экран с высоким омическим сопротивлением.
На фиг. 1 показана электуосхема высоковольтного источника питания с двумя эле ктростатическими экранами; на фиг. 2 — эквивалентная схема замещения при включении только одного электростатического экрана; на фиг. 3 — эквивалентная схема замещения при дополнительном включении электростатического экрана с высоким объемным омическим сопр оти вл ен нем.
Электростатический экран 1 с низким омическим сопротивлением выполнен, например, в виде незамкнутого витка из медной фольги (экран может быть изготовлен путем на пыления,меди или цинка на соответствующую
10 подложку), размещен между первичной (низковольтной) обмоткой Жт и высоковольтной обмоткой (секции Жгт) Югг ", Кг, Жгп+ по всей ее длине и заземлен (подключен,к нулевому потенциалу выпрямителя В1). Этот
15 экран защищает низковольтную обмотку W> от попадания на нее высокото напряжения при пробое корпусной изоляции. По нему же стекает на землю заряд, накопленный в распределительной емкости гла вной изоляции
20 при пробое в электронном сварочном излучателе.
Дополнительный электростатический экран
2 с высоким омическим сопротивлением выполнен, например, в виде .незамкнутого витка
25 (подобно сопротивлению МЛТ, или навивкой тонкопроволочного нихрома, или нанесением на соответствующую подложку раствора карбонил ьного желез а) . Этот экр ан электрически изолирован от экрана 1 на величину полного
30 потенциала выпрямителя В и заземлен (под368656 ключен к нулевому потенциалу. выпрямителя Br).
Нагрузкой .источника питания является электронный сварочный, излучатель д.
Емкостная схема замещения высоковольтного трансформатора 1 р является достаточно сложенной электрической цепью. 1ри анализе влияния емкостных элементов на переходные процессы, возникающие в этом силовом высоко вольтном трансформаторе в момент коммутации со стороны высоковольтной нагрузки, необходимо учитывать собственную распределенную емкость,высоиовольтного источника питания (показанную .пунктиром на фиг. 1), включающую емкость С„между вторичными (высоковольтными) обмотками .и экраном 2 и емкость С,э между экранами 1 и 2. В эквивалентной схеме замещения, представленной на фиг, 3, учтены также: составляющая R, объемного сопротивления экрана 2, .включенная аоследовательно с С„, и составляющая
Ra экрана 2, включенная параллельно С„.
Схема, показанная на фиг. 2, соответствует включению в цепь только одного экрана
Ы этом случае разряд емкости С„осуществляется через последовательно включенный выпрямительный мост В. В данной цепи нет токоогранич ивающих элементов, и поэтому величина разрядного тока о пределяется,величи ной энергии, запасенной в емкости С„и в сопротивленин выпрямителя В.
Если схема замещения составлена с учетом экрана 2 с большим объемным сопроти влением К, н R4 (см. фиг. 3), то при последовательном включении емкостей С„и С суммарная емкость на землю уменьшается, а разрядный ток емкости ограничивается последовательно включенной цепочкой Сээ — К аКа, и его величина при этом уменьшается (по сравнению с предыдущим случаем). Это значит, что экран 2 включается в цепь разряда распределенной емкости высоковольтного трансформатора Тр только на время переходного процесса. За счет подбора величины сопротивления К,Кэ при конкретных .величинах Сэ н Сэ, мажино обеспечить такой разрядный ток собственной емкости высоковольтного трансформатора, величина кото рого не превышает допустимую для выбранного выпрямительного моста В. Следует ииеть:в виду, что выполнение экрана 2 подобно известному сопротивлению МЛТ или с помощью железокарбонильных .покрытий обеспечивает получение объемного активного сопротивления R з 1 а.
5 Эти особенности со здают эффективную защиту выпрямителеи (например, кремниевых диодов) во время переходных процессов, обусловленных коммутацией в электронном излучателе. Однако защиту всего источника
10 питания от установившегося тока короткого замыкания необходимо обеспечивать за счет дополнительных мер, например, с помощью известной максимальной токовой защиты или известного стабилизатора тока.
15 11рименение описываемого трансформатора особенно эффективно при использовании кремниевых диодов, чувствительных к:рез кому нарастанию тока при пробое в электронном излучателе. Это резкое нарастание тока
20 определяется, в основном;,разрядом р аспределенной емкости силового высоковольтного трансформатора, а амплитуда этой составляющей разрезного тока orðàíè÷è âàåòñÿ только прямым сопротивлением высоковольт25 ных диодов (другая составляющая тока пробоя нарастает до установившегося значения в зависимости от активно-индуктивных параметров источника питания и,питающей сети).
Предмет изобретения
Силовой высоковольтный трансформатор, содержащий первичную и вторичную обмотки с размещенным между ними заземленным электростатическим экраном с низким омиче35 ским сопротивлением, отлича(ощийся тем, что, с целью подключения высоковольтного выпрямителя источника питания электронно-лучевой сварочной установки к силовому высоковольтному трансформатору с обеспечением
40 быстродействующей защиты высоковольтного выпрямителя:при кратковременном разряде распределенной емкости силового высоковольтного трансформатора без уменьшения коэффициента .полезного действия источника
45 питания, между вторичной обмоткой силового высоковольтного трансформатора и заземлен ным электростатическим экраном с низким омическим сопротивлением размещен электро изолированный от них,и заземленный
50 дополнительный электростатический экран с высоким омическим сопротивленпем.
368656
1 37
С I (1
I
sI
J !
1
Р
qC
11
I (Фиг t (Kj. a
Фиг 2
Фиг 5
Составитель 1:-. Мамутов
Текред Т. Ускова
Редактор Г. Кузьмина
Корректоры: Л. Корогод и М. Коробова
Заказ 730/11 Изд. № 191 Тираж 780 Подписное
ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий прп Совете Министров СССР
Москва, 7К-35, Рву искал наб., д. 4/5
Типографии, пр. Сапунова, 2
