Импульсный трансформатор

Союз Советских

Социалистических

Республик

О П И С А Н И Е „„547849

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено04.11.75 (21) 2186699/07 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (43) Опубликовано 25.02.77.Бюллетень ¹ 7 (45) Дата опубликования описания 80.05.77 (51) М. Кл.о

Н 01 Г 19/08

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР ао делан изобретений и открытий (53) УДК 621.314.232.6 (088.8) (72) Автор изобретения

Е, А. Абрамян (71) Заявитель

Инстигут высоких температур АН СССР (54) ИМПУЛЬСНЫЙ ТРАНСФОРМАТОР

Изобретение относится к высоковольтным импульсным трансформаторам, работающим по принципу трансформатора Тесла, имеющим высокую связь между обмотками

0,4-0,6 и рассчитанным на генерирование напряжения 100 кв и более при длитель- 7 =5 ностях импупьсов 10 — 10 сек.

Известны импульсные трансформаторы

Тесла, работающие в названчом диапазоне напряжений и длительностей импульсов. ið

Здесь первичная и вторичная обмотки трансформатора расположены коаксиально, имеют примерно одинаковую высоту и помещены в герме,ичный объем, заполненный качественным диэлектриком, например, под давлением. 1б

Вторичная обмотка намотана на цилиндре из оргстекла, внутри вторичной обмотки расположена нагрузка, в данном случае ускорительная трубка. В качестве емкости вторичного контура используется собственная (pe - 20 пределенная) емкость — емкость между вторичной обмоткой и высоковольтным электродом и деталями, находящимися под потенциалом., бпизким к потенциалу земли, — котлом первичной обмотки и др. 25

Недостатком известной конструкции является относительно малая емкость вторичной обмотки и, как следствие этого, — малая энергия, запасаемая в этой емкости, и малый ток в нагрузке. Дпя увеличения вторичной емкости и тока нагрузки необходимо удлинять высоковольтный эпектрод и увеличивать габариты трансформатора.

Подключение к высоковольтному электроду многих последовательно соединенных кочденсаторов -.àêæå увеличивает размеры и усложняет конструкции.

Известен также трансформатор Тесла, в котором в качестве емкости вторичной обмотки использовазы подключенные параллельно вторичной обмотке последовательно соединенные и жестко скрепленные между собой конденсаторы, размещенные вдоль оси трансформатора.

Недостатками такой конструкции являются напичие большого количества последовательно соединенных конденсаторов и сложность обеспечения жесткости соединения этих конденсаторов между собой. Это затруднительно при использовании трансфор547849

Использование простой и дешевой емкости вторичной обмотки позволяет заменить

40 большое количество керамических или других конденсаторов. В результате возможно использование предлагаемого трансформатора в установках, испытываюших большие динамические нагрузки.

Импульсный трансфор.иатор, содержаший

50 конденсатор, первичную и вторичную, подключенную параллельно конденсатору, обмотки, с т л и ч а ю ш ч и с я тем, что, с целью повышения надежности, конденсатор выполнен в виде герметичной цилиндрической колбы, выполненной чз диэлектрического материала, заполненной жидкостью с высокой диэлектрической постоянной, и электродов, расположенных у торцов внутри колбы. а вторичная обмотка размешена поверх кол60 бы. матора в установках чспытываюших большие ускорения.

?1ель изобретения — повышение надежности драно форм атора.

Это достигается тем, что в импульсном трансформаторе конденсатор выполнен в виде герметичной цилиндрической колбы, выполненной чз диэлектрического материала, заполненной жидкостью с высокой диэлектрической постоянной, ч электродов, расположенных 10 у торцев внутри колбы, а вторичная обмотка размешена поверх колбы.

На чертеже изображено предлагаемое устройство.

Оно содержит первичную обмотку 1 и 15 вторичную обмотку 2, намотанную на герметичную цилиндрическую стеклянную колбу 3 с впаянными у ее торцов электродами ч 5. Колба 3 и первичная обмотка 1 укреплены «а плато 6. Электрически элек- 20 трод 5 соединен с нижним витком 7 вторичной об,юткч, находяшимся под потенциалом земли. Электрод 4 соединен с верхлчм выс оков ольтны м вчтко м 8. Плотно около витка

8 размещен обруч 9, который выполнен чз 25 изоляционного материала и затем обмотан проводом. Высоковольтный электрод 10 также имеет высокий потенциал ч предназначен для подсоединения к нему нагрузки.

Колба 3 заполнена жидкостью с высокой 30 диэлектрической постоянной, например дистиллированной водой 11. Экран 12 изготовлен из проводящего материала, из металла со многими разрезами чли эпоксидной смолы с добавленчем графита. Электрически Ç5 экран 12 подсоедчнен к средней части обмотки 2. На верхней кромке выполнено закругление 13, обеслеччваюшее минимальную напряженность электрического поля.

Работает предлагаемое устройство следуюшчм образом.

На первичную обмотку 1 подается напряжен;е. Собственные частоты контуров первичной ч вторичной обмоток 1 и 2 подбчршотся одинаковыми. Предпочтительная связь между обмотками 1 и 2 — 0,6 члч

0,4. Вода 11, заполняющая колбу 3, является емкостью, подсоединенной к вторичной обмотке 2. Для заполнения колбы

3 может применяться также глицерин или другие жидкости., имеющие высокую дчэлектр1 ческую проницаемость. Такая конструкция, с одной стороны, позволяет резко увели-п.ть емкость вторичного контура, а следовательно, поднять запасаемую энергию ч ток в нагрузке. С другой стороны, через колбу 3 беспрепятственно проходит переменный магнитный поток трансформатора, Электрическая прочность воды или коротких импульсах напряжения достаточно велика так, при длительностях 10 сек, она составляет 300-500 кв/см. Для подачи бо-5 лее длительных импульсов (до 10 сек) внутри колбы необходимо создать давление г до 50 кг/см и более. Степень очистки воды диктуется только соображениями малых омических потерь. По-видимому, в большинст ве случаев (особенно при работе с корот-7 кими импульсами - около 10 сек) может быть использована обычная дистиллированная вода. Величина емкости может регулироваться изменением расстояния между электродамч 4 и 5. При длительной работе трансформатора для изготовления колбы 3 должны применяться кварцевое или другие виды стекла, не образуюшие в воде какихлибо примесей.

Величина высокого напряжения генерируемого трансформатором, определяется числом витков вторичной обмотки 2 и может достигать сотен киловольт. Весь трансформатор может размещаться в обычной воздушной среде или помешаться в котел, заполненный маслом или сжатым газом. В ряде случаев, особенно при использовании воздушной среды, целесообразно установить экран 12, который улучшает электрическую прочность зазора между первичной и вторичной обмотками. Экран изготавливается из материала, обеспечивающего беспрепятственное прохождение переменному магнитному потоку трансформатора, Аналогичные требования предъявляются к обручу 9 — с одной стороны он должен пропускать переменный магнитный поток, с другой — иметь электрически чроводяшую поверхность.

Формула изобретения

547849

Составитель Б. Никоноров

Редактор Я. Гребенникова Техред М. Ликови Корректор Н. Ковалева

Заказ 649/104 Тираж 1 002 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета Совета Министрво СССР по дедам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 3/5

Филиал ППП "Патент», r. Ужгооод, ул. Проектная, 4