Высоковольтное трансформаторно-выпрямительное устройство

 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к трансформаторным высоковольтным источникам питания, используемым в ускорительной технике и технологии. Изобретение позволяет повысить уровень рабочего напряжения и уменьшить массогабаритные показатели за счет введения дополнительных вторичных обмоток и выпрямительных мостов в каждую ступень каскада с симметричной ориентацией, что обеспечивает увеличение коэффициента заполнения рабочего объема активными элементами. Трансформаторно-выпрямительное устройство содержит первичную плоскую рамочную обмотку 1, охватывающую колонну тороидальных магнитопроводов 2. На каждом магнитопроводе 3 расположены основная 4 и дополнительная 5 вторичные обмотки, которые занимают симметрично ориентированные секторы 6 и 7 вдоль окружности. В каждой ступени каскада 8 выпрямители соединены последовательно перемычкой 9. Выводы 12 первичной рамочной обмотки подключаются к высокочастотному преобразователю. В основных и дополнительных вторичных обмотках индуктируются высокочастотные ЭДС, которые при равном числе витков также равны и синфазны. На каждом магнитопроводе 3 формируется выпрямленное пульсирующее напряжение и фиксируется потенциал полюса 10, равный половине выпрямленного напряжения двух вторичных обмоток. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСН0МУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ П)НТ СССР (21) 4346999/24-07

1 (22) 2), 12. 87 (46) 30. 08. 89. Вюл. Р 32 (7)) Всесоюзный электротехнический институт им,В.И.Ленина (72) В,В,Яковлев (53) 62).314.21 (088 ° 8) (56) Абрамян F..À. Промьшатенные ускорители электронов. N.: Энергоатомиздат, )986, с.95, рис,6.20.

Заявка Великобритании 9 20450)2, кл. H2F, 1980. (54) ВЫСОКОВОЛВТНОЕ ТРАНСФОРИАТОРНОВЫПРЯМИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО (57) Изобретение относится к электротехнике, а именно к трансформаторным высоковольтным источникам питания, используемым в ускорительной технике и технологии. Изобретение позволяет повысить уровень рабочего .напряжения и уменьшить массогабаритные показатели за. счет введения дополнительных вторичных обмоток и выпрямительных мостов в каждую сту-. пень каскада с симметричной ориента„„SU„„) 504676 А 1 (51)4 Н 01 F 31/08 Н 02 М 7/)0

2, цией, что обеспечивает увеличение коэффициента заполнения рабочего объема активными элементами. Трансформаторно-выпрямительное устройство, содержит первичную плоскую рамочную обмотку 1, охватывающую колонну тороидальных магнитопроводов 2. На каждом магнитопроводе 3 расположены основная 4 и дополнительная 5 вторичные обмотки, которые занимают симметрично ориентированные секторы

6 и 7 вдоль окружности. В каждой ступени каскада 8 выпрямители соединены последовательно перемычкой 9 ° Выводы

12 первичной рамочной обмотки подключаются к высокочастотному преобразо а вателю. В основных и дополнительных вторичных обмотках индуктируются вы- 1 сокочастотные ЗДС, которые при равном числе витков также равны и синМ фазны. На каждом магнитопроводе 3 формируется выпрямленное пульсирующее напряжение и фиксируется потвн- р ® циал полюса 10 равный половине выпрямленного напряжения двух вторичных обмоток, 1 ил, 41â

150467

Изобретение относится к электротехнике, в частности к трансформаторным высоковольтным источникам питания, используемым в ускорительной технике и электронно-лучевых технолоt è÷åñêèõ установках, - Цель изобретения — повышение уровня рабочего напряжения и уменьшение

Массогабаритных показателей, 10

На чертеже приведена схема устрой ства.

Трансформаторно-выпрямительное

|устройство содержит первичную плоскую

1 амочную обмотку 1, охватывающую коонну тороидальных магнитопроводов

2, На каждом магнитопроводе 3 рас, оложены основная 4 и дополнительная

5 вторичные обмотки, которые занимат симметрично ориентированные секто- 20 ра 6 и 7 вдоль окружности. В каждой ,ступени каскада 8 выпрямители соеди,нены последовательно, перемычкой 9, Ф

;их общий полюс 10 подключен отводом ll к соответствующему магнитопроводу

Выводы 12 первичной обмотки подключаются к высокочастотному источнику,,полюс 13 мостового каскада заземляет, ся, а полис 14 подключается к нагруз ке, 30

Устройство работает следующим об1 ,:разом, Выводы 12 первичной рамочной обмот ки подключаются к высокочастотному .:преобразователю (f l- 1+ кГц), В ! основных и дополнительных вторичных

„ обмотках индуктируится высокочастот,.ные ЭДС, которые при равном числе

:витков также равны и синфазны. На

:каждом магнитопроводе 3 формируется 0 ,выпрямленное пульсирующее напряжение и фиксируется потенциал полиса 10, равный .половине выпрямленного напряжения двух вторичных обмоток. Поэтому максимальное напряжение между 45 обмотками 4 и 5 и магнитопроводом не будет превышать индуктированного нап-ряжения только одной обмотки, при этом изоляция трансформаторных ступеней будет подвергаться воздействию только униполярного напряжения.

Введение дополнительных вторичных обмоток и выпрямительных мостов в каждую ступень каскада с симметричной ориентацией (слева и справа по отношению к вертикальной плоскости сим-, метрии колонны магнитонроводов) обеспечивает увеличение коэффициента . заполнения рабочего объема активными элементами и улучшает массогабаритные показатели.

Последовательное включение ступеней каскада в пределах каждой ступени и подключение их общего полюса к соответствующему магнитопроводу . снижает вдвое уровень высокого напряжения, воздействующего на .изоляцию каждого трансформаторного модуля., Кроме того, высокое напряжение, sosдействующее в этом случае на слоевую изоляции, имеет пульсирующий характер, что позволяет уменьшить толщину изоляционных слоев.

Такое решение позволяет для выбранного типа и конструкции изоляции увеличить предельно допустимое рабочее напряжение каждой ступени и всего устройства в целом.

Устройство может использоваться при разработке источников питания на напряжение порядка 1-2 мВ с пленочно-элегазовой изоляцией.

Так для трансформаторно-выпрямительного устройства на уровень выпрямленного напряжения Ud l 5 МВ каскад собирается из 12 ступеней, каждая вторичная обмотка рассчитывается и изолируется на напряжение

70 кВ, Этот уровень напряжения обеспечивается на тороидальных магнитопроводах с пленочно-элегаэовой изоляцией при рабочих напряженностях электрического поля до 50 кВ/мм, Реализация главной изоляции между первичной рамочной обмоткой 1 и выходной ступенью каскада требует использования кольцевых сердечников со средним диаметром 900 мм, На таких сердечниках секторы 6.и 7 могут быть достаточно разнесены по азимуту, чтобы обеспечить прочность по поверхности магнитопровода в пределах ступени (порядка 70 кВ), Каждая вторичная обмотка 4 и 5 может выполняться многослойной с градированной пленочной изоляцией, т,е. изменяющейся по величине по азимуту магнитопровода. При использовании вентильных секций типа CjgI (на 0,4 А и

130- кВ), скомпонованных в виде двух секториальных колонн, расположенных симметрично по отношению к вторичным обмоткам, полная высота устройства, не превышает 2000 мм (в котле).

Технико-экономическая эффективность устройства определяется снижением расхода активных материалов, 76

Формула и э о б р е т е н и я

20.

Высоковольтное трансформаторновыпрямительное устройство, содержащее.первичную плоскую рамочную обг

Корректор С.Черни

Заказ 5257/50 Тираж 696 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãîðîä, ул. Гагарина, 101

5 15046

Почти вдвое снижается вес магнитопроводов за счет сокращения их числа и существенно снижается расход твердой изоляции, Снижение массагабаритньж показателей при заданном уровне выходного напряжения приводит ..также к уменьшению суммарных потерь в магнитопро- 10 воде и изоляции, что позволяет разрабатывать компактные высоковольтные

I источники питания, необходимые в технологических электронно-лучевых и лазерных установках и для радиацион- 15 но-химической обработки материалов и изделий.

Составитель В,Лисин

Редактор И.Сегляник Техред М.Дидык мотку, охватывающую колонну тороидальных магнитопроводов и ступени каскада, образованные магнитопроводами, несущими вторичные высоковольтные обмотки, подключенные к выпрямительным мостам, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения уровня рабочего напряжения н уменьшения массогабаритных показателей, каждая ступень каскада снабжена дополнительной вторичной обмоткой и выпрямительным мостом, дополнительная и основ". ная обмотки занимают симметрично ориентированные секторы вдоль окружности каждого магнитопровода, а основные и дополнительные выпрямительные мосты образуют две . колонны, расположенные симметрично, при этом в пределах ступеней каскада мостовые выпрямители включены последовательно, а их общий полюс подключен к со ответствующему магнитопроводу.