Высоковольтный каскадный тороидальный трансформатор

 

Изобретение относится к электротехнике и может использоваться в питании высокого и сверхвысокого напряжения. Цель изобретения - улучшение массогабаритных показателей и технологичности. Устройство содержит первичную тороидальную обмотку, образованную соединением ряда Г-образных полувитков 1 и 2. Для подключения к источнику питания переменного тока обмотка возбуждения имеет выводы 3 и 4. Обмотка возбуждения охватывает колонну из нескольких концентрических тороидальных магнитопроводов 5 с уложенными на них вторичными обмотками. Тороидальная обмотка возбуждения выполнена таким образом, что оставляет свободным сектор тора, необходимый для выводов 9 и 10 высокого напряжения от внутренней высоковольтной системы. Эти выводы могут быть ориентированы в любом направлении в плоскости, проходящей через середину свободного от первичной обмотки сектора. В каждой вторичной обмотке индуктируются синфазные ЭДС. При последовательном соединении согласно включенных вторичных обмоток на высоковольтных выводах 9 и 10 будет действовать напряжение, равное произведению напряжения, индуктированного в одной обмотке, на количество последовательно и согласно соединенных обмоток. При любых схемах соединения обмоток мощность каскада равна сумме мощностей всех обмоток. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (gg)g Н 02 И 7/19, Н О1 Г 31/08

OllH0AHHE ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

flO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPbfTHRM

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4425224/24-07 (22) 16, 05. 88

{46) 23. 06. 90. Бюл. 9 23 (71) Всесоюзный электротехнический институт им. В.h,Ëåíèíà (72) В.В.Яковлев (53) 621.314.225(088,8) (5e) Авруцкий В.А,, Кутерин И.П,, Чернов Е,Н. Испытательные и электрофизические установки.- M,: Техника эксперимента, 1983, с.16-22, рис.15.

Авторское свидетельство СССР

N- 766572, .кл. Н 02 M 7/19, 1980. (54) ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ КАСКАДНЫЙ ТЯРОИДАЛЬНЫЙ ТРАНСФОРМАТОР (57) Изобретение относится к электротехнике и может использоваться в питании высокого и сверхвысокого напряжения, Цель изобретения — улучшение массогабаритных показателей и технологичности. Устройство содержит первичную тороидальную обмотку, образованную соединением ряда Г-образных полувитков 1 и 2, Для подключения к источнику питания переменного тока обмотка возбуждения имеет выво2 ды 3 и 4. Обмотка возбуждения охватывает колонну иэ нескольких концентрических. тороидальных магнитопроводов 5 с уложенными на них вторичными обмотками. Тороидальная обмотка возбуждения выполнена таким образом, что оставляет свободным сектор тора„ необходимый для выводов 9 и 10 высокого напряжения от внутренней высоковольтной системы. Эти выводы могут быть ориентированы в любом направлении в плоскости, проходящей через середину свободного от первичной обмотки сектора. В каждой вторичной обмотке индуктируются синфазные

ЭДС. При последовательном соединении согласно включенных вторичных обмоCl ток на высоковольтных выводах 9 и 10 будет действовать напряжение,. равное произведению напряжения, индук- С тированного в одной обмотке, .на количество последовательно и согласно 2 соединенных обмоток. При любых схемах соединения обмоток мощность каскада равна сумме мощностей всех обмоток.

1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1573515

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в конструкции каскадных трансформаторов и трансформаторно — выпрямительных э (инверторных) устройств высокого и свЕрхвысокого напряжения различного применения.

Целью изобретения является улучшение массогабаритных показателей и. технологичности высоковольтного . каскадного трансформатора.

На фиг.1 приведена схема транс— форматора; на фиг,2 — то же, вид сверху. Ф5

Устройство содержит первичную тороидальную обмотку, образованную соединением ряда Г-образных полувитков 1 и 2. Для подключения к источнику питания переменного тока первич- 20 ная обмотка возбуждения имеет выводы

3.и 4. Обмотка возбуждения охватывает колонну из нескольких концентрических тороидальных магнитопроводов

5 с уложенными на них вторичными 25 обмотками 6. На каждом магнитопроводе 5 может быть расположено несколько вторичных обмоток 6, соединенных перемычками 7 последовательно, па-. раллельно или смешанно в зависимости 30 от напряжения и мощности каскада.

Тороидальная обмотка возбуждения выполнена так, что оставляет свободным сектор тора 8, необходимый для выводов 9 и 10 высокого напряжения от внутренней высоковольтной системы.

Высоковольтные выводы 9 и 10

Могут быть ориентированы в любом направлении в плоскости, проходящей через середину свободного от первич- 4р ной обмотки сектора 8.

В случае использования такого каскадного трансформатора в схеме инверторно-выпрямительного устройства в указанном секторе может быть распо- 45 ложен высоковольтный выпрямительноинверторный мост.

Поскольку первичная обмотка возбуждения каскада имеет, как правило, небольшое количество витков в преде; лах единиц.,или десятков, то относительно просто может быть выполнена полой, например, из трубы, в которой может циркулировать какой-либо теплоноситель, например вода. В этом случае эта обмотка может выполнять функции радиатора для отвода, тепловых потерь всей системы каскадного трансформатора, Вся активная часть каскадного трансформатора помещается в корпус

11 с фланцами 2 для выводов обмоток, заполняемый какой-либо изоляционной средой, например шестифтористой се- рой (SF ).

Трансформатор работает следующим образом.

Выводы 3 и 4 первичной обмотки возбуждения подключаются к источнику переменного тока необходимой мощности, напряжения и частоты. В каждой вторичной обмотке 6 индуктируются синфазные ЭДС. При последовательном соединении согласно включенных вторичных обмоток на высоковольтных выводах 9 и 10 действует напряжение, равное произведению напряжения, индуктированного в одной обмотке, на количество последовательно и согласно соединен/ ных обмоток. Параллельное соединение ряда обмоток позволяет увеличить принимаемую каскадом токовую.нагрузку, При этом необходимо, чтобы внутренние импедансы и ЭДС. обмоток, соединяемых параллельно, мало отличались одна от другой. При любых схемах соединения обмоток мощность каскада равна сумме мощностей всех вторичных обмоток, поэтому аксиально-концентри-. ческое секционирование вторичной системы каскадного тороидального трансформатора с общей обмоткой возбуждения позволяет построить тороидальную систему любой требуемой мощности.

Предлагаемое изобретение наиболее эффективно может быть использовано при разработке высоковольтных каскадных трансформаторов с пленочногазовой изоляцией на напряжение от сотен киловатт до единиц мегаватт при питающем напряжении повышенной частоты (1000 Гц и более), Преимущества особо ощутимы для аморфной стали с малыми потерями,. При использовании аморфных сплавов, например, марки 9КСР напряжение единичного элемента каскадного трансформатора может быть 100 кВ и выше беэ применения специального, например принудительного, жидкостного охлаждения магнитопровода, что весьма проблематично для магнитопроводов, находящихся под высоким электрическим потенциалом, В этом случае каскадныи трансформатор напряжением 1,5 МВ может иметь

15735 скольких концентрических колонн

Формула изобретения ториального слоя.

2,Трансформатор по п,1 о т л и— ч а ю шийся тем, что первичная обмотка возбуждения собрана из Г-образных трубчатых полувитков.

Сос тавитель В,Мясников а

Техред Л. Сердюкова Корректор Л, Бескид

Редактор Н. Рогулич

Заказ 1646 Тираж 502 Подпис но е

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 высоту не более l,5 м при диаметре котла около 2 м, Снижение габаритов трансформатора приводит к уменьшению габаритов и ве5 са котла (корпуса), что позволяет разрабатывать компактные высоковольт— ные серии источников питания и преоб— разовательных устройств, необходимых в. различных новых технологических 10 установках.

1, Высоков оль тный каскадный торо и†дальный трансформатор, содержащий общую для всех элементов каскада первичную обмотку возбуждения, охва— тывающую магнитную систему, собранную из тороидальных сердечников, несу- 20 щих секционированные вторичные высо— ковольтные обмотки и высоковольтные

15 6 выводы, отличающийся тем, что, с целью улучшения массогабаритных показателей и технологичности, магнитная система состоит из нетороидальных сердечников, вторичные обмотки, расположенные на всех сердечниках, состоят из двух симметричных ветвей и образуют по высоте колонны цилиндрический изолированный секториальный слой, в котором уложены перемычки, соединяющие концы ветвей и отдельных секций, а высоковольтные выводы установлены в плоскости симметрии изолированного сек