SU1198581A1

SU1198581A1 - Каскадный умножитель напряжения

Info

Publication number: SU1198581A1
Application number: SU843727167A
Authority: SU
Inventors: Viktor L Okun; Aleksandr D Pokryvajlo; Vladimir D Reznik
Original assignee: Le N Proizv Ob Burevestnik
Priority date: 1984-04-18
Filing date: 1984-04-18
Publication date: 1985-12-15

Description

Изобретение относится к высоковольтной технике, в частности к высоковольтным источникам питания электрофизической и рентгеновской аппаратуры. Цель изобретения состоит в унификации элементов конструкции умножителей разной мощности. Устройство содержит твердую главную электрическую изоляцию 1, выполненную со сквозными отверстиями 2, соосно с которыми внутри наружных выступов 3 главной изоляции размещены высоковольтные обмотки 4, магнитопровод 5, проходящий через отверстие 2 главной изоляции 1 и низковольтную обмотку 6, расположенную на магнитопроводе. Высоковольтные обмотки соединены через выпрямительные элементы. Одним из вариантов выполнения каскадного умножителя напряжения является выполнение замкнутого магнитопровода 5, керны которого проходят через соседние отверстия 2 главной изоляции 1, расстояние между осями которых равно расстоянию между осями кернов.

В другом варианте выполнения каскад содержит разомкнутый магнитопровод, проходящий через отверстие 2 главной изоляции 1.

В третьем варианте каскад выполнен § с замкнутым магнитопроводом, один керн которого размещен в отверстии 2 главной изоляции 1, а другой — вне главной изоляции. 1 з. п. ф-лы, 5 ил.

Фиг.1

511 ,.„1198581

>

2

I19858Ι

Изобретение относится к высоковольтной технике, в частности к высоковольтным источникам питания электрофизической и рентгеновской аппаратуры.

Цель изобретения — унификация элементов конструкции умножителей разной мощности. ...

На фиг.· Г— 5 представлен каскадный умножитель напряжения; на фиг. 6 — распределение электрического поля высоковольтной обмотки, размещенной на оребренном каркасе из диэлектрика с· удельным сопротивлением на порядок выше, чем у остальной части главной изоляции.

Каскадный умножитель напряжения содержит твердую главную электрическую изоляцию I, выполненную со сквозными отверстиями 2, соосно с которыми внутри наружных выступов 3 главной изоляции I размещены высоковольтные обмотки 4.

В варианте выполнения каскадов каскадный умножитель напряжения (фиг. I) имеет замкнутые магнитопроводы 5, керны которых проходят через соседние отверстия 2 главной изоляции I, расстояние между осями которых равно расстоянию между осями кернов. В другом варианте выполнения каскад содержит разомкнутый магнитопровод 5, проходящий через отверстие 2 главной изоляции 1 (фиг. 2). В третьем варианте каскад выполнен с замкнутым магнитопроводом 5, один керн которого размещен в отверстии 2 главной изоляции 1, а другой — вне главной изоляции (фиг. 3).

Низковольтная обмотка 6, расположенная на магнитопроводе 5, может быть размещена либо в отверстии 2, либо вне его. В случае прохождения замкнутого магнитопровода 5 через соседние отверстия 2 (фиг. 2) низковольтная обмотка 6 распределена на оба керна, высоковольтные обмотки 4 соединены через выпрямительные элементы 7, которые также располагаются внутри главной изоляции 1 за пределами выступов 3.

Часть главной изоляции 1, непосредственно окружающая сквозное отверстие 2, может быть выполнена в виде оребренного каркаса 8, между ребрами 9 которого расположены секции 10 высоковольтных обмоток 4 (фиг. 4).

Удельное сопротивление материала каркаса выше удельного сопротивления материала остальной части главной изоляции 1 по крайней мере на порядок. Таким материалом может быть, например, полиэтилен, имеющий к тому же малую диэлектрическую проницаемость. Каркас 8 с секциями обмотки 4 и выпрямительным элементом 7 далее заливается компаундом, образующим' остальную часть главной изоляции 1.

На фиг. 5 показано распределение поля высоковольтной обмотки 4 макета. Расчет выполнен в предположении осевой симметрии

поля. При расчете секционность обмотки 4 не учтена, что практически не вносит погрешности, так как напряжение между секциями 10 обмотки 4 много меньше напряжения между обмоткой 4 и магнитопроводом 5, который имеет нулевой потенциал. Эквипотенциалы 11 —15 представляют собой 5, 10, 25, 50, 75-процентные эквипотенциалы напряжения высоковольтной обмотки.

Устройство работает следующим образом.

При подаче переменного напряжения на низковольтные обмотки 6 индуктированные в высоковольтных обмотках 4 напряжения выпрямляются выпрямительными элементами 7 и складываются.

При этом реализация умножителя с разомкнутыми магнитопроводами (фиг. 3) дает возможность построить умножитель с минимальными габаритами и массой, когда требуется умножитель небольшой мощности и нет ограничений с точки зрения электромагнитной совместимости (в этом варианте большие поля рассеяния).

Использование замкнутых магнитопроводов 5 (фиг. 1 и 3) позволяет резко уменьшить поля рассеяния и в результате этого'повысить КПД умножителя и улучшить электромагнитную совместимость.

Размещение высоковольтных обмоток 4 на оребренных полых каркасах 8 из материала с высоким удельным сопротивлением, низкой диэлектрической проницаемостью, малыми удельными потерями и высокой электрической прочностью, например из полиэтилена, и заливка их материалом с более низким, по крайней мере на порядок, удельным сопротивлением, например эпоксидным компаундом, образующим остальную часть главной изоляции, позволяет уменьшить габариты умножителя и повысить технологичность его изготовления, а также уменьшить паразитную емкость обмоток 4 и диэлектрические потери в них.

Уменьшение габаритов достигается тем, что при указанном выборе изоляционных материалов электрическое поле концентрируется у обмотки 4 (фиг. 5) и существенно ослаблено у границы наружных участков каркаса 8 и остальной части главной изоляции, где наиболее вероятно развитие пробоя. Благоприятные условия для развития пробоя обусловлены тем, что указанная область соприкасается с воздухом и граница раздела наиболее подвержена атмосферным и механическим воздействиям, снижающим пробивное напряжение по этой границе. Кроме того, использование каркаса 8 облегчает секционную намотку обмоток 4 и установку их внутри выступов 3 соосно отверстиям 2.

Каскады умножителя изготавливаются

и испытываются отдельно, а их число выбирается в зависимости от требуемого выходного напряжения.

3

1198581

Claims

Формула изобретения

1. Каскадный умножитель напряжения, содержащий высоковольтные обмотки, заключенные внутри твердой главной электриче- ₅ской изоляции с выступами и соединенные через выпрямительные элементы между собой, низковольтные обмотки, размещенные на изолированных друг от друга магнитопроводах, отличающийся тем, что, с целью унификации элементов конструкции умножи- ¹⁰телей разной мощности, главная электрическая изоляция выполнена со сквозными отверстиями, соосными с высоковольтными обмотками, размещенными в выступах, в отверстиях размещены магнитопроводы.
2. Умножитель по π. 1, отличающийся тем, что часть главной электрической изоляции, непосредственно окружающая отверстия, выполнена в виде полых оребренных каркасов из диэлектрика с удельным сопротивлением по крайней мере на порядок выше, чем остальная часть главной изоляции, а высоковольтная обмотка выполнена в виде секций, размещенных между ребрами.

А-А

Фиг. 2

Фиг.З

ФигЛ

Фиг. 5

1198581

Фиг.6