SU1700614A1

SU1700614A1 - Pulse transformer with shock-excitation

Info

Publication number: SU1700614A1
Application number: SU894755485A
Authority: SU
Inventors: Александр Васильевич Григорьев; Евгений Алексеевич Морозов; Игорь Григорьевич Пухов
Original assignee: Опытно-Конструкторское Бюро Приборостроения Техники Высоких Напряжений
Priority date: 1989-09-27
Filing date: 1989-09-27
Publication date: 1991-12-23

Abstract

Изобретение относитс к электротехнике , а именно технике высоких напр жений. 8ысоковольтной импульсной технике, и может быть использовано дл формировани импульсов высокого напр жени в системах на магнитосв занных LC-контурах устройств резонансного зар да высоковольтных емкостных накопителей энергии. Устройство решает задачу увеличени КПД трансформатора с ударным возбуждением. Импульсный трансформатор содержит плоские спиральные низковольтную и высоковольтную обмотки одинакового диаметра, размещенные в корпусе, заполненном электроизол ционной средой. Обмотки трансформатора расположены соосно и между ними размещена пропитанна жидким диэлектриком плоска многослойна изол ци , причем отношение рассто ни между обмотками к их среднему диаметру не превышает 0,05. Соосное расположение спиральных катушек с использованием плоской пропитанной жидким диэлектриком многослойной изол ции существенно увеличивает коэффициенты св зи обмоток, что повышает КПД трансформатора. 3 ил. (Л СThe invention relates to electrical engineering, namely, high voltage technology. 8 can be used to generate high voltage pulses in systems on magnetically coupled LC circuits of the resonant charge device for high voltage capacitive energy storage. The device solves the problem of increasing the efficiency of a shock-excited transformer. Pulse transformer contains flat spiral low-voltage and high-voltage windings of the same diameter, placed in a housing filled with electrically insulating medium. The transformer windings are located coaxially and between them there is placed a flat multilayer insulated with liquid dielectric, and the ratio of the distance between the windings to their average diameter does not exceed 0.05. The coaxial arrangement of the spiral coils using flat multilayer insulated with liquid dielectric significantly increases the coupling coefficients of the windings, which increases the efficiency of the transformer. 3 il. (Ls

Description

Изобретение относитс к электротехнике , а именно к технике высоких напр жений и высоковольтной импульсной технике, и может быть использовано дл формировани импульсов высокого напр жени в системах на магнитосв занных L-. С-контурах, устройств резонансного зар да высоковольтных емкостных накопителей энергии.The invention relates to electrical engineering, in particular, to a high voltage technique and a high voltage pulse technique, and can be used to generate high voltage pulses in systems based on magnetically coupled L-. C-circuits, devices for resonant charging of high-voltage capacitive energy storage devices.

Цель изобретени - повышение КПД импульсного трансформатора с ударным возбуждением.The purpose of the invention is to increase the efficiency of a pulse transformer with shock excitation.

На фиг.1 приведена принципиальна схема трансформатора; на фиг.2 - конструкци трансформатора; на фиг.З - разрез А-А на фиг.2.Figure 1 is a schematic diagram of a transformer; 2 shows the construction of a transformer; on fig.Z - section aa in figure 2.

Низковольтна обмотка 1 состоит из параллельно соединенных секций. Высоковольтна обмотка 2 содержит такое же количество последовательно соединённых секций. Выводы 3,4 низковольтной обмотки подключены к пеовичному колебательному контуру, а выводы 5,6 высоковольтной обмотки соединены с емкостным накопителем. Между обмотками размещена пропитанна жидким диэлектриком плоска многослойна изол ци 7.Low voltage winding 1 consists of parallel-connected sections. High-voltage winding 2 contains the same number of sections connected in series. The terminals 3,4 of the low-voltage winding are connected to the primary oscillating circuit, and the terminals 5,6 of the high-voltage winding are connected to a capacitive drive. Between the windings there is a flat multilayer insulated with impregnated liquid dielectric 7.

х|x |

о о оLtd

ЈJ

Секции высоковольтной обмотки выполнены в виде плоских спиральных катушек 8. Токосъем с трансформатора осуществл етс кабелем 9.The high-voltage winding sections are made in the form of flat spiral coils 8. The current pick-up from the transformer is carried out by cable 9.

Секции низковольтной обмотки также 5 выполнены в виде плоских спиральных катушек 10, уложенных в канавки изолирующих пластин 11, Катушки высоковольтной обмотки зафиксированы в аналогичных диэлектрических пластинах 12 и закреплены в 10 изолирующем корпусе 13 изол ционными прокладками 14 и 15. Корпус заполн етс жидким диэлектриком, а обмотки имеют одинаковый диаметр секций.The low voltage winding sections also 5 are made in the form of flat spiral coils 10 laid in the grooves of insulating plates 11, the high voltage winding coils are fixed in similar dielectric plates 12 and fixed in 10 insulating case 13 by insulating pads 14 and 15. The case is filled with a liquid dielectric, and windings have the same diameter sections.

Работает импульсный трансформатор 15 следующим образом.Powered transformer 15 as follows.

Предварительно зар женный конденсатор низковольтного контура подключаетс коммутатором к выводам 3, 4 низковольтной обмотки 1 (см.фиг.1). При 20 этом в высоковольтной обмотке 2, настроенной в резонанс с низковольтной (коэффициент св зи обмоток Ксв 0,98) возникает импульс высокого напр жени . Это напр жение через выводы 5. 8 высоковольтной 25 обмотки подаетс на емкостный накопитель энергии (на чертеже не показан) и зар жает его до рабочего напр жени .The precharged capacitor of the low-voltage circuit is connected by the switch to the terminals 3, 4 of the low-voltage winding 1 (see Fig. 1). With this, in the high-voltage winding 2, which is tuned to resonance with the low-voltage (the coupling coefficient of the windings Ksv 0.98), a high voltage pulse occurs. This voltage through terminals 5. 8 of the high voltage winding 25 is applied to a capacitive energy storage device (not shown) and charges it to the operating voltage.

При выборе отношени рассто ни между обмотками, практически равного тол- 30 щине главной многослойной изол ции 7, к их среднему диаметру пор дка 0,05 реализуетс максимальна электрическа прочность при минимальной индуктивности рассе ни . Расчетом на ЭВМ получена за- 35 висимость ц - f(Kce)i где КСв - коэффициент св зи, Ксв Li/La, причем LI и - индуктивности контуров. Оказалось, что отношение толщины главной изол ции d к среднемуWhen choosing the ratio between the windings, almost equal to the thickness of the main multilayer insulation 7, to their average diameter of the order of 0.05, the maximum electrical strength is realized at the minimum dissipation inductance. Calculation of the computer on the basis of the dependence η - f (Kce) i where KSv is the coupling coefficient, Ksv Li / La, and LI and are the inductances of the circuits. It turned out that the ratio of the thickness of the main insulation d to the average

33

диаметру обмоток D, равное d/D 0,05, соответствует режиму с максимальным КПД. Дл варианта исполнени трансформатора с первичным напр жением 10 кВ, коэффициентом трансформации 10 и резонансной частотой 1,5 кГц пробивна напр женность аксиальной изол ции в моноимпульсном режиме дл данной конструкции составила 500 кВ/мм, а радиальной - 2 кВ/мм. Это позвол ет выбрать толщину изол ции дл рабочего напр жени 1 MB равной 1,5 мм и суммарную ширину обмотки 500 мм. Отношение толщины изол ции к среднему диаметру обмоток составл ет 0,04, что позвол ет получить коэффициент св зи обмоток Ксв 0,98.the diameter of the windings D, equal to d / D 0,05, corresponds to the mode with maximum efficiency. For an embodiment of a transformer with a primary voltage of 10 kV, a transformation ratio of 10 and a resonant frequency of 1.5 kHz, the breakdown voltage of axial isolation in a single-pulse mode for this design was 500 kV / mm and the radial one was 2 kV / mm. This makes it possible to choose an insulation thickness for an operating voltage of 1 MB equal to 1.5 mm and a total winding width of 500 mm. The ratio of the thickness of the insulation to the average diameter of the windings is 0.04, which makes it possible to obtain a coupling coefficient of the windings of Ksv 0.98.

Таким образом, КПД трансформатора предложенной конструкции составл ет г 0,97, Преимущество трансформатора обусловлено высоким значением коэффициента св зи обмоток.Thus, the efficiency of the transformer of the proposed design is 0.97 g. The advantage of the transformer is due to the high value of the coupling coefficient of the windings.

Claims

1. An impulse excitation pulse transformer containing a series of flat spiral sections of low voltage overlay connected in parallel, and an equal number of flat spiral sections of high voltage winding placed in a housing filled with an electrically insulating medium, characterized in that, in order to increase its efficiency of the section of windings are located coaxially and between them there is a flat multilayer insulated with liquid dielectric.

2. The transformer according to claim 1, wherein the ratio of the distance between the winding sections to the average diameter of the sections does not exceed 0.05.

Tt

Fig 2

Figz