Силовой высоковольтный трансформатор

Союз Ссеетскиз Ссциапистическик Республикс присоединением з кииоритетубликовано,26.1.1973. Бюллетень9та опубликования описания 09.1 Ъ.197 Комитет по делам зобретеиий и открытий при Совете Министров ССГОУДК 621.791.72,03 (088.8 Авторыизобретения В ебедев, В.,Д, Шелягин, В. К, Мохнач Институт электросварки им. Е. О.Заявитель ИЛОВОЙ ВЫСОКОВОЛЪТНЫЙ ТРАНСФОРМАТОР Известен силовой высоковольтный тр ансформатор, содержащий первичную и вторичную обмотки с размещенным между ними заземленным электростатическим экраном с низким омическим сопротивлением.При,подключении высоковольтного выпрямителя источника питания - электроннолучевой сварочной установки к известному удается известными средствами обеспечить быстродействующую защиту высоковольтного выпрямителя при кратковременном разряде распределенной емкости силового высоковольтного трансформатора во время кратковременного пробоя в электронном излучателе без уменьшения коэффициента полезного действия источника питания,Этот недостаток устраняется в предлагаемом трансформаторе за счет того, что между вторичной оомоткой силового высоковольтного трансформатора и заземленным электростатическим экранном с низким охгическим сопротивлением размещен электроизолировапный от них и заземленный дополнительный электростатический экран с высоким омическим сопротивлением.На фиг. 1 показана электуосхема высоковольтного источника питания с двумя электростатическими экранами; на фиг. 2 - эквивалентная схема замещения при включении только одного электростатического экрана; на фиг. 3 - эквивалентная схема замещения при дополнительном включении электростатического экрана с высоким объемным омическим сопротивлением.Электростатический экран 1 с низким омическим сопротивлением выполнен, например, в виде незамкнутого витка из медной фольги (экран может быть изготовлен путем напыления,меди или цинка на соответствующую 10 подложку), размещен между первичной (низковольтной) обмоткой Ж, и высоковольтной обмоткой (секции Угт) Югг, " йгт, Вгп+ пс всей ее длине и заземлен (подключен,к нулевому потенциалу выпрямителя В,). Этот 15 экран защищает низковольтную обмотку Ю,от попадания на нее высокото напряжения при пробое корпусной изоляции. По нему же стекает на землю заряд, накопленный в распределительной емкости главной изоляции 20 при пробое в электронном сварочном излучателе.Дополнительный электростатический экран2 с высоким омическим сопротивлением выполнен, например, в виде незамкнутого витка 2 ь (подобно сопротивлению МЛТ, или навивкойтонкопроволочного нихрома, или нанесением на соответствующую подложку раствора карбонил ьного желез а) . Этот экр ан электрически изолирован от экрана 1 на величину полного 30 потенциала выпрямителя В и заземлен (подключен к нулевому потенциалу выпрямителя В,).Нагрузкой .источника питания является электронный сварочный, излучатель д.Емкостная схема замещения высоковольтного трансформатора 1 р является достаточно сложенной электрической цепью. При анализе влияния емкостных элементов на переходные процессы, возникающие в этом силовом высоковольтном трансформаторе в момент коммутации со стороны высоковольтной нагрузки, необходимо учитывать собственную распределенную емкость,высоиоволыного источника питания (показанную пунктиром на фиг. 1), включающую емкость Смежду вторичными (высоковольтными) обмотками и экраном 2 и емкость Сээ между экранами 1 и 2. В эквивалентной схеме замещения, представленной на фиг, 3, учтены также: составляющая Йэ объемного сопротивления экрана 2, включенная аоследовательно с С, и составляющая Кэ экрана 2, включенная параллельно С.Схема, показаиная на фиг. 2, соответствует включению в цепь только одного экрана Ы ЭТОМ СЛуЧаЕ РаэрЯД ЕМКОСТИ Сэо ООУЩЕСТ- вляется через последовательно включенный выпрямительный мост В. В данной цепи нет токоограничивающих элементов, и поэтому величина разрядного тока определяется,величиной энеРгии, запасенной в емкости Сэо и в сопротивлении выпрямителя В,Если схема замещения составлена с учетом экрана 2 с большим объемным сопротивле- НИЕМ Я, И Яэ (СМ. фИГ. 3), тО ПРИ ПОСЛЕДО- вательном включении емкостей Сээ и Сэо ОУм марная емкость на землю уменьшается, а разрядный ток емкости ограничивается после- ДоваТЕЛЬНО ВКЛЮЧЕННой цЕПОЧКой Сээ - К эКэ, и его величина при этом уменьшается (по сравнению с предыдущим случаем). Это значит, что экран 2 включается в цепь разряда раопределенной емкости высоковольтного трансформатора Тр только на время переходного процесса. За счет подбора величины СОПРОТИВЛЕНИЯ Йэйэ ПРИ КОНКРЕТНЫХ ВЕЛИЧИ- нах Сээ и Сэо мажино обеспечить такой разрядный ток собственной емкости высоковольтного трансформатора, величина которого не превышает допустимую для выбрапного выпрямительного моста В, Следует ииеть в виду, что выполнение экрана 2 подобрано известному сопротивлению МЛТ или с помощью железокарбонильных покрытий обеспечивает получение объемного активного сопрогивле.ния В эЙэ5 Эти особенности создают эффективную защиту выпрямителеи (например, кремниевых диодов) во время переходных процессов, обусловленных коммутацией в электронном излучателе, Однако защиту всего источника 10 питания от установившегося тока короткогозамыкания необходимо обеспечивать за счет дополнительных мер, например, с помощью известной максимальной токовой защиты или известного стабилизатора тока.15 Применение описываемого трансформатораособенно эффективно при использовании кремниевых диодов, чувствительных к резкому нарастанию тока при пробое в электронном излучателе. Это резкое нарастание тока 20 определяется, в основном;разрядом распределенной емкости силового высоковольтного трансформатора, а амплитуда этой составляющей разрезного тока ограничивается только прямым сопротивлением высоковольт ных диодов (другая составляющая тока пробоя нарастает до установившегося значения в зависимости от активно-индуктивных параметров источника питания и,питающей сети).Предмет из о бретенияСиловой высоковольтный трансформатор,содержащий первичную и вторичную обмотки с размещенным между ними заземленным электростатичеоким экраном с низким омиче Оким сопротивлением, отлича(ощийся тем, что,с целью подключения высоковольтного выпрямителя источника питания электронно-лучевой сварочной установки к силовому высоковольтному трансформатору с обеспечением 40 быстродействующей защиты высоковольтноговыпрямителя при кратковременном разряде распределенной емкости силового высоковольтного трансформатора без уменьшения коэффициента полезного действия источника 45 питания, между вторичной обмоткой силового высоковольтного трансформатора и заземленным электростатическим экраном с низким омическим сопротивлением размещен электроизолированный от них,и заземленный 50 дополнительный электростатический экран свысоким омическим сопротивлеипем.368656 иг Я Составитель Г. Мамуто Текред Т. Ускова едактор Г. Кузьмина Корректоры: Л. Корогоди М. Коробов Заказ 730/11 Изд.191 Тираж 780ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий прп СовеМосква, Ж.35, Раулпская наб., д. 4/5 Подписное 1 и ни стров СССР