Каскадный импульсный трансформатор

" умейГнр-т.П ИСАЙИ Союз Советских Социалистических Республик(45) Дата опубликования описания 30.03,80 53) УДК 621.314,228(54) КАСКАДНЫЙ ИМПУЛЬСНЪЙ ТРАНСФОРМА сГосударственный комитет (23) Приор ит СР Изобретение относится к электротехнике, в частности к трансформаторам с подмагничиванием, например, работающим вимпульсном режиме.Известна схема каскадного включения 5импульсных трансформаторов, каждый изкоторых содержит три обмотки 1,Такие каскады с автотрансформаторнымпитанием ступеней содержит первичную обмотку, вторичную обмотку и гальванически 10связанную с ней обмотку возбуждения следующей ступени,Недостатком известной схемы являетсяразная величина тока намагничиваниятрансформаторных элементов и большаявеличина индуктивного падения напряжения в режиме короткого замыкания. Обычно число звеньев автотрансформаторнойкаскадной схемы ограничивают тремя изза резкого возрастания намагничивающеготока, установленной мощности первого звена каскада и общего реактанса схемы.Известен также каскадный импульсныйтрансформатор с равными токами намагничивания отдельных трансформаторных модулей и с низким общим реактансом 2.Данное устройство является наиболееблизким к изобретению по техническойсущности. Импульсный трансформатор содержит последовательно включенные транс- З 0 форматорные модули, состоящие из сердечника, первичной и двух бифилярных вторичных обмоток, и выводные концы, соединенные с первым и последним модулем.Ветви вторичных обмоток соединены между собой последовательно и разомкнуты на входных и выходных клеммах ка када.Недостатком известного устройства является пониженный коэффициент связи первичной и бифилярных вторичных обмоток и недостаточно жесткий характер внешней характеристики.Целью изобретения является повышение КПД за счет увеличения коэффициента связи обмоток в трансформаторном каскаде,Эта цель достигается тем, что трансформаторные модули каждой ступени каскада содержат сердечник, две бифилярные обмотки и выводные концы, соединенные с первым и последним модулями, при этом начало одной бифилярной обмотки каждого модуля соединены перемычкой с концом второй обмотки того же модуля, а выводные концы соединены с началом второй обмотки первого модуля каскада и концом первой обмотки последнего модуля.На чертеже приведена принципиальная схема каскадного импульсного трансформатора,Каскад собран из модулей 1, содержащих замкнутые сердечники (например, тороидальные) 2. Обмотки каждого модуля состоят из двух бифилярных ветвей 3 и 4, Начало ветви 3 каждого модуля соединено 5 перемычкой 5 с концом ветви 4. Ветвь 3 последней ступени каскада выходным зажимом 6 подключается к нагрузке, Начала обмоток первой ступени каскада 7 и 8 подключаются к генератору импульсов, Зажим 10 6 служит одновременно для подключения нагрузки.Устройство работает следующим образом.Напряжение генератора обуславливает 15 протекание намагничивающего тока г, в обмотке 4 первого модуля, при этом в сердечнике возбуждается магнитный поток Ф, изменение которого наводит ЭДС в обмотках 3 и 4. Одновременно через систему бифилярных обмоток происходит намагничивание сердечников всех остальных модулей. Токи намагничивания отдельных модулей1 .2 .иравны между собой = м = г, также 25 как и возбуждаемые ими магнитные потоки Ф=Ф=Ф . Система индуктируемых ЭДС суммируется в направлении от зажима 7 к выходу 6. Совокупность бифилярных обмоток трансформаторного каскада обла- ЗО дает анизотропными магнитными свойствами, поскольку встречно текущие токи 1 2 и - 1в с о не возбуждают магнитного потока в сердечниках,т.е.реактивное сопро тивление обмоток для этих токов достаточно мало, Индуктивность рассеяния каждого модуля определяется погонной индуктивностью бифилярной обмотки, т. е. может быть достаточно малой, чтобы обеспечить коэффициент связи практически равный единице.Каскадный импульсный трансформатор характеризуется простотой конструктивного решения. Так в одновитковом варианте он может быть выполнен в виде системы ферритовых колец, надеваемых на коаксиальный кабель, жила и оплетка которого образуют ветви бифилярной обмотки, а система перемычек соединяет оплетку с жилой поверх каждого сердечника, В зависимости от типа кабеля и параметров цепи входное напряжение может составлять 0,1+ 10 кВ,тогда как выходное напряжение определяется числом ступеней, которое может быть достаточно большим п)10. Поскольку передача энергии в трансформаторе осуществляется как магнитным, так и гальваническим путем, в индуктивность рассеяния определяется погонной индуктивностью бифилярной обмотки (например, кабеля), то при большом и возможно сохранение жесткости внешней характеристики и эквивалентного коэффициента связи каскада. Предлагаемое устройство может быть использовано для согласования импедансов нагрузки и генератора (например, в триодных электронных пушках для накачки электр оионизационных лазеров) в широком диапазоне длительностей импульсной частот посылок. Отношение эквивалентной индуктивности рассеяния к индуктивности намагничивания трансформатора составляет ХЕ./Х 1. (10 - , чему соответствует коэффициент связи обмоток К - 1, При этом на низких частотах (при больших т) передача энергии осуществляется преимущественно магнитным путем, а на высоких частотах (при или малых т,) - гальваническим; в этом диапазоне энергия передается непосредственно через систему бифилярных обмоток как через линию с распределенными параметрами.Формула изобретенияКаскадный импульсный трансформатор, содержащий последовательно включенные трансформаторные модули, состоящие из сердечника и двух бифилярных обмоток, и выводные концы, соединенные с первым и последним модулем, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения КПД за счет увеличения коэффициента связи обмоток, начало одной бифилярной обмотки каждого модуля соединено перемычкой с концом второй обмотки того же модуля, при этом выводные концы соединены с началом второй обмотки первого модуля каскада и концом первой обмотки последнего модуля,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1, федченко И. К. Техника высоких напряжений, Киев, Техническая литература, 1963, с, 13 - 14, рис. 10,2. Авторское свидетельство СССР М 344571, кл. Н 03 К 3/53, 1972.Составитель И, Баб ехред В. Серякова Корректор 3. Тарасова дактор В. Девятов ипография, пр, Сапунова,аказ 758/2 Изд,283 Тираж 857 ПодписноНПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5