Высокочастотный трансформатор

ЕТЕНИЯ ТЕЛЬСТ МУ К АВТОР Ц ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССС,РПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗО(71) Всесоюзный научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт токов высокой частотыим. В. П. Вологдина(56) 1. Вологдин В, В. Трансформаторыдля высокочастотного нагрева. М-Л., Машиностроение, 1965, с. 56-61,2. Справочник по высокочастотной электротермии, Под ред, А. В. Донского, М-Л.,Машиностроение, 1965, с. 470-473.(54) (57) 1. ВЫСОКОЧАСТОТНЫЙ ТРАН СФОРМАТОР, содержащий концентричес. ЯО 1073808 А ки расположенные с зазором спиральную первичную обмотку с высоковольтными выводами и одновитковую в виде разрезного цилиндра вторичную обмотку с выводными колодками, выступающими за поверхность цилиндра, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД трансформатора, первичная и вторичная обмотки выполнены из двух полуобмоток, образующих две части трансформатора, каждая из которых включает в себя электрически соединенные на вторичной обмотке в одной точке первичную и вторичную полуобмотки, обе части трансформатора расположены соосно, причем вторичные полуобмотки соединены между собой на торцах в средней части транс рорматора, а первичные полуобмотки каждой из частей навиты согласно и включены встречно с вторичной обмоткой,1073808 2. Трансформатор по п. 1, отличающийся тем, что он снабжен изоляторами и торцовыми плитами, укрепленными на торцах вторичных полуобмоток, первичная и вторичная полуобмотки обеих частей трансформатора соединены между собой соответственно в точках, расположенных у выводных колодок в средней части трансформатора, а высоковольтные выводы первичных обмоток закреплены через изоляторы на торцовых плитах. Изобретение относится к электротермии,в частности к индукционному нагреву, иможет быть использовано в электротермических установках для высокочастотнойсварки изделий, плавки, пайки, закалки 5и т, д,Известны высокочастотные трансформаторы, составляющие обычно индуктивнуюветвь колебательного нагрузочного контура лампового генератора и согласующиенапряжение на индукторе с выходным напряжением лампового генератора. Трансформатор состоит из первичной и расположенной концентрично с ней вторичной обмоток;разделенных зазором. Первичная обмоткаобычно многовитковая, вторичная состоит 15из одного или реже двух витков и обычноохватывает первичную 1.Наиболее близким к предлагаемому является высокочастотный трансформатор,состоящий из спиральной многовитковойпервичной обмотки, расположенной внутриодновитковой вторичной обмотки. Междуобмотками выполнен воздушный зазор, служащий электрической изоляцией между обмотками. Первичная обмотка выполненаиз медной водоохлаждаемой трубки, вторичная - из медного листа с припаянными кнему трубками водоохлаждения или кожухом. Первичная обмотка высокочастотноготрансформатора подключается к емкостинагрузочного контура высокочастотногогенератора, к выводам вторичной обмотки 30подключается индуктор, посредством которого осуществляется нагрев, сварка или другие электротермические процессы 2,Однако известный трансформатор имеет .низкий КПД из-за того, что связь междуобмотками осуществляется только за счет З 5взаимоиндукции обмоток.Целью изобретения является повышениеКПД трансформатора.Поставленная цель достигается тем, чтов высокочастотном трансформаторе, содер 3. Трансформатор по п. 1, отличающийся тем, что в месте соединения вторичных полуобмоток со стороны, противоположной выводным колодкам, выполнено окно, через которое выведены высоковольтные выводы первичных полуобмоток, а первичная и вторичная полуобмотки соединены между собой в точках, расположенных у выводных колодок на противоположных торцах трансформатора. жащем концентрически расположенные сзазором спиральную первичную обмотку свысоковольтными выводами и одновитковую в виде разрезного цилиндра вторичнуюобмотку с выводными колодками, выступающими за поверхность цилиндра, первичнаяи вторичная обмотки выполнены из двух полуобмоток, образующих две части трансформатора, каждая из которых включает в себяэлектрически соединенные на вторичнойобмотке в одной точке первичную и вторичную полуобмотки, обе части трансформатора расположены соосно, причем вторичныеполуоб мотки соединены между собой наторцах в средней части трансформатора,а первичные полуобмотки каждой из частей навиты согласно и включены встречнос вторичной обмоткой,Высокочастотный трансформатор снабжен изоляторами и торцовыми плитами,укрепленными на торцах вторичных полуобмоток, первичная и вторичная полуобмотки. обеих частей трансформатора соединены между собой соответственно в точках,расположенных у выводных колодок в средней части трансформатора, а высоковольтные выводы первичных обмоток закрепленычерез изоляторы на торцовых плитах.В месте соединения вторичных полуобмоток со стороны, противоположной выводным колодкам, выполнено окно, через которое выведень 1 высоковольтные выводы первичных полуобмоток, а первичная и вторичная полуобмотки соединены между собойв точках, расположенных у выводных колодок на противоположных торцах трансформатора.На фиг. 1 представлен высокочастотныйтрансформатор, общий вид; на фиг. 2то же, вид сверху; на фиг, 3 и 4 - вариант исполнения трансформатора.Трансформатор состоит из двух частей,каждая из которых включает первичныеполуобмотки 1 и 2 и вторичные полуобмотки 3 и 4. Первичная 1 и вторичная 3 полу- обмотки электрически соединены друг с дру. гом в точке 5, расположенной у выводныхколодок 6, и 7 вторичной полуобмотки 3. Соответственно соединены первичная 2 и вторичная 4 полуобмотки в точке 8. Свободные концы 9 и 10 первичных полуобмоток 1 и 2 являются высоковольтными и посредством их трансформатор подключается. к источнику, питания (не показан). Концы 9 и 10 закрепляются. через изоляторы 11и 12 на торцовых плитах 13 и 14 вторичных полуобмоток 3 и 4. Обычно в электро-, термических установках с ламповыми генераторами мощностью 60-1000 кВт число витков первичной обмотки высокочастотного трансформатора не превышает 6 и уменьшается до 3 - 4 с повышением мощности генератора, т. е. число витков полу- обмотки не превышает 3, Выполненная из медной трубки, навитой в спираль, первичная полуобмотка достаточно надежно фик- щ сируется в каждой из частей трансформатора двумя точками, одна из которых, точка 5 или 8, является местом соединения первичной и вторичной полуобмоток, другая - высоковольтные выводы 9 и 10 первичных полуобмоток, закрепленные на торцовых плитах 13 и 14 (фиг. 1 и 2). В отдельных случаях возможно и дополнительное крепление первичных полуобмоток с помощью, например, изолирующих планок (не показаны), однако практика показывает большую надежность трансформатора при креплении первичных полуобмоток за два конца. Собранные из вторичных 3 или 4 полуобмоток с закрепленными внутри них первичными полуобмотками .1 или 2 части трансформатора соединяются вместе при помощи, например, фланцев 15 и 16, выполнен 35 ных на торцах вторичных полуобмоток 3 и 4, Фланцы 15 и 16 создают электрические соединения частей трансформатора и скрепляют их механически таким образом, что обе части трансформатора устанавливаются со-40 осно. Вместо фланцев может быть применено любое другое соединение, обеспечивающее электрический контакт.В случае, если высокочастотный трансформатор имеет первичную обмотку, состоящую из 3-4 витков, на высоковольтных выводах 9 и 10, соединенных сборными шинами с конденсаторной батареей (не показана), падеяие напряжения достаточно велико и сравнимо с напряжением, приходящимся на один виток первичной обмотки.Уменьшение падения напряжения на выводах достигается размещением первичных полуобмоток 1 и 2 таким образомчто место их соединения 5 и 8 с вторичными полуобмотками 1 и 2 выполняется на противо- у положных торцах трансформатора, а высоковольтные выводы 9 и 10 выводятся бифилярно через окно 17 во вторичной обмотке,выполненное в месте соединения вторичных полуобмоток трансформатора. Это позволяет снизить ток первичной обмотки трансформатора, а также ее индуктивность, что уменьшает потери энергии в первичной обмотке и увеличивает активный и реактивный КПЛ трансформатора.Ток от источника питания проходит по первичной полуобмотке 1 от высоковольтного конца 9 до точки 5 соединения с вторичной полуобмоткой 3, протекает по вторичным полуобмоткам 3 и 4, соединенных фланцами 15 и 16 и через точку 8 соединения первичной полуобмотки 2 с вторичной 4 переходит на первичную полуобмотку 2, обтекает ее и через- ее высоковольтный конец 10 замыкается на источник питания. Индуктор подсоединяется к выводам 6 и 7 объединенной вторичной обмотки. Ток в индукторе складывается из тока, наведенного электромагнитным полем во вторичной обмотке и тока первичной обмотки, кондуктивно подведенного к вторичной обмотке за счет ее соединения с первичной. Первичные полуобмотки 1 и 2 каждой из частей включены согласно, поэтому устанавливается общий магнитный поток, который наводит ток в объединенной вторичной обмотке. Этот ток направлен встречно току первичной обмотки. Первичные полуобмотки 1 и 2 включены с вторичной также встречно, поэтому ток, наведенный во вторичной обмотке электромагнитным полем и протекающий по ней за счет кондуктивного,соединения с первичными полуобмотками, складывается.Предложенное конструктивное исполнение трансформатора позволяет повысить его надежность за счет четкой и простой фиксации зазора между первичной и вторичной обмотками и исключения пробоев, а также упростить конструкцию трансформатора. Это достигается за счет закрепления первичной обмотки непосредственно на вторичной и уменьшения числа витков каждой части трансформатора в два раза. Более чет/кая фиксация воздушного зазора и возможность проконтролировать его по всему периметру повышают его надежность и уменьшают простои технологического оборудования в 2-3 раза. Один час простоя трубоэлектросварочного стана 102-220, где применяется высокочастотный трансформатор с 4-5 витками, дает убыток в 400 руб. Отсутствие дополнительных элементов для закрепления первичной обмотки упрощает конструкцию трансформатора, снижает на 5-7/, трудоемкость его изготовления по сравнению с традиционной конструкцией прототипа. Использование трансформатора с высоковольтными выводами, выведенными в окно вторичной обмотки, позволяет на 6-8/ю повысить его реактивный КПД за счет снижения индуктивности выводов. Это приводит к уменьшению первичного тока и повышению активного КПД трансформатора также на 6-81 юСоставитель Ф. ЧиТехред И. ВересТираж 683Государственного ком ителам изобретений и отсква, Ж - 35, РаушскаясПатент, г. Ужгород, у еда ктор А. Гулькоаказ 11798/51ВНИИПпо113035, Мфилиал ППП Корректор ВПодписноеета СССРкрытийнаб., д. 4/5л. Проектная, 4 рняк