Трансформаторно-выпрямительное устройство

(щ 737996 Союз Соеетскнх Соцнелнстнченнх Республнк(гН 01 Г 35/00Н 02 М 7/155 с присоединением заявки Нов Государственный омнтет СССР по делам изобретений н открытий(5 З) УДХ 621. 314,222(088, 8) Дата опубликования описания 030 б 80Г(71) Заявитель 54) ТРАНСФОРМАТОРНО-ВЫПРЯМИТЕЛЬНОУСТРОЙСТВО Изобретентехнике высобыть использвыпрямител ьныгопитания разле ктротехнической и рен е относится к элих напряжений ивано н высоковх устройствахличных высокоеских устройстгеновской апп ктр оже ольтйых для энер вол ьтных в, физиаратуры. Известно трансформаторно-выпрями- тельное устрой"тво с неуправляемыми вентилями, в котором преобразователь ный трансформатор и выпрямитель размещены в общем герметичном баке, заполненном теплоохлаждающим диэлект риКом, причем трансформатор собран на рамочном замкнутом магнитопрово, де, а вторичные обмотки включены по каскадной схеме и гвтают выпрямители собранные по схеме удвоения (1).Единичные выпрямители содержат по два электрических конденсатора и два полупроводниковых неуправляеьых вентиля. Электрические конденсаторы демпфируют выпрямленные напряжения по столбу выпрямителей. Все устройство смонтировано на металлической ,опорной плите и закрыто цилиндричес.ким кожухом из дйэлектрика с метал-. лической блюдцеобразной крышкой. Недостатком известного трансформаторнэ-выпрямительного устройства.является -сложная конструкция преобразбвательного,трансформатора, тех"нологически сложнйй ферритовый магнитопровод, что снижает эксплуатационную надежность всего устройства,используемого в качестве источникапитания ускорителя электронов, Кроме того,требуются дополнительныевысоковольтные изолирующие трансформаторы с независимо управляемым напряжением,обеспечивающие использование устройства в каскадных схемахили схемах полйого электропитанияустройств с горячйм эмйссионным"ка- ;тодом: ускорителей электронов, рентгеновских устройств и других.- уж;е:Ф ц-думцы МФТИ у,майа ммФЖФжФъФФЙ зяФ 3Наиболее близким к описываемомуйзобретению является трехфазноетрансформаторно-выпрямительное устройство, содержащее повышающий транс 232 - форматор с"пространственносимметричным магнитопроводом и секционирбван"ной вторичной обмоткой, секции которой расположены одна под другой,и пространственно-симметрйчные колон 38ны выпрямителей (2),Герметичный разборный цилиндрический корпус известногб устройства выполнен из проводящего материала. Вво-,ды питания и высоковольтный выводрасположены на нижней металлическойплите-основании корпуса. Для питаниянакала термоэмиссионного катода уско"Фителя электронов используется однаМз секций вторичной обмотки повышающего трансформатора,Недостатком известного устройстваявляется недостаточно высокая эксп"Ауатационная надежность, обусловлен"ная наличием высоковольтного нывода,тактируемого ка заземленной плитеосновании корпуса. Секции вторичнойобмотки имеют малый занос электрической прочности при воздействии импульсных перенапряжений, возникающих приэксплуатации ускорителя электронон.Кроме того, работа силовой частитрансформаторно-.выпрямительного устройства и его накальных секций характеризуется наличием общего магнитного потока, что не позволяет осуществлять раздельное регулированиецепи накала ускорителя и высокогопостоянного напряжения. Эти особенности сужают функциональные возможности известного многофазного трансформаторно-выпрямительного устройства,Целью изобретения является раааирение функциональных возможностейи повышение эксплуатационной надежности трансформаторно-выпрямительного устройства,Поставленная. цель достигается тем,что н трансформаторно-ныпрямительном устройстве внутри герметичногокорпуса из изоляционного материаласовМестно с преобразовательным трансФорматором с пространственно-симметричным магнитопроводом и высоковольтным выпрямителем расположен, покрайней мере, один изолирующий транс"форматор с петлеобразной первичнойобмоткой и кольцевыми магнитопроводами, устройство снабжено изоляционным цилиндром, расположенным по осицилиндрического корпуса, дополнительными изоляционными цилиндрами и колоннами конденсаторов, корпус имеетотверстия н торцах, закрытых изолирующими крьпаками с электрическимивводами, причем питающие вводы размещеныв нижней крышке, в выводы -в верхней крышке, секции вторичнойобмотки трансформаторон образованытороидальными катушками и шунтированы конденсаторами, а провода первичных обмоток трансформаторов размецены в дополнительных изопяциоиныхцилиндрах.На фиг. 1 изображено трансформаторно-выпрямительное устройство,вид спереди; на Фиг. 2, 3 - то же,прйнципиальная электрическая схема;на Фиг. 4 - то же без корпуса, видсверху. 737996 4ГТрансформаторно-выпрямительноеустройство Содержит преобразовательный трансФорматор 1 с петлеобраэнойпервичной обмоткой 2 с электрическими вводами 3 и 4 питающего первичного напряжения, и вторичной обмоткой5 из, нескольких тороидальных катушек 6, расположенных в ячейках, образованных изоляционными плоскимикольцамИ 7 и опорными изоляционнымицилиндрами 8, скрепленными между О собой диэлектрическими стяжками 9,высоковольтный многоступенчатый мостовой выпрямитель 10, ступени которого электрически соединены с соответствующими тороидальными катушками 6 15 преобразовательного трансформатора 1,Колонны электрических конденсаторов11, расположенных в изоляционных цилиндрах 12 и шунтирующих торондальныекатушки 6, коммутационный центральный изоляционный цилиндр 13, на котором смонтированы контакты 14 электрических соединений преобразонательного трансформатора 1 и мостовоговыпрямителя 10, а внутри центрального цилиндра 13 смонтирован омический измерительный делитель высокогонапряжения 15,изолирующие трансформаторы 16, содержащие первичную петлеобраэную обмотку 17 и электрическиевводы питающего напряжения 18, нто- :О ричную обмотку 19 из нескольких тороИдальных катушек 20, расположенныхн ячейках одна над другой на вертикальном опорном изоляционном цилиндре 21, опорную плиту 22, герметич ный изоляционный корпус 23, имеющийформу тела вращения плавными образующими и выполненный иэ двух частей24 и 25, причем обе части корпусапо линии герметичного контакта с опор О ной плитой 22 имеют утолщения, вкоторых размещены элементы крепления корпуса с опорной плитой, герметичный корпус 23 нижней частьюопирается на цилиндр 26, имеющий отверстия в боконой Поверхности, Верхняя часть и нижняя часть корпуса имеют отверстия, расположенные по вертикальной оси корпуса, и герметичнозакрытые крышки 27 и 28, причем внижней крышке 28 герметично укрепо лены электрические контакты 3, 4и 18 подвода питающего напряжения,низковольтный внод омического делителя напряжения 15 и низковольтныйполюс 29 высоковольтного выпрямите ля 10, а в верхней крышке герметично укреплены электрические контакты30 выводов вторичных обмоток изолирующих трансформаоров 16, высоковольтный полюс 31 высоковольтноговыпрямителя 10 и омического делителя напряжения 15. Изоляционный корпус 23 заполнен изоляционным газомпод давлением. Напорный вентилн 32заправки газом корпуса укреплен ннижней.крышке, В трехфазном высоко-вольтном трансформаторно,выпрямительном устройстве Фазы преобразовательного трансформатора 1 и три изолирующих трансформатора 16"расположенывокруг коммутационного центральногоцилиндра 13 и между ними звездообразно размещены фазы высоковольтноготрехфазного мостового выпрямителя 10.Один электрический вывод тороидальных катушек б электрически соединенс их магнитопроводом.Трансформаторно-выпрямительноеустройство работает следующим образом.К электрическим вводам 3, 4 и 18первичной обмотки 2 преобразовательного трансформатора 1 и первичныхобмоток 17 изолирующих трансформаторов 16 подводится питающее переменное напряжение, В тороидальных катушках б и 20 трансформаторов 1 и16 индуцируется переменное напряжение, высокое наггряжение тороидальныхкатушек б преобразовательного трансформатора 1 выпрямляется подключеннымик ним ступенями мостового выпрямителя10. Выходное напряжение выпрямите" 25ля 10 получается как сумма выходныхнапряжений его ступеней. Благодарямногоступенчатому выпрямителю 10главная изоляция преобразовательного трансформатора 1 испытывает действие в основном постоянного выпрямленного напряжения, которое нарасга"ет линейно вдоль продольной изоляции трансформаторов 1 и 16. Конденсаторы 11 увеличивают электрическуюемкость тороидальных катушек 6 преобразовательного трансформатора 1относительно друг друга н земпи,что обеспечивает равномерное распределение электрических напряжений потороидальным катушкам. Герметичный40изоляционный корпус выполняет рольнаружного электрического изоляторатрансформаторно-выпрямительного устройства. Измерительный делитель высокого напряжения 15 обеспечиваетизмерение выходного напряжения выпрямителя 10. Объединение возвратныхпроводов первичных петлеобразных об-,моток 2 и 17 трансформаторов 1 и 16в общих изоляционйых цилиндрах поз-воляет уменьшить габариты трансформаторно-выйрямительного устройства.Напорный вентиль служит для заполнения корпуса изоляционным газом поддавлением или жидким диэлектриком.Изолирующие трансформаторы 16 питают независимо управляемым электрическим напряжением высоковольтные электрические нагрузки, находящиеся на потенциале выходного напряжения выпрямителя 10.Предложенное тран с Форматорно-выпрямительное устройство эффективно при уровне выходных напряжений в сотни киловольт и мощности в десятки киловатт и выше, обеспечивает возможность раздельного регулирования параметров накала и силовой цепи при питании ускорителя электронов.Формула изобретенияТрансформаторно-выпрямительноеустройство, содержащее разборныйгерметичный цилиндрический корпус,заполненный изоляционным диэлектриком, в котором размещен повышающийтрансформатор с пространственно-симметричным магнитопроводом и секционированной вторичной обмоткой, секции которой расположены одна под другой, пространственно-симметричныеколонны выпрямителей, вводы и выводыэлектрического тока, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей иповышения эксплуатационной надежности, устройство снабжено изолирующими трансформаторами с петлеобразнойпервичной обмоткой и кольцевыми магнитопроводами, изоляционным цилиндром,расположенным по осицилиндрическогокорпуса, дополнительными изоляционными цилиндрами и колоннами конденсаторов, герметичный корпус выполнениз изоляционного материала с отверс"тиями в торцах, закрытых изолирующими крышками с электрическими вводами, причем питающие вводы размещены .в нижней крышке, а выводы расположены в верхней крышке, секции вторичной обмотки трансформаторов образованы тороидальными катушками и шунтированы конденсаторами, а проводапервичных обмоток трансформаторовразмещены в дополнительных изоляционных цилиндрах,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Патент СОИ 9 3541424,кл, 321-8, 1970.2. Авторское свидетельство СССРМ 500719, кл. Н 05 Н 5/00, 1976,, 73799 б 1Составитель В, ЛисинТехред Э.Верею Корректор Г, Назарова Редактор В. Левя ППП ффПатентф, г. Ужгород, ул. Проектная,аз 2 б 71/31 Тираж 844 Подписное БНИИПИ Государственного, комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5