(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁体と、コアとを有し、該コア上に一次巻線が配設され、該一次巻線上に二次巻線が絶縁されて配設され、アセンブリ全体が前記絶縁体内に収容され、取り付けられ、
前記絶縁体は、横鉛直面に関して対称な２つの部分または半部からなり、
前記絶縁体は、冷却オイル内に浸され、
各部分または半部は、前記絶縁体の各部分または半部の外側ハウジングの内部に収容される中空の管状要素を有し、前記中空の管状要素の一端は、前記外側ハウジングに接続され、
それにより、前記中空の管状要素の内側の空間は、外部に接続され、環状空間は、前記中空の管状要素の外壁と前記外側ハウジングの内壁との間に含まれる各部分または半部内に区切られ、
前記コアの前記一次巻線が配設された部分及び前記一次巻線は、前記中空の管状要素内に収容され、
前記環状空間に前記二次巻線が配設され、
前記絶縁体の各部分または半部の前記中空の管状要素は、前記絶縁体の前記２つの半部を結合するように、前記外側ハウジングの自由端に関して突出するその自由端の特性を有し、複数の前記中空の管状要素の複数の前記自由端は接触し、前記中空の管状要素の複数の前記自由端はゼロボルトレベルに置かれ、２つの前記外側ハウジングの前記自由端の間には、前記冷却オイルが前記二次巻線に向かって浸透するためのスロットが形成される、高電圧、高周波、及び高出力変圧器。
【請求項２】
前記二次巻線は、独立の複数のコイルフォーマ上に回巻される異なる巻線部に分割され、該異なる巻線部の電圧は、前記二次巻線の隣に取り付けられ、前記変圧器の一部を形成する整流器およびフィルタにより、整流され、フィルタされ、直列に接続されて、各巻線部の複数の前記電圧をすべて加算する、請求項１に記載の高電圧、高周波、及び高出力変圧器。
【請求項３】
前記整流器および前記フィルタの隣に取り付けられる抵抗分割器をさらに有する、請求項２に記載の高電圧、高周波、及び高出力変圧器。
【請求項４】
前記一次巻線および前記二次巻線は、同一の空間を長手方向に占有する、請求項１から３のいずれか一項に記載の高電圧、高周波、及び高出力変圧器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の対象は、タイトルに確立されるように、高電圧、高周波、及び高出力変圧器である。
【０００２】
本発明は、両巻線の間の十分な絶縁、最大の磁気結合、オイルを用いての一次及び二次巻線の冷却の可能性を実現するための、特に、コア、一次巻線、及び二次巻線が取り付けられる絶縁体の特殊な構造上の特性により特徴づけられるものであり、極小空間内のＸ線管の大きさに適合されることができる変圧器を提供する。
【０００３】
従って、本発明は、変圧器、特に高出力、高周波、及び高電圧変圧器の分野に関する。
【背景技術】
【０００４】
現在の技術水準において、高電圧又は高周波又は高出力変圧器を設計し、組み立てることは問題でない。しかし、これらの３つの特性を同時に含む変圧器を設計し、組み立てることは、前述の特性のそれぞれの相反する要件のため、大きな課題である。
【０００５】
高電圧変圧器は、その一次及び二次巻線の間の高度の絶縁（高及び低電圧巻線を隔てる大きな距離または絶縁体の大きな厚さ）を必要とする。巻線の間のこの分離は、２つの間の磁気結合を減じ、従って、漏れリアクタンスが増大し、電力出力を制限する。
【０００６】
高周波変圧器は、許容可能な効率を実現するために、また電力出力について不十分な効率の結合（一次及び二次巻線の間の過大なリアクタンス）により制限されないように、一次及び二次巻線の間の非常に良い結合を必要とする。この要件を満たすために、一次及び二次巻線の間の距離は、可能な限り短くなくてはならない（高電圧変圧器に対して要求されるものと正確に逆である）。また、巻線間のリアクタンスは周波数に正比例するので、より高い動作周波数ほど、より良い結合を必要とする。
【０００７】
高出力変圧器は、電力出力を制限しないよう、巻線のインピーダンスを非常に小さく、２つの間のリアクタンスを十分に低くする必要がある。このリアクタンスは、一次及び二次巻線の間の結合が増すと、すなわち、２つの巻線が互いに近接すると、最小化される（高電圧変圧器に対して要求されるものと正確に逆である）。さらに、巻線間のリアクタンスは周波数に正比例するので、より高い電力出力または動作周波数ほど、結合はより良くなるはずである。
【０００８】
従って、本発明の目的は、同時に高電圧、高周波、及び高出力である変圧器を開発することであり、絶縁及び磁気結合の要件は、追及される目的が、以下に記載されるような変圧器を開発することによって達成されることができるようなものであり、そのエッセンスは特許請求の範囲に提示される。
【発明の概要】
【０００９】
本発明の対象は、Ｘ線管の大きさに適合されることができる極小空間内の高電圧、高周波、及び高出力変圧器であり、それにより、単一のモジュール内に組み立てられることができ、それにより、それら（等電位装置）の間で電位が一致し、このようにして、それをより経済的且つ効率的に製造する目的のために、アセンブリの重量および体積を減らす。
【００１０】
変圧器は、オイル（鉱物油または植物油）内に浸される。オイルは、電気絶縁体および変圧器の電気及び磁気素子の冷却剤として供する２つの主な目的を有する。
【００１１】
変圧器は、一次巻線が取り付けられるコアを有し、このアセンブリが、絶縁体の一部を形成する中空の管状要素内に収容される。
【００１２】
絶縁体は、横鉛直面に関して対称な２つの部分からなり、各部分または半部は、絶縁体の各半部の外側ハウジングの内側に収容される中空の管状要素を有し、中空の管状要素の一端は、外側ハウジングに接続され、そのようにして、中空の管状要素の内側の空間は外部に接続され、絶縁体の半部内に環状空間が区切られ、管状要素の外壁と外側ハウジングの内壁との間に含まれ、そこに二次または高電圧巻線が配設される。
【００１３】
絶縁体の各半部の中空の管状要素は、絶縁体の２つの半部が互いに連結されるように、外側ハウジングの自由端に関して突出する特性を有し、複数の中空の管状要素の複数の自由端は接触を維持し、一方、スロットが、ゼロボルトレベルに置かれ、２つの外側ハウジングの間に区切られる。ただし、高度の絶縁は必要なく、しかし、オイルが流れて二次巻線の回路に接触することができる。
【００１４】
記載された構成により、以下が実現される。  一次巻線及び二次巻線は、同一の空間を長手方向に占有する。同一の空間は、複数の巻線の間の磁気結合を最大化し、従って、それらの間のリアクタンスを最小化し、電力出力の最大化を可能にする。  二次巻線の整流器、フィルタ、及び抵抗分割器は、これらが等電位回路であり、それらに沿って同電位を有するという事実より、互いに極近接して配設されることができる。  一次及び二次巻線の間の距離は、両巻線を分離する中空の管状要素により最小化され、絶縁ロスのない良好の磁気結合を可能とする。  絶縁体の各半部の外側ハウジングの形状は、ゼロボルトレベルに置かれるスロットを形成することができるものとする。ただし、高度の絶縁は必要なく、しかし、オイルが二次巻線に接触することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
発明の特性のより良い理解に貢献するために図を用いてなされる説明を補完するために、その好ましい実施形態に従って、図面のセットが、説明の必須の部分として、ただし例示的かつ非限定的な方法で、添付される。以下のものが示されている。
【図１Ａ】発明の対象である変圧器の正面図を示す。
【図１Ｂ】図１Ａの変圧器がＡＡ線に沿って切断された場合に得られる断面を示す。
【図１Ｃ】変圧器がＣＣ線に沿って切断された場合に得られる断面を示す。
【図１Ｄ】変圧器がＢＢ線に沿って切断された場合に得られる断面を示す。
【図２】変圧器の斜視図を示す。
【図３】絶縁体の半部の１つの軸測視図を示す。
【図４Ａ】絶縁体の半部の１つの側面図を示す。
【図４Ｂ】絶縁体がＤＤ線に沿って切断された場合に得られる断面を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図面を参照して、以下に、提案された発明の好ましい実施形態を説明する。
【００１７】
図１Ａ、図１Ｂ、図１Ｃ、及び図１Ｄに、その上に一次巻線（２）が配設される磁気コア（１）を観測することができる。それらの両方は、安全グランドレベルＧＮＤであるゼロボルトの極近くで動作するので、それらの間に基本的な低電圧絶縁が得られる。
【００１８】
一次巻線（２）及び磁気コア（１）のアセンブリは、変圧器の絶縁体（３）内に区切られる中空の管状要素（８）の内部に収容され、中空の管状要素（８）上に、二次巻線（４）が配設される。観測できるように、磁気コア（１）及び一次巻線（２）の両方は、オイルに直接接触する。オイルは、磁気コア（１）及び一次巻線（２）の両方を通って流れ、それにより、オイルは、変圧器の動作損失により発生する熱を排出する。
【００１９】
図１Ｂは、二次巻線（４）が、どのように、複数の独立のコイルフォーマに回巻される異なる巻線部（４．１−４．８）に分割されるかを示す。これらの巻線部の電圧は、整流され、フィルタされ、直列に接続されて、整流器（９）およびフィルタ（１０）により各巻線部の複数の電圧をすべて加算する。抵抗分割器（１１）は、出力電圧のサンプルを取り、それを制御回路にフィードバックする。それにより、出力電圧の絶対及び精密な制御を提供する。
【００２０】
この同じ図において、ゼロボルト電圧（グランドレベル又はＧＮＤ）が、二次巻線の中心（巻線部４．４及び４．５の間）に正確に固定されることが観測できる。ただし、絶縁体（３）は、オイルが絶縁体（３）の内部に向かって流れることを可能とする開口（５）を有し、それにより、高電圧サイドに配設される二次巻線の回路を絶縁及び冷却する。この開口は、オイル絶縁が十分な極低電圧ゾーン内に配設されるので、変圧器の絶縁にとって害ではない。
【００２１】
また、変圧器の電圧は徐々に減少し、左に負極性の１５０ｋＶの変圧器に対して、それは、左端で−７５ｋＶの最小値に達することが観測できる。同様に、それは、変圧器の右に向かって正極性で線形的に増大し、右端で＋７５ｋＶの最大値に達する。従って、左に−７５ｋＶを与え、右の＋７５ｋＶまで線形的に増大し、変圧器の中心にゼロボルト電位（グランド又はＧＮＤ）を伴って両端の間に１５０ｋＶのトータルの電位差を与える。
【００２２】
整流器（９）及びフィルタ（１０）及び抵抗分割器（１１）のすべては、同じ電位値を有する。これは、それらの間に電位差がないことを意味し、それらが等電位回路であるように、それらを互いに近接して配設されることを可能にする。
【００２３】
一次巻線（２）及び二次巻線（４）は、同一の空間を長手方向に占有する巻線部（４．１）−（４．８）により形成され、それらの間の磁気結合を最大化する、従って、それらの間のリアクタンスを最小化し、電力出力の最大化を可能とすることが観測される。
【００２４】
図２、図３、図４Ａ、及び図４Ｂにおいて、観測できるように、絶縁体（３）の垂直面に関して対称な２つの半部又は部分（６）及び（７）を備える絶縁体（３）の構造上の特性を観測することができる。２つの部分又は半部（６）及び（７）のそれぞれは、コア（１）及び一次巻線（２）により形成されるアセンブリが収容される中空の管状要素（３．１）を備える。各半部（６）及び（７）において、外側ハウジング（３．２）が中空の管状要素（３．１）を包み、それに伴い、中空の管状要素（３．１）の一端が外側ハウジング（３．２）に接続される。環状空間（３．３）は、中空の管状要素（３．１）及び外側ハウジング（３．２）の間に区切られ、二次巻線（４）が配設される。
【００２５】
絶縁体（３）、特に各半部（６）及び（７）の管状要素（３．１）の別の特性は、その自由端（３．４）にて、外側ハウジング（３．２）（図４Ｂ）の自由端（３．５）より長くなるような長さを有することである。両半部（６）及び（７）が互いに連結されると、それらの中空の管状要素（３．１）の自由端（３．４）が接触し、それらの外側ハウジング（３．２）の自由端（３．５）の間にギャップ又はスロット（５）（図２）が生ずる。それにより、冷却オイルが、環状空間（３．３）に収容される二次巻線（４）に浸透する。
【００２６】
一次巻線（２）及び二次巻線（４）の間の絶縁は、絶縁体（３）の各半部（６）及び（７）の中空の管状要素（３．１）により形成される管状要素（８）により実現される。中空の管状要素（３．１）の厚さは、一方で２つの巻線（一次及び二次）の間の絶縁、他方で良好の磁気結合を可能とする。
【００２７】
絶縁体（３）の半部の各１つの外側ハウジング（３．２）は、二次巻線（４）の絶縁を可能とし、オイルが二次巻線（４）の回路を通って流れ、それにより、それを冷却する。
【００２８】
記載した特性により、とりわけ、Ｘ線管の大きさに適合されることができるそのような方法で、極小空間内に、高電圧（１５０ｋＶ）、高周波（５０ｋＨｚ及び１５０ｋＨｚの間）、および高出力（８０ｋＷ）変圧器を実現することができ、それにより、単一のモジュール内に組み立てることができ、それにより、それら（等電位アセンブリ）の間で電位レベルが一致し、このようにして、それをより経済的且つ効率的に製造する目的のために、アセンブリの重量および体積を減らすことができる。
【００２９】
本発明の本質を、実際にそれを実施する方法とともに、十分に説明したが、本質的に、一例として示されたものと詳細において異なる他の複数の実施形態で実施されてよいし、保護は、その基本原理を変更、変形又は修正しない限り、同様に拡張して適用されてよい。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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