ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ ТРАНСФОРМАТОР

Полезная модель относится к области конструирования малогабаритных трансформаторов, предназначенных для использования в высоковольтной аппаратуре.
Известен литой трансформатор тока (Заявка на изобретение RU №2001130326, опубликовано 2003.07.20, МПК: Н01F 38/30, H01F 27/36), содержащий литую эпоксидную изоляцию, первичную обмотку и вторичную обмотку с магнитопроводом, при этом вторичная обмотка расположена концентрически по отношению к первичной, охватывая ее снаружи и образуя межэлектродный промежуток толщиной h, в котором размещен экран, отделенный от первичной и вторичной обмоток посредством изоляции, причем расстояние от вторичной обмотки до экрана равно расстоянию от экрана до первичной обмотки и составляет h/2, а осевой размер экрана равен 1,3-1,8 осевого размера 1 вторичной обмотки.
Недостатком данного трансформатора являются его значительные габариты.
Известен трансформатор (Заявка на изобретение RU №95105959, опубликовано 1996.12.10, МПК: H01F 30/10, H01F 27/36), содержащий концентрически размещенные на магнитопроводе обмотки, низковольтную и высоковольтную, имеющую больший диаметр, и два экрана, причем один экран установлен между обмотками и изолирован от них, а второй экран размещен снаружи высоковольтной обмотки и электрически с ней соединен, при этом экран, расположенный между обмотками, соединен с магнитопроводом и заземлен.
Недостатком данного трансформатора являются его значительные габариты.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемым результатам к предлагаемому техническому решению является трансформатор (Патент на изобретение RU №2198444, 1996 г., МПК: Н01F 27/30, Н01F 27/04), содержащий литой из электроизоляционного материала корпус, на котором установлены высоковольтные вводы, выполненные из того же материала, что и литой корпус, и жестко закрепленные на его поверхности, обмотку, размещенную в литом корпусе и выполненную, по меньшей мере, из двух катушек, по меньшей мере, одна из которых закреплена в литом корпусе при помощи двух жестких пластин, размещенных под углом друг к другу и жестко соединенных между собой. Пластины выполнены из электроизоляционного материала, имеющего одинаковый с электроизоляционным материалом литого корпуса коэффициент линейного расширения. Высоковольтные вводы расположены под углом друг к другу асимметрично относительно осей симметрии трансформатора и закреплены на поверхности литого корпуса при помощи резьбового соединения и клеящего вещества.
Недостатком данного трансформатора являются его значительные габариты.
Технический результат предлагаемого технического решения заключается в уменьшении габаритов высоковольтного трансформатора с обеспечением его надежной работы при значительных уровнях высоких напряжений.
Технический результат достигается тем, что в высоковольтный трансформатор, содержащий литой из электроизоляционного материала корпус с высоковольтными вводами и, по меньшей мере, две катушки, введены обойма из электроизоляционного материала в виде стакана с кольцевой проточкой, выполненной внутри его боковой стенки со стороны основания, и втулка с ферритовым подстроечным сердечником.
При этом одна из катушек размещена в кольцевой проточке обоймы, другая катушка и втулка с ферритовым подстроечным сердечником размещены в цилиндрической полости обоймы, а внутренний объем корпуса с установленной в нем обоймой заполнен электроизоляционным компаундом.
Сущность полезной модели поясняется чертежами (Фиг.1 - Фиг.5), где:
Фиг.1 - высоковольтный трансформатор;
Фиг.2 - корпус;
Фиг.3 - обойма;
Фиг.4 - катушка;
Фиг.5 - втулка.
Высоковольтный трансформатор (Фиг.1) содержит корпус 1 с установленной внутри него обоймой 2, в которой размещены катушки 3 и 4, являющиеся обмотками трансформатора, и втулка 5 с ферритовым подстроечным сердечником 6.
Корпус 1 (Фиг.2) выполнен монолитным из электроизоляционного материала в виде цилиндрического кожуха с высоковольтными вводами 8 на его внешней торцевой поверхности и имеет внутренний выступ 9 в форме диска, предназначенный для установки обоймы 2.
Корпус 1 (Фиг.2) имеет опорный фланец 10, обеспечивающий возможность установки заявляемого устройства в изделии.
Обойма 2 (Фиг.3) выполнена из электроизоляционного материала в виде стакана, внутри боковой стенки которого со стороны основания 13 выполнена кольцевая проточка 11.
Обойма 2 своим основанием 13 установлена на внутренний выступ 9 корпуса 1, имеющий форму диска (Фиг.1).
Катушка 3, являющаяся высоковольтной обмоткой трансформатора, размещена в кольцевой проточке 11 обоймы 2, а ее
выводы 17 с размещенными на них электроизоляционными трубками 18 через отверстия 16 высоковольтных вводов 8 корпуса 1 выходят наружу. Внутренний объем кольцевой проточки 11 с размещенной в ней катушкой 3 заполнен электроизоляционным компаундом 7(Фиг.1).
Катушка 4 (Фиг.4) с выводами 19 и 20, являющаяся низковольтной обмоткой трансформатора, размещена в цилиндрической полости 12 обоймы 2 (Фиг.1), причем вывод 19 катушки 4 прилегает к ее внутренней поверхности, а вывод 20 размещен вдоль боковой поверхности цилиндрической полости 12 обоймы 2.
Выводы катушки 3 и катушки 4 направлены в противоположные стороны (Фиг.1).
Втулка 5 (Фиг.5) выполнена с внутренним резьбовым отверстием 15, предназначенным для установки ферритового подстроечного сердечника 6, и имеет продольные пазы 14 на внешней цилиндрической поверхности, обеспечивающие ее фиксирование в электроизоляционном компаунде 7.
Ферритовый подстроечный сердечник 6 выполнен в виде цилиндрического стержня с внешней резьбовой поверхностью.
Втулка 5 с ферритовым подстроечным сердечником 6 размещена внутри катушки 4 (Фиг.1), причем вывод 19 катушки 4 размещен в одном из продольных пазов втулки 5.
Внутренний объем корпуса 1 с установленной в нем обоймой 2 заполнен электроизоляционным компаундом 7, что позволяет зафиксировать обойму 2, катушки 3 и 4, втулку 5 с ферритовым подстроечным сердечником 6 внутри корпуса 1 и обеспечить дополнительную электроизоляцию.
Сборка высоковольтного трансформатора осуществляется следующим образом.
Устанавливают катушку 3 с размещенными на ее выводах 17 электроизоляционными трубками 18 в кольцевую проточку 11 обоймы 2, после чего заполняют внутренний объем кольцевой проточки 11 электроизоляционным компаундом 7.
Устанавливают обойму 2 с зафиксированной в ней катушкой 3 основанием 13 на внутренний выступ 9 корпуса 1, а выводы катушки 3 с размещенными на них электроизоляционными трубками 18 через отверстия 16 высоковольтных вводов 8 корпуса 1 выводят наружу.
Устанавливают катушку 4 в цилиндрическую полость 12 обоймы 2.
Ввинчивают ферритовый подстроечный сердечник 6 в резьбовое отверстие 15 втулки 5.
Устанавливают втулку 5 с ферритовым подстроечным сердечником 6 внутри катушки 4 и производят подстройку величины индуктивности.
После чего заполняют внутренний объем корпуса 1 электроизоляционным компаундом 7.
Примером использования заявляемого устройства может служить высокочастотный высоковольтный трансформатор, применяемый для связи низковольтного устройства запуска модулятора с собственно модулятором, находящимся под высоким напряжением.
Корпус 1 высокочастотного высоковольтного трансформатора выполнен монолитным из электроизоляционного материала АГ-4 ГОСТ 20437 в виде цилиндрического кожуха с высоковольтными вводами 8 в виде конусных патрубков на его внешней торцевой поверхности.
Обойма 2 изготовлена из материала фторопласт Ф-4, а ее внутренняя стенка, разделяющая катушки 3 и 4, испытана на электропрочность напряжением 30 кВ постоянного тока.
Втулка 5 выполнена с внутренним резьбовым отверстием 15 диаметром М4, предназначенным для установки подстроечного сердечника 6, и имеет продольные пазы 14 прямоугольной формы шириной 2 мм на внешней цилиндрической поверхности, которые служат для фиксирования втулки 5 в электроизоляционном компаунде 7.
Ферритовый подстроечный сердечник 6 выполнен в виде цилиндрического стержня диаметром М4 с внешней резьбовой поверхностью и предназначен для подстройки величины индуктивности с целью обеспечения оптимального коэффициента передачи.
Уменьшение габаритов высоковольтного трансформатора достигается за счет установки катушек 3 и 4, являющихся его обмотками, в электроизоляционную обойму 2, что позволяет обеспечить их компактное размещение внутри корпуса 1 с обеспечением надежной электроизоляции.
Использование подстроечного сердечника 6 из феррита (магнитного материала, имеющего повышенную индукцию насыщения) обеспечивает прохождение наибольшего магнитного потока через заданную площадь поперечного сечения, что также позволяет уменьшить габариты трансформатора.