SU1555713A1 - High-voltage high-frequency transformer - Google Patents
High-voltage high-frequency transformer Download PDFInfo
- Publication number
- SU1555713A1 SU1555713A1 SU874347000A SU4347000A SU1555713A1 SU 1555713 A1 SU1555713 A1 SU 1555713A1 SU 874347000 A SU874347000 A SU 874347000A SU 4347000 A SU4347000 A SU 4347000A SU 1555713 A1 SU1555713 A1 SU 1555713A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- cylinders
- magnetic circuit
- cooler
- sector
- winding
- Prior art date
Links
Abstract
Изобретение относитс к электротехнике и может быть использовано в составе мощных зар дных устройств и в источниках питани электрофизических приборов. Цель изобретени - повышение надежности путем повышени эффективности охлаждени . Тороидальный магнитопровод 1 охвачен полым охладителем, состо щим из внешнего 2 и внутреннего 3 полых цилиндров и торцовых медных шайб 4 и 5, изолированных от торцов магнитопровода диэлектрическими кольцами 6. Фольговые стенки цилиндров 7 охватывают магнитопровод и дистанциируютс между собой кольцевыми элементами 8. Каждый цилиндр вдоль образующей сопр жен с патрубками 9, 10 и 11, 12, расположенными соосно и разделенными герметичными перегородками 13 по высоте магнитопровода 1. Така система охладител позвол ет повысить интенсивность охлаждени и повысить надежность работы. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.The invention relates to electrical engineering and can be used as part of high-power charging devices and in power supplies of electrophysical devices. The purpose of the invention is to increase reliability by increasing cooling efficiency. The toroidal magnetic core 1 is enclosed by a hollow cooler consisting of an outer 2 and an inner 3 hollow cylinders and end copper washers 4 and 5, insulated from the ends of the magnetic core by dielectric rings 6. The foil walls of the cylinders 7 span the magnetic core and distance each other with annular elements 8. Each cylinder along generators are coupled with nozzles 9, 10 and 11, 12 located coaxially and separated by hermetic partitions 13 along the height of the magnetic circuit 1. Such a cooling system allows to increase the intensity of cooling any and increased reliability. 1 hp f-ly, 5 ill.
Description
ладителем, состо щим из внешнего 2 и внутреннего 3 полых цилиндров и торцовых медных шайб 4 и 5, изолированных от торцов магнитопровода ди- электрическими кольцами 6. Фольговые стенки цилиндров 7 охватывают магни- топровод и дистанциируютс между со- бой кольцевыми элементами 8, КаждыйA ladder consisting of the outer 2 and inner 3 hollow cylinders and end copper washers 4 and 5, insulated from the ends of the magnetic core by dielectric rings 6. The foil walls of cylinders 7 cover the magnetic conductor and distance themselves between the annular elements 8, Each
цилиндр вдоль образующей сопр жен с патрубками 9,10 и 11,12, расположенными соосно и разделенными герметичными перегородками .13 по высоте магнитопровода 1. Така система охлади- |тел позвол ет повысить интенсивность охлаждени и повысить надежность работы . 1 з.п. ф-лы, 5 илоthe cylinder along the generatrix is conjugated with nozzles 9,10 and 11,12, located coaxially and separated by hermetic partitions .13 along the height of the magnetic circuit 1. Such a cooling system allows increasing the cooling intensity and increasing the reliability of operation. 1 hp f-ly, 5 silt
Изобретение относитс к электротехнике , в частности к высокочастотным трансформаторам с твердой изол цией и интенсивным охлаждением, которые могут использоватьс в составе мощных зар дных устройств и в источниках питани электрофизических приборов .The invention relates to electrical engineering, in particular, to high-frequency transformers with solid insulation and intensive cooling, which can be used as part of high-power charging devices and in power supplies of electrophysical devices.
Цель изобретени - повышение надежности трансформатора путем повышени эффективности охлаждени .The purpose of the invention is to increase the reliability of the transformer by increasing the cooling efficiency.
На фиг.1 показан высоковольтный высокочастотный трансформаторJ на фиг.2 - схема расположени выводов и патрубков; на фиг.З - охладитель магнитопровода , на фиг.4 - разрез А-А на фиг.З; на фиг.5 - разрез Б-Б на фиг.3.Fig. 1 shows a high-voltage high-frequency transformer in Fig. 2 a diagram of the arrangement of the leads and the connections; on fig.Z - cooler magnetic circuit, figure 4 - section aa on fig.Z; figure 5 - section bb in figure 3.
Тороидальный магнитопровод 1 охвачен полым охладителем, состо щим из внешнего 2 и внутреннего 3 полых цилиндров и торцовых медных шайб 4 и 5, изолированных от торцов магнитопро вода диэлектрическими кольцами 6. Фольговые стенки цилиндров 7 плотно охватывают магнитопровод и дистанци- онируютс между собой кольцевыми элементами 8. Каждый цилиндр вдоль обра- зующей сопр жен с двум патрубками 9, 10 и 11, 12, расположенными соосно , и разделенными герметичными перегородками 13 по высоте магнитопровода . Фольговые цилиндры загерметизированы на торцах пайкой на кольцевых выступах 14 соответствующих торцовых шайб. Патрубки выполнены с продольными прорез ми 15, равными высоте магнитопровода и ориентированными ортогонально герметичным перегородкам, через которые хладагент попадает в цилиндрическую полость охладител .The toroidal magnetic core 1 is enclosed by a hollow cooler consisting of an outer 2 and an inner 3 hollow cylinders and end copper washers 4 and 5, insulated from the ends of the magneto-conductor by dielectric rings 6. The foil walls of the cylinders 7 tightly enclose the magnetic core and are spaced between themselves by ring elements 8 Each cylinder along the forming interface with two nozzles 9, 10 and 11, 12 located coaxially and separated by sealed partitions 13 along the height of the magnetic circuit. The foil cylinders are sealed at the ends by soldering on the annular protrusions of 14 corresponding end washers. Nozzles are made with longitudinal slots 15, equal to the height of the magnetic circuit and oriented orthogonally sealed partitions through which the refrigerant enters the cylindrical cavity of the cooler.
На охладитель наноситс слой твёрдой изол ции 16 по всему периметру магнитопровода. Вторична высоковольтна обмотка 17 может быть одно- и многослойной. Поверх межобмоточнойA layer of solid insulation 16 is applied to the cooler along the entire perimeter of the magnetic circuit. Secondary high-voltage winding 17 can be single and multi-layered. Over the winding
00
00
г g
35 40 35 40
55 55
твердой изол ции 18, охватывающей также весь периметр магнитопровода, укладываетс пола первична обмотка 19, а сектор 20 (tf 30°) остаетс свободным от обмоток. В этом секторе установлены патрубки дл подачи хладагента и высоковольтные выводы 21 и 22 вторичной обмотки. У границы изолирующего сектора 23 установлены выводы первичной обмотки, совмещенные со штуцерами 24 дл подачи охлаждающей жидкости. Поверх первичной обмотки сформирована полимерна изол ци 25, выполн юща функции корпуса трансформатора, а поверх патрубков подачи и отвода хладагента нанесена изол ци 26 типа монолит или монотерм .solid insulation 18, which also covers the entire perimeter of the magnetic core, is laid to the floor of the primary winding 19, while sector 20 (tf 30 °) remains free from windings. In this sector, refrigerant supply pipes and high-voltage terminals 21 and 22 of the secondary winding are installed. At the border of the insulating sector 23, primary winding pins are installed, combined with fittings 24 for coolant supply. A polymer insulator 25, which functions as a transformer casing, is formed over the primary winding, and a monolith or mono therm type insulator 26 is applied over the supply and discharge connections of the refrigerant.
Трансформатор работает следующим образом.The transformer works as follows.
Выводы первичной обмотки подключаютс к автономному инвертору (f 1-10 кГц). Изменение магнитного потока в тороидальном магнитопроводе 1 индуктирует высокочастотную ЭДС в многослойной вторичной обмотке 17, выводы которой 21 и 22 установлены в изолирующем секторе 20 (фиг,2).The terminals of the primary winding are connected to an autonomous inverter (f 1-10 kHz). The change in the magnetic flux in the toroidal magnetic core 1 induces a high-frequency emf in a multilayer secondary winding 17, the terminals of which 21 and 22 are installed in the insulating sector 20 (FIG. 2).
В высокочастотном режиме тепловые потери локализуютс в тороидальном магнитопроводе, в объеме твердой изол ции -типа монолит или монотерм и в меди первичной обмотки. При больших значени х коэффициента трансформации , характерных дл высоковольтного трансформатора мощностью в дес тки киловатт, и оптимальном выборе плотности тока потери во вторичной обмотке сказываютс меньше, чем потери в объеме твердой изол ции.In the high-frequency mode, the heat loss is localized in the toroidal magnetic core, in the volume of solid insulation — a type of monolith or monoterm, and in the copper of the primary winding. With large values of the transformation ratio characteristic of a high voltage transformer with a power of ten kilowatts and the optimal choice of current density, losses in the secondary winding are less than losses in the volume of solid insulation.
Жидкий хладагент, например дистиллированна вода, подаетс с заданной скоростью и расходом через патрубки 9 и 11 в цилиндрические теплообменники и через штуцера 24 в полую первичную обмотку. Охлаждающа жидкость, под515Liquid refrigerant, such as distilled water, is supplied at a predetermined rate and flow rate through pipes 9 and 11 into cylindrical heat exchangers and through fittings 24 into the hollow primary winding. Coolant, under515
водима через патрубок 9, циркулирует через цилиндрическую полость, котора секционируетс кольцевыми ребрами 8, и выходит из рабочего объема через продольную прорезь на патрубке 10.driven through pipe 9, circulates through a cylindrical cavity, which is partitioned by annular ribs 8, and exits the working volume through a longitudinal slot on pipe 10.
Раздельное нормирование скорости и расхода охлаждающей жидкости через поперечное сечение внешнего 2 и внутреннего 3 ПОЛЫХ ЦИЛИНДРОВ И ПОЛУЮ Separate normalization of speed and coolant flow rate through the cross-section of the outer 2 and inner 3 HOLLY CYLINDERS AND SEM
первичную обмотку 19 позвол ет выравнивать градиенты температурного пол в изол ции, обмотках и магнитопрово- де. В качестве хладагента может быть использован также этиленглюколь или фреон.The primary winding 19 permits alignment of the temperature field gradients in the insulation, windings, and magnetic circuit. Ethylene glycol or freon can also be used as a refrigerant.
Тороидальный магнитопровод 1 мо Toroidal magnetic circuit 1 mo
жет быть выполнен из пермалло , холоднокатаной стали либо из аморфног железа. Вторична обмотка 17 и сектор 20 изолируютс стеклослюдинито- вой лентой. После опрессовки и термообработки высоковольтной обмотки собираетс внешн пола первична обмотка, котора может состо ть из отдельных полувитков, соедин емых муфтами. Цилиндрические охладители трансформатора в фольговом варианте герметизируютс пайкой, образу моноблок с патрубками 9-12.It can be made of permallo, cold-rolled steel or amorphous iron. The secondary winding 17 and sector 20 are insulated with glass mica tape. After crimping and heat treating the high-voltage winding, the primary winding is assembled to the external floor, which may consist of separate half-turns connected by couplings. The cylindrical coolers of the transformer in the foil variant are sealed by soldering to form a monoblock with pipes 9-12.
Дл магнитопровода из пермалло 50НЦ с габаритами ф 130/180 мм потери на частоте 51 кГц составл ют л-400 Вт. Перегрев магнитопровода не превышает 100°С при расходе воды For a permallo 50 NTs magnetic circuit with dimensions of 130/180 mm, the loss at a frequency of 51 kHz is l-400 watts. Overheating of the magnetic circuit does not exceed 100 ° С with water consumption
v 1 Л/МИН.v 1 l / min
При использовании аморфной стали потери в сердечнике снижаетс в 3-4 в этом случае потери в изол - превышают потери в сердечнике, происходит инверси теплового потока в конструкции трансформатора . В этом режиме цилиндричес кие охладители 2 и 3 преимущественно отвод т тепло из объема твердой изол ции 16, 18 и 25.When using amorphous steel, the loss in the core decreases by 3-4 in this case, the loss in isolate exceeds the loss in the core, the inversion of heat flux occurs in the design of the transformer. In this mode, cylindrical coolers 2 and 3 preferentially remove heat from the volume of solid insulation 16, 18 and 25.
Средн точка вторичной высоко-i вольтной обмотки может соедин тьс с ма гнитопроводом 1 и цилиндрическим охладител ми 2 и 3. В этом случае патрубки 9 и 11 изолируютс на половину рабочего напр жени . Высоковольтные выводы 21 и 22 вторичной обмотки и патрубки 9 и 11 могут располагатьс взаимно ортогонально со смещением относительно плоскости симметрии в пределах изолирующего сектора 20, выбор величины которого (уголоОThe midpoint of the secondary high-i voltage winding can be connected to the head duct 1 and the cylindrical coolers 2 and 3. In this case, the sockets 9 and 11 are insulated to half the operating voltage. The high-voltage terminals 21 and 22 of the secondary winding and the nozzles 9 and 11 can be mutually orthogonal with displacement relative to the plane of symmetry within the insulating sector 20, the choice of the magnitude of which (angle
раза иtimes and
ции типа мо но терм 1type of term can be term 1
зависит от заданного уровн выходного напр жени сdepends on the set output voltage level with
Положительный эффект от применени изобретени обусловлен конструктивным согласованием сложных требований, предъ вл емых к трансформаторам, фор- мирующим высокое напр жение на высо-Г кой частоте и выполненным с сухой изол цией. Использование трех независимых теплообменных устройств, работающих в режиме принудительной прокачки жидкости, выполненных в виде тонкостенных цилиндров из меднойThe positive effect of the application of the invention is due to the constructive coordination of the complex requirements for transformers that form a high voltage at high frequency and are made with dry insulation. The use of three independent heat exchangers operating in the regime of forced pumping of fluid, made in the form of thin-walled cylinders from copper
5 фольги, охватывающих тороидальный магнитопровод, и внешней полой первичной тороидальной обмотки обеспечивает возможность адаптивного управлени тепловыми потоками в рабочем5 foils covering the toroidal magnetic core and the external hollow primary toroidal winding allows adaptive control of heat flows in the working
0 объеме и выравнивание градиентов температурного пол . Это позвол ет повысить надежность изол ции и трансформатора в целом, так как при одновременном воздействии интенсивного элек5 трического и теплового пол (высокочастотные потери в диэлектрике) пробой изол ции чаще всего имеет тепловую природу.0 volume and gradient alignment of the temperature field. This makes it possible to increase the reliability of the insulation and the transformer as a whole, since, under the simultaneous action of an intense electric and thermal field (high-frequency losses in the dielectric), the breakdown of the insulation often has a thermal nature.
Трансформатор может использоватьс Transformer can be used
0 при создании малогабаритных систем питани электрофизических приборов, дл зар дки емкостных накопителей и в источниках питани технологических установок в диапазоне напр жений 20350 when creating small-sized power supply systems for electrophysical devices, for charging capacitive drives and in power supplies of technological installations in the voltage range 2035
50 кВ, частот 1-10 кГц и мощностей до дес тков киловатт.50 kV, frequencies of 1-10 kHz and power up to ten kilowatts.
ФF
5five
ормула изабретени i 1. Высоковольтный высокочастотный 0 трансформатор, содержащий тороидальный магнитопровод, на котором расположена вторична обмотка с твердой , изол цией и имеетс сектор, не зан тый обмоткой, в котором установлены высоковольтные выводы, наружную первичную обмотку,, отличающий™ с тем, что, с целью повышени надежности путем повышени эффективное- ти охлаждени , он имеет металлический охладитель, выполненный в виде двух цилиндров с полыми стенками и торцовых шайб, изолированных диэлектрическими кольцами от магнитопровода , цилиндры сопр жены вдоль образующих каждый с двум патрубками, расположенными соосно и выполненными с продольными прорез ми и герметичными перегородками, равными высоте магнитопровода и ориентированными ортого0formula from i: 1. High-voltage high-frequency transformer containing a toroidal magnetic circuit, on which a secondary winding with a solid insulation is located and there is a sector not occupied by a winding in which high-voltage leads are mounted, an external primary winding that distinguishes ™ with the fact that , in order to increase reliability by increasing cooling efficiency, it has a metal cooler, made in the form of two cylinders with hollow walls and end washers, insulated by dielectric rings from magnesium oprovoda cylinders conjugate along generators each with two nozzles, arranged coaxially and capable of longitudinal slits and sealed septa, equal height and oriented magnetic ortogo0
5five
гьgb
HiHi
Шг$Shg $
Редактор Н.ТупицаEditor N. Tupitsa
Составитель В.М сниковаCompiled by V. M Snikova
Техред А.Кравчук Корректор Н.Ревска Tehred A. Kravchuk Proofreader N. Revsk
Заказ 556Order 556
Тираж 455Circulation 455
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретени м и открыти м при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушска наб., д. 4/5VNIIPI State Committee for Inventions and Discoveries at the State Committee on Science and Technology of the USSR 113035, Moscow, Zh-35, Raushsk nab. 4/5
Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101Production and Publishing Combine Patent, Uzhgorod, st. Gagarin, 101
Фиг.1 8-6Figure 1 8-6
Фиг. 5FIG. five
ПодписноеSubscription
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU874347000A SU1555713A1 (en) | 1987-12-21 | 1987-12-21 | High-voltage high-frequency transformer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU874347000A SU1555713A1 (en) | 1987-12-21 | 1987-12-21 | High-voltage high-frequency transformer |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1555713A1 true SU1555713A1 (en) | 1990-04-07 |
Family
ID=21343665
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU874347000A SU1555713A1 (en) | 1987-12-21 | 1987-12-21 | High-voltage high-frequency transformer |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1555713A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2479059C1 (en) * | 2011-09-05 | 2013-04-10 | Открытое акционерное общество "Государственный Рязанский приборный завод" | Three-phase hv transformer with liquid cooling system |
-
1987
- 1987-12-21 SU SU874347000A patent/SU1555713A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР № 862249, кл,. Н 01 F 27/18, 1981. Авторское свидетельство СССР № 1447181, кл. Н 01 F 27/32, 1986. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2479059C1 (en) * | 2011-09-05 | 2013-04-10 | Открытое акционерное общество "Государственный Рязанский приборный завод" | Three-phase hv transformer with liquid cooling system |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5038596B2 (en) | AC winding with integrated cooling system and method of manufacturing the same | |
US2483301A (en) | Cooled, high-frequency electric cable | |
US4897626A (en) | Cooling electromagnetic devices | |
CN110383403B (en) | Non-liquid immersed transformer with improved coil cooling | |
SU1555713A1 (en) | High-voltage high-frequency transformer | |
US4158123A (en) | Series reactor | |
US20220336137A1 (en) | A non-liquid immersed transformer | |
US4307364A (en) | Electrical reactor with foil windings | |
JP6821472B2 (en) | Plasma generator | |
JP2004515906A (en) | High frequency transformer with integrated rectifier | |
US3984756A (en) | Power source for supplying stabilized current to electrical installations | |
US4315299A (en) | Power capacitor with high heat dissipation | |
RU2155404C1 (en) | High-voltage high-frequency transformer | |
US2160098A (en) | Fluid cooled elements for radio circuit | |
GB1173249A (en) | Electrical Transformer | |
RU2075150C1 (en) | Electric machine | |
RU2719287C1 (en) | Electric machine stator with tubular cooling system | |
JP2019129192A (en) | Output transformer for induction heating | |
CN217640902U (en) | Transformer | |
EP4160631A1 (en) | Planar winding structure for power transformer | |
SU1236264A2 (en) | Induction heater of fluid medium | |
SU1690003A1 (en) | Induction device | |
CN105529153A (en) | Plug-piece regulating transformer | |
CN105551775A (en) | High-cooling performance potential device | |
CN105529155A (en) | Transformer |