SU1573515A1 - Высоковольтный каскадный тороидальный трансформатор - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике и может использоватьс  в питании высокого и сверхвысокого напр жени . Цель изобретени  - улучшение массогабаритных показателей и технологичности. Устройство содержит первичную тороидальную обмотку, образованную соединением р да Г-образных полувитков 1 и 2. Дл  подключени  к источнику питани  переменного тока обмотка возбуждени  имеет выводы 3 и 4. Обмотка возбуждени  охватывает колонну из нескольких концентрических тороидальных магнитопроводов 5 с уложенными на них вторичными обмотками. Тороидальна  обмотка возбуждени  выполнена таким образом, что оставл ет свободным сектор тора, необходимый дл  выводов 9 и 10 высокого напр жени  от внутренней высоковольтной системы. Эти выводы могут быть ориентированы в любом направлении в плоскости, проход щей через середину свободного от первичной обмотки сектора. В каждой вторичной обмотке индуктируютс  синфазные ЭДС. При последовательном соединении согласно включенных вторичных обмоток на высоковольтных выводах 9 и 10 будет действовать напр жение, равное произведению напр жени , индуктированного в одной обмотке, на количество последовательно и согласно соединенных обмоток. При любых схемах соединени  обмоток мощность каскада равна сумме мощностей всех обмоток. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

Description

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в конструкции каскадных трансформаторов и трансформаторно-выпр мительных (инверторных) устройств высокого и сверхвысокого напр жени  различного применени .

Целью изобретени   в-л етс  улучшение массогабаритных показателей и технологичности высоковольтного каскадного трансформатора.

На фиг.1 приведена схема трансформатора; на фиг.2 - то же, вид сверху.

Устройство содержит первичную тороидальную обмотку, образованную соединением р да Г-образных полувит- ков 1 и 2. Дл  подключени  к источнику питани  переменного тока первична  обмотка возбуждени  имеет выводы 3 и 4. Обмотка возбуждени  охватывает колонну из нескольких концентрических тороидальных магнитопроводов 5 с уложенными на них вторичными обмотками 6. На каждом магнитопрово- де 5 может быть расположено несколько вторичных обмоток 6, соединенных перемычками 7 последовательно, параллельно или смешанно в зависимости от напр жени  и мощности каскада.

Тороидальна  обмотка возбуждени  выполнена так, что оставл ет свобод- сектор тора 8, необходимый дл  выводов 9 и 10 высокого напр жени  от внутренней высоковольтной системы

Высоковольтные выводы 9 и 10 Могут быть ориентированы в любом направлении в плоскости, проход щей через середину свободного от первичной обмотки сектора 8.

В случае использовани  такого каскадного трансформатора в схеме инвер торно-выпр мительного устройства в указанном секторе может быть расположен высоковольтный выпр мительно- йнверторный мост.

Поскольку первична  обмотка возбуждени  каскада имеет, как правило, небольшое количество витков в предег лах единиц или дес тков, то относительно просто может быть выполнена полой, например, из трубы, в которой может циркулировать какой-либо теплоноситель , .например вода. В этом случае эта обмотка может выполн ть функ ции радиатора дл  отвода.тепловых потерь всей системы каскадного транс форматора.

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

Вс  активна  часть каскадного трансформатора помещаетс  в корпус 11 с фланцами 12 дл  выводов обмоток, заполн емый какой-либо изол ционной средой, например шестифтористой серой (SFC).

Трансформатор работает следующим образом.

Выводы 3 и 4 первичной обмотки возбуждени  подключаютс  к источнику переменного ток необходимой мощности, напр жени  и частоты. В каждой вторичной обмотке 6 индуктируютс  синфазные ЭДС. При последовательном соединении согласно включенных вторичных обмоток на высоковольтных выводах 9 и 10 действует напр жение, равное произведению напр жени , индуктированного в одной обмотке, на количество последовательно и согласно соединенных обмоток. Параллельное соединение р да обмоток позвол ет увеличить принимаемую каскадом токовую нагрузку . При этом необходимо, чтобы внутренние импедансы и ЭДС обмоток, соедин емых параллельно, мало отличались одна от другой. При любых схемах соединени  обмоток мощность каскада равна сумме мощностей всех вторичных обмоток, поэтому аксиально-концентри ческое секционирование вторичной системы каскадного тороидального трансформатора с общей обмоткой возбуждени  позвол ет построить тороидальную систему любой требуемой мощности.

Предлагаемое изобретение наиболее эффективно может быть использовано при разработке высоковольтных каскадных трансформаторов с пленочно- газовой изол цией на напр жение от сотен киловатт до единиц мегаватт при питающем напр жении повышенной частоты (1000 Гц и более). Преимущества особо ощутимы дл  аморфной стали с малыми потер ми. При использовании аморфных сплавов, например, марки 9КСР напр жение единичного элемента каскадного трансформатора может быть 100 кВ и выше без применени  специального, например принудительного , жидкостного охлаждени  магнитопровода, что весьма проблематично дл  магнитопроводов, наход щихс  под высоким электрическим потенциалом .

В этом случае каскадный трансформатор напр жением 1,5 MB может иметь

высоту не более 1,5 м при диаметре котла около 2 м,

Снижение габаритов трансформатора приводит к уменьшению габаритов и веса котла (корпуса), что позвол ет разрабатывать компактные высоковольтные серии источников питани  и преобразовательных устройств, необходимых в различных новых технологических установках.

Claims (2)

1.Высоковольтный каскадный тороидальный трансформатор, содержащий общую дл  всех элементов каскада первичную обмотку возбуждени , охватывающую магнитную систему, собранную из тороидальных сердечников, несущих секционированные вторичные высоковольтные обмотки и высоковольтные

3е) 156

выводы, отличающийс  тем, что, с целью улучшени  массоглбарит- ных показателей и технологичности, магнитна  система состоит из нескольких концентрических колонн тороидальных сердечников, вторичные обмотки, расположенные на всех сердечниках , состо т из двух симметричных ветвей и образуют по высоте колонны цилиндрический изолированный секториальный слой, в котором уложены перемычки, соедин ющие концы ветвей и отдельных секций, а высоковольтные выводы установлены в плоскости симметрии изолированного сек- ториального сло .

10

15

2.Трансформатор по п,1, о тли - 20 чающийс  тем, что первична  обмотка возбуждени  собрана из Г-образных трубчатых полувитков.