Claims (2)
Известнотакже высоковольтное трансформаторно-выпр мительное устройство , скомпонованное на основе повышающего трехфазного трансформатора fr 3 g пространственно-симметричным магнитопроводом . Выпр мительные блоки, имеющие вид цилиндров, расположены параллельно ос м обмоток трансформатора , высоковольтный вывод выполнен в виде коаксиала с кожухомтрансформатора , сопр женного с встроенной ускорительной трубкой. Магнитопровод трансформатора находитс под потенциалом земли, вт-орична секционированна обмотка генерирует высокое напр жение, которое выпр мл етс в диодных блоках, расчитанных на полное напр жение установки 2. Недостаток известного устройства заключаетс в т желых услови х рабо ,ты изол ции, поскольку вторична обмотка трансформатора и диодные блоки должны изолироватьс от магнитопровода на полное напр жение, а пробой одной из секций вторичной обмотки приводит к выходу из стро всего устройства. При этом ресурс непрерывной работы ускорител снижаетс , поскольку аварийные режимы в источнике питани и в ускорительной трубке пространственно и конструктивно не разв заны. При пробое какого-либо элемента трансформаторно-выпр мительного устройства необходим демонтаж всего ускорител . -.наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности л етс трансформаторно-выпр мительно устройство,представл ющее собой пространственно-симметричный трехфазный трансформатор. Первична обмотка трансформатора собрана в виде трех плоских, пр моугольных катушек, вер тикальные части которых проход т по парно вдоль оси окна, образованного колонной сердечников, несущих секци вторичной обмотки. Сердечники собир ютс на изолирующих цилиндрах и фиксируютс изол ционными дисками. При этом горизонтальные части первичных катушек и оси трех колонн сердечников образуют соответственно грани и вершины равностороннего треугольника , а секции вторичной обмотки подключены к выпр мительным модул м, соединенным в трехфазные мосты. Тран форматорна часть источника питани в электрЪмагнитном отношении вл етс зеркальным отражением стержнево го трансформатора с пространственным магнитопроводом. Замкнутый секционинированиый магмитопровод каждой фазНОИ колонны характеризуетс минимальной длиной магнитной силовой линии, а тороидальна форма секций вторичной обмотки обеспечивает минимальн:ое значение индуктивности рассе ни 3. Недостатком известного устройства вл етс неоптимальна схема соединений секций вторичной обмотки и полюсов Мостов,привод ща к снижению рабочего напр жени ступени и,следовательно , к уменьшению удельной мощности в устройстве. Кроме того, совмещение функций изолирующих и крепежных детаг лей каркаса, состо щего из изол ционных цилиндров с дисками, ухудшает теплоотвод от обмоток, что снижает надежность главной изол ции и приводит к уменьшению полезной мощности источника питани . Целью изобретени вл етс повышение удельной объемной мощности высо-. ковольтного трансформаторно-выпр мительного устройства. Поставленна цель достигаетс тем, что устройство, содержащее пространственно-симметричный повышающий-, многофазный трансформатор с первичной обмоткой, выполненной в виде трех плоских пр моугольных катушек, вертикальные части которых проход т попарно вдоль оси окна, образованного колонной замкнутых сердечников, несущих секции вторичной обмотки, изол ционные элементы креплени и каскадный мостовой выпр митель с промежуточными ., полюсами , расположенный вдоль колонн сердечников и имеющий один высоковольтный вывод, снабжено потенциальными экранами, расположенными друг под другом коаксиальное колоннами сердечников и электрически соединенными с концами секций вторичной обмотки, изол ционные элементы креплени выполнены в виде стоек и сегментных отрезков диэлектрических цилиндров с поперечными прорез ми, в которых расположены замкнутые сердечники с секци ми вторичной обмотки и закреплены с помощью изол ционных стоек, причем сегментные отрезки образуют правильную призму с вогнутыми гран ми. Высоковольтный вывод образован каёелем со сн той оплеткой, проход щим вдоль оси трансформатора, и снабжен провод щими кольцами, расположенными на равных рассто ни х друг от друга коаксиально с кабелем и электрически соединенными с промежуточными полюсами выпр мител . 59 На фиг. 1 представлена обща ком поновка трансформаторно-выпр митель ного устройства; на фиг. 2 - вид в плане; на фиг. 3 принципиальна электрическа схема. Устройство содержит трехрамную многовитковую первичную обмотку 1 трансформатора, изолированную пленкой 2 и встроенную в электростатический заземленный экран 3- Система вторичных обмоток с сердечниками и выпр мительными мостами образует симметричные относительно центральной оси k модул . Тороидальные сердечники 5 несут тороидальные секции вторичной обмотки 6, электрически соединенные с экранами 7- Секции выпр мител 8 (фиг. 2) расположены на вершинах равностороннего треуголь ника. Полюса отдельных мостов выпр мител 9 выполнены в виде кольцевых экранов, равноотсто щих друг от друга по высоте колонны сердечников. Выемна часть устройства собрана на двух профилированных изол ционных пластинах 10,ст нутых основными 11 и дополнительными 12 изол ционными стойками. Сегментные отрезки диэлект рических цилиндров 13. имеющие систе му поперечных прорезей, скреплены с ИЗОЛЯЦИОННЫМИ стойками с помощью шпилек и кле . Вдоль оси устройства собран омический делитель напр жени Ш, секции которого закреплены на провод щих кольцах - экранах, расположенных вдоль центрального высоковольтного кабел 15 без оплетки. Выемна часть устройства крепитс на металлической крышке 16, снабженной вводами питани 17- Герметичный провод щий корпус 18 заполн етс газообразным или жидким диэлектриком выполн ющим функции теплоохлаждающей среды. Устройство работает следующим образом . При подключении первичной обмотки 1 трансформатора к сети под воздействием сетевого напр жени jno обмотке протекает ток,намагничивающий пространственно-симметричный магнито провод.При этом магнитный поток локализуетс , в отдельных тороидальных сер демниках 5,индуктиру трехфазную сист му ЭДС в секци х вторичной вентильной обмотки 6. Начала секций вторичной обмотки, расположенных на одинаковой высоте вдоль колонны сердечни .ка, подключены к потенциальным экраобщего магнитного потока в остальных сердечниках. Главна изол ци повышающего трансформатора представл ет 7. вл ющимс также нейтрал ми секций обмотки, соединенныхв звезду. Экраны 7 охватывают всю выемную часть источника питани и выравнивают градиенты напр жени между отдельными секци ми и между выемной частью и провод щим корпусом 18. Потенциал системы экранов ступенчато нарастает сверху вниз. Вентильные элементы мостовых выпр мителей 8 образуют пространственно-симметричную систему, что позвол ет оптимизировать структуру тепловых потоков в устройстве. Тороидальные сердечники 6, расположенные соосно в пределах каждой колонны , разв заны механически с помощью сегментных отрезков диэлектри ческих цилиндров 13,имеющих систему поперечных прорезей.Сегментные отрезки цилиндров жестко св заны с помощью профилированных изол ционных стоек 11, на внешней поверхности которых собраны вентильные элементы,, зашунтированные керамическими конденсаторами. Вывод мощности из устройства осущестел етс высоковольтным кабелем 15 со сн той оплеткой и снабженным провод щими кольцами, вл ющимис полюсами отдельных ступеней каскадного мостового выпр мител и служащими дл равномерного делени потенциала по по- . верхности кабел . Модульный принцип выполнени трансформат орно-выпр мительного устройства с пространственно-симметричным расположением магнитных и преобразо п ; вательных звеньев оптимизирует конструкцию , обеспечива луМшие услови дл отвода тепла и равномерного принудительного распределени потенциала по секци м каскада мостового выпр мител . Секци вторичной обмотки повышающего трансформатора изолируетс ОТ сердечника на напр жение только одной ступени, при этом снимаетс проблема изол ции вторичной обмотки от магнитопровода. Случайное кратковременное замыкание одной из секций вторичной обмотки или одной ступени мостового выпр мител не вл етс аварийным режимом дл источника питани в целом. В этом случае происходит локальное вытеснение магнитного потока из соответствующего тороидального сердечника и перерасп(эеделение 79 бой чисто газовый или жидкостной канал , в котором отсутствуют шунтирующие твердые диэлектрики. Дл повышени однородности электрического пол первична обмотка окружена электрост тическим заземленным экраном, покрытым снаружи многослойной пленочной изол цией. Конструкци высоковольтного вывода, выполненного аксиальносимметричным кабелем без оплетки с градиентными кольцами, позвол ет реализовать вывод; мощности без. увеличени размеров выемной части и не требует специального изолирующего пространства. Градиентные кольца кабел совмещены электрически с полю сами ступеней каскадного выпр мител , поэтому ступенчатое изменение потенциала вдоль вертикальной оси выемной части устройства происходит равномерно по всем элементам конструкции , включа соответствующие участки высоковольтного кабел . Положительный технический эффект от применени данного изобретени обусловлен оптимизацией пространственной структуры многофазного высоко вольтного трансформаторно-выпр ми:тельного устройства с модульным прин ципом выполнени и кабельным выводом мощности. Формула изобретени 1. Трансформаторно-выпр мительное устройство, содержащее пространствен но-симметричный повышающий многофазный трансформатор, выполненный в виде закрепленных в изол ционном каркасе колонн замкнутых сердечников, несущих секции вторичной обмотки, вдоль оси окон которых попарно расположены вертикальные участки плоских пр моугольных катушек первичной обмотки, изол ционные элементы креплени и каскадный мостовой выпр митель с промежуточными полюсами, расположенный вдоль колонн сердечников и имеющий один высоковольтный вывод, отличающеес тем, что,с целью повышени удельной объемноймощности , оно снабжено потенциальными экранами, расположенными друг под другом коаксиально с колоннами сердечников и электрически соединенными с концами секций вторичной обмотки , изол ционные элементы креплени выполнены в виде стоек и сегментных отрезков диэлектричесих цилиндров с поперечными прорез ми, в которых расположены-замкнутые сердечники с секци ми вторичной обмотки, закрепленные с помощью изол ционных стоек, причем указанные сегментные отрезки образуют правильную призму с вогнутыми гран ми. 2. Устройство по. п. 1, о т л и чающеес тем, что высоковольтный вывод образован высоковольтным кабелем со сн той оплеткой, проход щим вдоль оси трансформатора, и снабжен провод щими кольцами, расположенными на равных расто ни х друг от друга коаксиально с кабелем и электрически соединенными с промежуточными полюсами выпр мител . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР W , кл. Н 05 Н 5/00, Тэбб. Also known is a high-voltage transformer-rectifying device arranged on the basis of a three-phase step-up transformer fr 3 g by a spatially symmetric magnetic circuit. The rectifying units, having the form of cylinders, are parallel to the axis of the transformer windings, the high-voltage output is made in the form of a coaxial with a transformer housing, coupled with a built-in accelerating tube. The transformer magnetic core is under the ground potential, the high voltage sectional winding generates a high voltage, which is rectified in the diode blocks, designed for the total voltage of installation 2. A disadvantage of the known device is the difficult working conditions of the insulation, since the secondary the transformer winding and diode blocks must be isolated from the magnetic circuit at full voltage, and the breakdown of one of the sections of the secondary winding leads to the failure of the entire device. At the same time, the resource of continuous operation of the accelerator is reduced, since emergency conditions in the power source and in the accelerator tube are not spatially and structurally developed. In the event of the breakdown of any element of a transformer-rectifying device, the entire accelerator must be dismantled. - the closest to the invention according to the technical essence is a transformer-rectifying device, which is a spatially symmetric three-phase transformer. The primary winding of the transformer is assembled in the form of three flat, rectangular coils, the vertical parts of which run in pairs along the axis of the window formed by a column of cores carrying the secondary winding section. The cores are assembled on insulating cylinders and fixed by insulating discs. In this case, the horizontal parts of the primary coils and the axes of the three columns of the cores form, respectively, the faces and vertices of an equilateral triangle, and the sections of the secondary winding are connected to rectifying modules connected in three-phase bridges. The transformer part of the power supply in the electromagnetic ratio is the mirror image of a core transformer with a spatial magnetic circuit. The closed sectional magmitting conduit of each phase column is characterized by the minimum length of the magnetic field line, and the toroidal shape of the secondary winding sections provides the minimum: dissipation inductance 3. The disadvantage of the known device is the nonoptimal connection scheme of the secondary winding sections and the Bridges poles, resulting in a decrease in operating voltage step and, consequently, to reduce the power density in the device. In addition, the combination of the functions of the insulating and fasteners of the frame, consisting of insulating cylinders with disks, impairs the heat dissipation of the windings, which reduces the reliability of the main insulation and reduces the useful power of the power source. The aim of the invention is to increase the specific volumetric power to high. transformer rectifier covoltage device. The goal is achieved by the fact that a device containing a spatially symmetric step-up multiphase transformer with a primary winding made in the form of three flat rectangular coils, the vertical parts of which pass in pairs along the axis of a window formed by a column of closed cores carrying the secondary winding sections, insulating fastening elements and a cascade bridge rectifier with intermediate poles, located along the core columns and having one high-voltage output, are supplied with With special shields arranged one below the other coaxially with core columns and electrically connected to the ends of the secondary winding sections, the insulating fastening elements are made in the form of racks and segment segments of dielectric cylinders with transverse slits in which closed cores with secondary winding sections are located and fixed using insulating racks, and the segment segments form a regular prism with concave edges. The high voltage output is formed by a loose braid that extends along the axis of the transformer, and is equipped with conductive rings spaced at equal distances from each other coaxially with the cable and electrically connected to the intermediate poles of the rectifier. 59. In FIG. Figure 1 shows the general installation of a transformer rectifier device; in fig. 2 is a plan view; in fig. 3 is a circuit diagram in principle. The device contains a three-frame multi-turn primary winding 1 of the transformer, insulated with film 2 and embedded in an electrostatic grounded screen 3- The system of secondary windings with cores and rectifying bridges forms symmetric with respect to the central axis k of the module. The toroidal cores 5 carry the toroidal sections of the secondary winding 6, electrically connected to the screens 7 - The rectifier sections 8 (Fig. 2) are located on the vertices of an equilateral triangle. The poles of the individual bridges of straightener 9 are made in the form of annular screens, equally spaced from each other along the height of the core column. The withdrawal part of the device is assembled on two profiled insulating plates 10, which are fixed by the main 11 and additional 12 insulating posts. The segmental segments of the dielectric cylinders 13. having a system of transverse slits, are fastened to the INSULATION racks with the help of pins and glue. An ohmic voltage divider W is assembled along the axis of the device; its sections are fixed on conductive rings — shields located along the central high-voltage cable 15 without braid. The withdrawal part of the device is mounted on a metal cap 16, provided with power inlets 17-A sealed conductive case 18 is filled with a gaseous or liquid dielectric acting as a heat-cooling medium. The device works as follows. When the primary winding 1 of the transformer is connected to the network under the influence of the mains voltage jno, a current flows through the magnetizing spatially symmetric magnetic wire. At the same time, the magnetic flux is localized, in separate toroidal terminals 5, induces a three-phase EMF system in the sections of the secondary valve winding 6 The beginnings of the secondary winding sections, which are located at the same height along the core column, are connected to the potential of an external total flux in the remaining cores. The main isolation of the step-up transformer is 7. They are also the neutrals of the winding sections connected in a star. The screens 7 cover the entire removable part of the power supply and align the voltage gradients between the individual sections and between the removable part and the conductive housing 18. The potential of the screen system increases incrementally from top to bottom. The valve elements of the bridge rectifiers 8 form a spatially symmetric system, which makes it possible to optimize the structure of heat flows in the device. Toroidal cores 6, located coaxially within each column, are mechanically separated by segment segments of dielectric cylinders 13 having a system of transverse slots. Segmental cylinder segments are rigidly connected by means of profiled insulating posts 11, on the outer surface of which valve elements are assembled, shunted with ceramic capacitors. Power is removed from the device by a high-voltage cable 15 with stripped braid and equipped with conductive rings, which are the poles of the individual steps of the cascade bridge rectifier and are used to evenly divide the potential by. the top of the cable. The modular principle of transforming an orbital rectifier device with a spatially symmetrical arrangement of magnetic and transform n; It optimizes the design, providing better conditions for heat removal and a uniform forced distribution of potential across sections of the bridge rectifier cascade. The secondary winding section of the step-up transformer is isolated from the core to the voltage of only one step, thus removing the problem of isolating the secondary winding from the magnetic circuit. Accidental short-circuiting of one of the sections of the secondary winding or one stage of the bridge rectifier is not an emergency mode for the power source as a whole. In this case, there is a local exclusion of the magnetic flux from the corresponding toroidal core and repartition (removal 79 is a purely gas or liquid channel, in which there are no solid shunting dielectrics. To increase the uniformity of the electric field, the primary winding is surrounded by multilayer film insulation from the outside The construction of a high-voltage output, made by an axially symmetric cable without braid with gradient rings, allows l output; power without increasing the dimensions of the detachable part and does not require a special insulating space. The gradient cable rings are electrically aligned with the field of the cascade rectifier stages themselves, therefore a stepwise change in potential along the vertical axis of the detachable part of the device occurs uniformly over all structural elements, including the corresponding sections high voltage cable. The positive technical effect of the application of this invention is due to the optimization of the spatial structure of the multi-phase A high voltage transformer rectifier device with a modular implementation principle and a cable power output. Claim 1. Transformer-rectifying device containing a spatially symmetric multiphase step-up transformer, made in the form of closed cores fixed in an insulating frame of columns, carrying sections of the secondary winding, along the axis of the windows of which the vertical sections of flat rectangular primary coils are arranged in pairs , insulating fastening elements and a cascade bridge rectifier with intermediate poles, located along the core columns and having one high Voltage output, characterized in that, in order to increase the specific volume capacity, it is equipped with potential screens located one under another coaxially with core columns and electrically connected to the ends of the secondary winding sections, the insulating fastening elements are made in the form of racks and segment segments of dielectric cylinders with transverse slots in which closed cores are located with secondary winding sections secured by insulating racks, the specified segment segments Braz regular prism with concave facets. 2. Device by. Claim 1, which means that the high-voltage output is formed by a high-voltage cable with stripped braid running along the axis of the transformer, and is equipped with conductive rings arranged equal distances from each other coaxially with the cable and electrically connected to intermediate poles rectifier. Sources of information taken into account in the examination 1. USSR author's certificate W, cl. H 05 H 5/00, Tabb.
2. Авторское свидетельство СССР № 500719, кл. Н 05 Н 5/00, 19763- Авторское свидетельство СССР по за вке W 2026801/07,-кл. Н 02 М 7/10, 197.2. USSR author's certificate No. 500719, cl. H 05 H 5/00, 19763- USSR Copyright Certificate W 2026801/07, -kl. H 02 M 7/10, 197.
/J/ J
nn
ЮYU