Высоковольтные силовые трансформаторы, характеристики, конструкция, применение, как работает. Трансформатор повышающий высоковольтный


Высоковольтные силовые трансформаторы, характеристики, конструкция, применение, как работает

Трансформатор – это электромагнитное статическое устройство с двумя (или более) обмотками, преобразующее электроэнергию напряжения переменного тока с одними характеристиками в электроэнергию с другими характеристиками (такими как напряжение, частота, форма напряжения, фазность). Преобразование электроэнергии в трансформаторах реализуется посредством переменного магнитного поля.

Наиболее распространенным и востребованным электротехническим устройством сегодня является силовые высоковольтные трансформаторы, напряжения, номинальные мощности которых варьируются очень в широких пределах от нескольких десятков киловатт до сотен мегаватт при напряжении от 6кВ до 1150 — 1500кВ.

Поскольку потери электроэнергии в электросетях пропорциональны квадрату тока, протекающего по воздушной линии, то для передачи электроэнергии выгодно использовать высокие напряжения и, соответственно, малые токи. Электроэнергия на электростанциях вырабатывается генераторными установками (турбо-, гидрогенераторами и пр.) на напряжении 16 — 24кВ, реже 35кВ. Поскольку этот уровень напряжения является довольно высоким для использования его в быту и на производстве, но и при этом является и недостаточно выгодным и обоснованным, для наиболее экономичной передачи электроэнергии на значительные расстояния.

Поэтому и используют повышающие трансформаторы, служащие для преобразования электроэнергии до уровней 110, 150, 220, 330, 500, 750 и 1150 кВ, и понижающие трансформаторы, которые позволяют снизить напряжение до стандартных значений 10; 6; 3; 0,66; 0,38 и 0,22 кВ, предназначенных для использования в быту, сельском хозяйстве и промышленности. Помимо этого, выпуск приемников электроэнергии (вращающихся машин, осветительных приборов и пр.) с высокими номинальными напряжениями обуславливает значительные конструктивные сложности, требующие усиленной изоляции и, следовательно, повышенных материальных затрат. В связи с этим высокое номинальное напряжение не может быть напрямую использовано, питание осуществляется через понижающие трансформаторы.

Таким образом, электроэнергию, вырабатываемую электростанциями, на пути от генераторной установки до потребителей преобразуют по 3-4 раза. Понижающие трансформаторы используют с целью распределения электроэнергии между потребителями, а повышающие – для передачи электрической энергии на большие расстояния.

Многообразие применения высоковольтных трансформаторов обусловило весьма значительную номенклатуру этих устройств. В зависимости от напряжения, режима нейтрали и номинальной мощности, высоковольтные трансформаторы классифицируют на несколько, так называемых габаритов:

— I — до 100 кВА и до 35кВ;

— II — более 100 до 1000кВА и до 35кВ;

— III — более 1000 до 6300кВА и до 35кВ;

— IV – более 6300кВА и до 35кВ;

— V — до 32000кВА и более 35 до 110кВ;

— VI — более 32000 до 80000кВА и до 330кВ;

— VII — более 80000 до 200000кВА и до 330кВ;

— VIII – более 200000кВА и свыше 330кВ.

В зависимости от типа охлаждения

В зависимости от типа охлаждения трансформаторы разделяют на:

— масляные;

— сухие;

— трансформаторы, в качестве изоляции у которых выступает жидкий диэлектрик.

Условно силовые трансформаторы обозначаются как определенными буквами (тип, количество фаз, число обмоток, способ охлаждения, вид переключения ответвлений), так и цифрами (мощность, напряжение).

Буквенные обозначения (некоторые могут отсутствовать) строго в той последовательности, что приведена ниже, позволяют получить следующую информацию:

1.Назначение

— автотрасформатор – А;

— электропечной – Э;

2.Число фаз

— однофазные – О;

— трехфазные – Т;

3.Присутствие расщепленной обмотки НН – Р;

4.Способ охлаждения

4.1. У сухих трансформаторов:

— естественное воздушное: в открытом исполнении – С, в закрытом –СЗ, в герметичном СГ;

— принудительное воздушное – СД;

4.2.У масляных трансформаторов:

— естественная циркуляция воздуха и масла – М; при наличии дополнительной защиты в виде азотной подушки без применения расширителя – МЗ;

— принудительная циркуляция воздуха: с естественной масляной – Д, с принудительной масляной – ДЦ;

— принудительная водомасляная циркуляция – Ц;

4.3. С применением в качестве охлаждающего теплоносителя негорючего жидкого диэлектрика:

— естественное – Н;

— с дутьем – НД:

5.Конструктивные особенности

— литая изоляция — Л;

— трехобмоточный – Т;

— наличие РНТ – Н;

— с выводами, расположенными во фланцах стенок корпуса: с азотной подушкой и без расширителя — З; с расширителем –Ф;

— без расширителя в гофробаке – Г;

— с симметрирующим устройством – У;

— подвесное исполнение для размещения на опорах ВЛ– П;

— энергосберегающий (с пониженными потерями в режиме х.х.) – э.

6.Область применения

— обеспечение собственных потребностей электростанций – С;

— ЛЭП постоянного тока – П;

— металлургическая отрасль – М;

— обеспечение электропитания: погружных насосов – ПН; экскаваторов – Э;

— подогрев (при необходимости) грунта, бетона, а также использование в буровых установках – Б;

— термическая обработка грунта и бетона, питание ручного электроинструмента различного назначения, а также обустройство временного освещения – ТО.

Затем числовой дробью в числителе дается информация о номинальной мощности (кВ*А), а в знаменателе — класс напряжения обмотки (кВ).

Использование силовых трансформаторов в зависимости от климатических условий

Информация о возможностях использования силовых трансформаторов в зависимости от климатических условий (в соответствие с ГОСТом 15150-69):

— умеренный климат– У;

— холодный – ХЛ;

-тропический – Т;

Кроме того, в зависимости от месторасположения, трансформаторы делят на следующие категории, допускающие их эксплуатацию:

— на открытом воздухе – 1;

— в помещениях с несущественными отличиями колебаний температуры и влажности относительно внешней среды – 2;

— в закрытых помещениях, где, благодаря естественной вентиляции, перепады температуры и влажности существенно ниже, чем с внешней стороны – 3;

— в закрытых помещениях со специально созданными и регулируемыми климатическими параметрами -4;

— в помещениях с повышенной влажностью — 5.

pue8.ru

Как сделать повышающий трансформатор 🚩 повышающие трансформаторы напряжения 🚩 Комплектующие и аксессуары

Автор КакПросто!

Переменное напряжение, в отличие от постоянного, легко поддается не только понижению, но и повышению. Для этого еще с конца девятнадцатого века используются трансформаторы различных конструкций.

Статьи по теме:

Инструкция

Возьмите любой готовый трансформатор, поддающийся разборке. Его характеристики могут быть такими, которые для ваших целей совершенно не подходят. Главное, чтобы он подходил по всего одному параметру - мощности, а также обязательно был рассчитан на частоту в 50 Гц.

Разберите трансформатор. Намотайте поверх имеющихся на нем обмоток еще одну, содержащую ровно сто витков. Снова соберите его.

На ту из обмоток трансформатора, о которой вам гарантированно известно, что она является сетевой, подайте напряжение сети через предохранитель, номинал которого рассчитайте, поделив мощность трансформатора на напряжение сети. Подключите к временной обмотке вольтметр. Поделите число 100 на измеренное напряжение, и вы получите важный параметр трансформатора - количество витков на вольт. Запишите его и обозначьте как N.

Отключите и разберите трансформатор. Смотайте с него не только временную обмотку, но и все остальные обмотки, кроме сетевой (она намотана последней). Изоляцию, отделяющую ее от остальных обмоток, ни в коем случае не удаляйте. Примите к сведению, что теперь сетевая обмотка трансформатора считается не первичной, а вторичной.

Переменное напряжение, которое вы собираетесь подавать на первичную обмотку, умножьте на N. Частота этого напряжения также должна быть равна 50 Гц. Получить переменное напряжение с такими параметрами, скажем, от аккумулятора можно, используя самодельный двухтактный ключевой инвертор любой конструкции. Намотайте поверх изоляции новую первичную обмотку, число витков которой равно результату умножения. Используйте для этого провод такого сечения, чтобы он выдержал ток через обмотку. Чтобы узнать этот ток, поделите мощность на первичное напряжение.

Изолируйте первичную обмотку. Подключите к вторичной нагрузку, после чего подайте на первичную низкое переменное напряжение. Нагрузка должна заработать.

Видео по теме

Обратите внимание

Помните, что трансформатор является повышающим, и даже при низком питающем напряжении вырабатывает высокое. А самоиндукция может привести к возникновению всплесков высокого напряжения даже на первичной обмотке.

Примите меры по предотвращению сквозного тока в инверторе.

Никогда не пытайтесь питать трансформатор постоянным напряжением.

Полезный совет

Перед расчетами все единицы переводите в систему СИ.

Источники:

  • повышающий трансформатор напряжения

Трансформатор – это электрический аппарат, который преобразует одно переменное напряжение в другое, например из 220 В. в 12 В. – это понижающий трансформатор. Простейший трансформатор состоит из магнитопровода и намотанных на нем обмоток: первичной и вторичной. На первичную обмотку подается переменное напряжение, к примеру, 220 вольт от сети, а во вторичной обмотке, посредством индуктивной связи создается другое переменное напряжение. Выходное напряжение, зависит от разности витков первичной и вторичной обмоток.

Инструкция

Расчет примитивного Ш-образного трансформатора лучше всего показать на примере. Допустим, вам нужно рассчитать трансформатор с параметрами: сетевое напряжение U1=220В; выходное напряжение (напряжение на вторичной обмотке) U2=12В; ток нагрузки i2=0,5А. Сначала определите выходную мощность: P2=U2*i2=12*0,5=6Вт. Для такой мощности можно взять магнитопровод сечением примерно четыре квадратных сантиметра (S=4) Далее рассчитайте, сколько требуется витков для одного вольта. Для Ш-образного трансформатора есть формула: К=50/S=50/4=12,5 витков на вольт.

Затем, рассчитайте количество витков первичной обмотки: W1=U1*K=220*12,5=2750 витков. И количество витков вторичной обмотки: W2=U2*K=12*12,5=150 витков.

После этого, определите ток в первичной обмотке: i1=(1,1*P2)/U1=(1,1*6)/220=30мА. А затем удастся посчитать диаметр провода первичной обмотки без изоляции. Дело в том, что максимальный ток для медного провода составляет 5 ампер на квадратный миллиметр, поэтому: d1=5А/(1/i1)=5A/(1/0,03А)=0,15мм.

И последнее, рассчитайте диаметр провода вторичной обмотки по формуле, d2=0,025*корень квадратный из i2, значение i2 в этой формуле подставляйте в миллиамперах: d2=0,025*22,4=0,56мм.

Полезный совет

Измерить диаметр провода при подборке можно и без использования точных измерительных приборов. Намотайте плотно измеряемый провод на карандаш, замерьте один сантиметр намотки и разделив его на количество витков вы получите диаметр провода.

В большинстве случаев причиной неисправности трансформаторов может быть короткое замыкание, нарушение изоляции провода при длительной тяжелой нагрузке или по стихийным причинам. В любом случае, трансформатор подвергается ремонту. А для этого его необходимо уметь правильно разобрать и заменить неисправные составляющие.

Инструкция

Проверьте, есть ли на трансформаторе предохранитель, перед тем, как его разбирать. Для этого снимите защитную изоляцию у первичной обмотки и проверьте его тестером на предмет обрыва. Если проблема заключается именно в предохранителе, замените неисправный участок провода и восстановите целостность конструкции. Освободите трансформатор от всей арматуры. Если пластины не сварены, попытайтесь аккуратно выбить их из каркаса. Если они склеены, ни в коем случае не гните и не ломайте их. В этом случае хорошенько нагрейте сердечник - тогда его будет легко разобрать. Сделать это можно на перевернутом утюге или электроплите, а если трансформатор малогабаритный, то можно положить его на паяльник минут на 15-20. За каркас не бойтесь – выдержит. Опустите пластины в специальный раствор, который можно приобрести на радио-рынке или в автомобильных магазинах. Но в некоторых случаях подобные растворы избавляются и от изоляции проводов, так что следует быть осторожным.

Если у вас сварной трансформатор, то сделайте пропилы по шву электросварки ножовкой по металлу. Если после того, как распилены сварочные швы, катушка сердечника не снимается, немного прогрейте трансформатор, как было описано выше. Проще всего будет вытащить сначала одну-две Ш пластины, потом остальные будут вытаскиваться проще. Иногда нужно пожертвовать Ш пластиной, чтобы вытащить остальные.

Размотайте первичную и вторичную обмотку катушки трансформатора. Внимательно сосчитайте витки, чтобы потом после замены проводящего материала можно было все в точности восстановить. Помните один важный момент – если вы делали обмотку в два провода, воспользуйтесь принципом «семь раз отмерь, один раз отрежь». Удостоверьтесь, что начало одного проводника соединено с другим. Только после этого можно испытывать трансформатор.

Совет полезен?

Распечатать

Как сделать повышающий трансформатор

Похожие советы

www.kakprosto.ru

Простой высоковольтный преобразователь своими руками всего из трех деталей.

 

 

 

Тема: как сделать, спаять схему для получения высокого напряжения самому.

 

Тема о различных устройствах, повышающих напряжение до величин свыше 1000 вольт весьма популярна. Эти высоковольтные преобразователи можно использовать для таких целей как электрические зажигалки, ионизаторы воздуха, источники питания для газоразрядных ламп, электрошокеры, различные светящиеся шары (внутри которых играют молнии) и т.д. И вовсе нет особой необходимости в том, чтобы собирать преобразователь высокого напряжения по какой-то сложной схеме. Допустим я сделал очень простой вариант такого устройства, которое содержало в себе всего три детали: трансформатор с ферритовым Ш-образным сердечником, полевой транзистор и резистор.

 

 

В этой схеме простого высоковольтного преобразователя, что был собран своими руками, основные силы уходят на намотку повышающего трансформатора. Сам трансформатор был снят с платы обычного компьютерного блока питания. Также такие трансформаторы можно найти в различной современной технике, где имеются блоки питания с высокочастотными преобразователям. Либо его можно просто купить на радиорынке, цена относительно низкая.

 

Магнитопровод такого высокочастотного трансформатора должен быть из феррита (подойдет любая марка). У меня нормально работал этот преобразователь на трансформаторе Ш-образной формы (должна подойти и П-образная форма), в то время как на круглом сердечнике схема не запускалась. Размеры трансформатора в большей степени зависят от того провода, что будет намотан на магнитопровод (диаметра, количества витков, изоляционных слоев между обмотками). Допустим свой первый трансформатор я намотал до полного его заполнения, а в итоге оказалось, что было недостаточным количество витков во вторичной обмотке. Пришлось брать трансформатор чуть больших размеров. Что касается мощности таких высокочастотных трансформаторов, то ее скорее можно назвать резиновой. То есть, электрическая мощность, которую можно получить из подобного транса, напрямую зависит от рабочей частоты тока, что подается на входные обмотки. Повышая только лишь частоту тока, оставляя размеры трансформатора прежними, можно увеличивать его общую мощность.

 

 

Если вы сняли с устройства, достали где-нибудь подходящий трансформатор с ферритовым сердечником то его нужно будет перемотать. Обычно магнитопровод этих трансов между собой склеен. Банальные попытки просто соединить сердечник путем механического воздействия (отковыривать ножом, отверткой и т.д.) в большинстве случаев приводят к раскалыванию феррита. Правильнее будет сначала имеющийся трансформатор опустить на полминуты в кипящую воду. После этого сцепление клея ослабевает и части ферритового сердечника легко отсоединяются друг от друга без повреждений.

 

Теперь что касается самой перемотки трансформатора под наш самодельный высоковольтный преобразователь. Итак, первичная обмотка содержит 8 витков с отводом от середины (диаметр провода около 0.8-1,5 мм). Ее проще наматывать шиной из нескольких проводов, допустим берем 6 проводов диаметром по 0.4 миллиметров каждый. Все эти провода аккуратно и равномерно наматываем на каркас трансформатора. Мотаем 4 витка. Далее выходящие концы этих проводов разделяем по 3 штуки, спаивая их между собой. В общем получается что мы имеем первичку, состоящую из двух проводов, каждый из которых имеет 4 витка, а каждый провод состоит из трех жил, соединенных параллельно между собой. Начало одной (любой) первичной обмотки соединяем с концом другой первичной обмотки. Это соединение и будет отводом от середины, образуя среднюю точку.

 

Для изоляционного отделения обмоток можно использовать ленту обычного скотча. Намотали первичную обмотку, нанесли изоляционный слой в несколько витков. Поверх первичной начинаем мотать вторичную, повышающую обмотку высоковольтного трансформатора. Также отделяем слоем скотча. К примеру, один слой вторичной обмотки содержит у меня по 200 витков, после чего изолирую одним витком скотча. Далее мотаю следующий слой в 200 витков. Всего вторичная обмотка должна содержать около 1600 витков провода 0,1 мм. Это получается 8 слоев по 200 витков каждый. Следим, чтобы витки различных слоев были отдалены друг от друга на некоторое расстояние (примерно 0.4 мм), что уменьшает вероятность электрического пробоя.

 

 

После завершения намотки вставляем в каркас части ферритового сердечника. Для их фиксации достаточно обмотать несколькими витками ленты скотча. Вот и все, наш высоковольтный трансформатор готов. Теперь осталось к нему припаять полевой транзистор и резистор. Подсоединяем питание. В моем случае высоковольтный преобразователь хорошо начинал работать от напряжения 5 вольт. Просто сам полевой транзистор, который я поставил, имеет пороговое напряжение 2-4 вольта. Путем подбора полевых транзисторов (имеющих другие пороговые напряжения) можно уменьшить величину питающего напряжения, к примеру, запитать схему от обычного литиевого аккумулятора, получив в итоге компактную электрическую зажигалку для газа.

 

 

P.S. В моем случае при напряжении питания в 5 вольт схема высоковольтного преобразователя, что сделан был своими руками, потребляла ток 0,5 и более ампер. Полевой транзистор начинал греться. Следовательно, чтобы избежать его чрезмерного перегрева к нему нужно прикрепить небольшой охлаждающий радиатор. Так что после сборки данной схемы обратите внимания на нагрев транзистора, при необходимости установите радиатор подходящих размеров.

 

electrohobby.ru

Страничка эмбеддера » Как работает трансформатор Тесла. Часть 3. Повышающий трансформатор.

В этой статье речь пойдет об одном из главных компонентов SGTC – повышающем трансформаторе.

ВНИМАНИЕ! Компоненты, описываемые в этой статье, чрезвычайно опасны. Неправильное обращение с ними может привести к серьезной травме или летальному исходу. Используя их, вы делаете это на свой страх и риск. Автор статьи не несет и не может нести никакой ответственности за ваши действия.

 

МОТ

В качестве повышающего трансформатора для SGTC чаще всего используется трансформатор от микроволновки, но-же Microwave Oven Transformer (MOT), на русском его тоже назыают “мот”.

 

Действующее выходное напряжение MOTа составляет 2кВ (а пиковое 2.8кВ). Такие трансформаторы выпускаются на мощность от 500 до 2000Вт. Кроме первичной и высоковольтной вторичной обмотки, в моте присутствует накальная обмотка. Эта обмотка обычно выдает напряжение 3В и ток до 15А.

Оба контакта первичной обмотки (которая подключается к сети) выведены как лепестки, а высоковольтная вторичная обмотка одним концом соединена с сердечником, а другим выведена на лепесток.

Для того, чтобы трансформатор эффективно работал на емкостную нагрузку (в микроволновке он именно на такую и нагружен), в него вставляют магнитные шунты. За счет замыкания части магнитного потока в обход вторичной обмотки, шунты вносят эквивалентную последовательную индуктивность, аналогичную включению балластного дросселя. Но ввиду малого сечения шунтов, использовать мот без дополнительного балласта нельзя. Для применений, где нужна большая активная мощность шунты выбивают.

Производители делают все, чтобы удешевить производство МОТов, поэтому эти трансформаторы работают на пределе. Сечение меди мало для такой мощности (иногда вместо меди вообще использую алюминий), а сердечник работает с насыщением. Из-за этого МОТы сильно греются и требуют принудительного воздушного охлаждения при запусках больше чем на пару минут.

 

От этих недостатков свободен так называемый совмот (Советский МОТ). Как следует из названия, это -трансформатор из микроволновок Советского (или Российского) производства. Совмоты рассчитаны на работу без принудительного охлаждения.

Часто, несколько МОТов включают вместе для увеличения выходного напряжения. Два мота включить относительно легко —

Такая конструкция будет хорошо работать на воздухе так-как напряжение между первичной и вторичной обмоткой у обоих трансформаторах не превышает напряжения при обычном включении. Обратите внимание на фазировку обмоток – в данном случае она очень важна!

Для охлаждения, МОТы можно заливать маслом, это может оказаться эффективнее, чем воздушный обдув.

Более двух МОТов включать не рекомендуется в любой конфигурации. Распространен миф о том, что 4 и более МОТа могут работать, если залить их маслом. Возможно, работать они и будут, но о надежности такой конструкции не может быть и речи. Напряжение между сердечником и первичной обмоткой крайних МОТов в таком включении будет сильно превышать напряжение на которое рассчитана изоляция (к примеру, для конструкции из четырех МОТов, напряжение между сердечником и первичной обмоткой крайних составит 220+2000В, а изоляция рассчитана только на 220).

МОТы нельзя считать трансформаторами, пригодными для работы в SGTC. Мот работает на пределе во всех отношениях, но на безрыбье и рак-рыба.

NST

Более подходящим, по моему мнению, повышающим трансформатором для начинающих является NST (Neon Sign Transformer) или трансформатор для неоновых вывесок. Несмотря на то, что выходное напряжение этого типа трансформаторов выше, чем у МОТа, выходной ток у них ограничен и, поэтому, они слегка безопаснее.

В конструкции NST также как и в конструкции МОТа имеются шунты. Эквивалентная последовательная индуктивность, созданная этими шунтами, достаточна для того, чтобы применять NST в SGTC без балласта.

Изоляция высоковольтной обмотки NST рассчитана лишь на номинальное рабочее напряжение и практически не имеет запаса электрической прочности. Поэтому, при использовании такого трансформатора для питания трансформатора Тесла, следует обязательно применять хорошие низкочастотные фильтры и предусмотреть защитные разрядники на землю.

NST выпускаются на напряжения от 1кВ до 15кВ, и могут выдавать ток от 20мА до 120мА.

 

Отечественный NST ТГ1020К – 10кВ 20мА

 

Трансформаторы для неона не нуждаются в принудительном охлаждении. Допускается параллельное соединение одинаковых NST.

В последнее время все чаще NST стали делать “электронными” – внутри вместо железа и меди стоит электронная схема. Такие трансформаторы для SGTC не подходят. Отличить электронный NST от железного можно по весу и по документации. Правило такое – чем NST тяжелее, тем лучше он подходит для теслы.

 

Свиньи

“свиньи” получили свое название получили от английского “Polepig”

Свиньи – это трансформаторы, монтируемые непосредственно на опорные столбы линий электропередач. Они предназначены для питания малых потребителей электроэнергии типа частных домов или железнодорожного оборудования. Напряжение высоковольтной обмотки таких трансформаторов составляет 6, 10 или 27.5кВ. Низковольтная обмотка рассчитана на 230В.  “Свиньи” изготавливаются в различном исполнении — масляные и сухие герметизированные, однофазные и трехфазные. Однофазные, как правило, рассчитаны на сравнительно небольшие мощности — 0.63, 1, 1.25, 1.6, 2.5, 4, 10кВА. Трехфазные — обычно имеют мощность порядка 16кВА и выше.

Кроме силовых “свинов”, существуют измерительные —  у них нормирован  коэффициент трансформации. Такие трансформаторы предназначены для измерения, защиты и учета электроэнергии в высоковольтных сетях. Номинальные напряжения высоковольтной обмотки измерительных трансформаторов бывают такими:  3, 3.15, 4.5, 6, 6.3, 10, 10.5, 12, 13.5, 15, 18, 20, 24, 27.5, 31.5, 35, 63, 110кВ. Номинальная мощность измерительных трансформаторов лежит в диапазоне 0.3-2.5кВА. Низковольтные обмотки  измерительных трансформаторов зачастую бывает рассчитаны на  100В (хотя выпускаются и варианты, рассчитанные на другие напряжения).

Общение со “свиньей” может закончится очень плачевно. Кроме опасности поражения током, в “свиньях” так-же присутствует горючее и, иногда, ядовитое (совтол и ПХБ) масло.

 

Экзотические системы питания

Тесластроители (особенно начинающие) пытаются придумать разные альтернативные источники питания. Цель – сэкономить финансы и использовать то, что есть под рукой. Типичные примеры — строчник с выпрямителем, или умножителем, катушка Румкорфа, эбонитовая палочка с тряпочкой, электрофорная машина итп. К сожалению, большинство попыток придумать что-то оригинальное оказывается совершенно неработоспособными, а те, что работают, показывают очень плохие результаты. Поэтому я настоятельно советую не изобретать чепуху, а делать катушки с использованием NST, или MOTов. Запомните – собрать хороший импульсный источник питания, способный работать в тесле во много раз сложнее, чем собрать саму теслу!

 

Общие сведения

Повторюсь – высоковольтные трансформаторы очень опасны! Для того, чтобы получить смертельный удар не обязательно прикасаться к выводу трансформатора – между вами может пробиться воздух. Не стоит полагаться на влажные изоляторы даже если они очень длинные. Перед тем, как касаться трансформатора, нужно быть совершенно уверенным в том, что он отключен от сети. Для этого можно повесить параллельно первичной обмотке трансформатора лампочку, а лучше две – одна может сгореть.

Корпус трансформатора и его сердечник должны быть заземлены. Это касается и МОТов и NST и “свинов”. Перед повышающим трансформатором должен стоять автомат, рассчитанный на максимальный потребляемый ток. Если его не поставить — можно сжечь проводку и трансформатор, а также устроить пожар.

Минимальная длинна штанги для “пускания дуг” – 1метр, но дуги лучше не пускать – такие эксперименты могут уменьшить продолжительность жизни трансформатора (и вашей) до нуля.

 

Благодарности

Electricman – за фотографию совмота — спасибо! Anton_111 – за рецензию, правку моих глупостей и информацию о свиньях.

bsvi.ru

2. Повышающие и понижающие трансформаторы | 9. Трансформаторы | Часть2

2. Повышающие и понижающие трансформаторы

Повышающие и понижающие трансформаторы

До сих пор мы с вами рассматривали трансформаторы, у которых первичная и вторичная обмотки имели одинаковую индуктивность, давая примерно одинаковые уровни напряжения и тока в обоих цепях. Однако, равенство напряжений и токов между первичной и вторичной обмотками трансформатора не является нормой для всех трансформаторов. Если индуктивности двух обмоток имеют разную величину, происходит нечто интересное:

 

transformer v1 1 0 ac 10 sin rbogus1 1 2 1e-12 rbogus2 5 0 9e12 l1 2 0 10000 l2 3 5 100 k l1 l2 0.999 vi1 3 4 ac 0 rload 4 5 1k .ac lin 1 60 60 .print ac v(2,0) i(v1) .print ac v(3,5) i(vi1) .end freq v(2) i(v1) 6.000E+01 1.000E+01 9.975E-05 Primary winding freq v(3,5) i(vi1) 6.000E+01 9.962E-01 9.962E-04 Secondary winding

Обратите внимание на то, что вторичное напряжение примерно в десять раз меньше первичного (0,9962 вольт против 10 вольт), а вторичный ток примерно в десять раз превышает первичный (0,9962 мА против 0,09975 мА). В этом SPICE моделировании описано устройство, которое в десять раз понижает напряжение и в десять раз повышает ток.

 

Трансформатор - это очень полезное устройство. С его помощью мы легко можем повысить или понизить напряжение и ток в цепях переменного тока. Появление трансформаторов сделало практической реальностью передачу электроэнергии на большие расстояния. Трансформаторы позволяют уменьшить потери на проводах линий электропередач (соединяющих генерирующие станции с нагрузками) путем повышения переменного напряжения и понижения переменного тока. На обоих концах (как на генераторе, так и на нагрузках) трансформаторы понижают уровни напряжения до более безопасных значений и снижают стоимость применяемого оборудования. Трансформатор, который на выходе (во вторичной обмотке) вырабатывает более высокое напряжение, чем приложено на входе (к первичной обмотке), называется повышающим трансформатором (его вторичная обмотка имеет больше витков, чем первичная). И наоборот, понижающий трансформатор вырабатывает на своем выходе меньшее напряжение, чем подается на его вход, поскольку его вторичная обмотка имеет меньшее число витков по сравнению с первичной.

Посмотрите еще раз на фотографию, показанную в предыдущей статье:

 

На поперечном разрезе трансформатора хорошо видно первичную и вторичную обмотки.

 

Это понижающий трансформатор, о чем свидетельствует большое количество витков первичной обмотки и малое число витков вторичной обмотки. Он преобразует высокое напряжение и маленький ток в низкое напряжение и большой ток. Благодаря большому току вторичной обмотки, в ней используется провод большого сечения. Первичная обмотка, ток в которой имеет небольшую величину, может быть выполнена из провода меньшего сечения.

Любой из рассмотренных типов трансформаторов можно использовать по противоположному назначению (подключить вторичную обмотку к источнику переменного напряжения, а первичную обмотку - к нагрузке). В этом случае трансформатор будет выполнять противоположную функцию: понижающий трансформатор будет функционировать как повышающий, и наоборот. Однако, для эффективной работы трансформатора индуктивности каждой из его обмоток должны быть спроектированы под конкретные рабочие диапазоны напряжения и тока (этот вопрос рассматривался в предыдущей статье). Поэтому, при использовании трансформатора по "противоположному" назначению, напряжения и токи его обмоток должны оставаться в исходных конструктивных параметрах. Только в этом случае трансформатор будет эффективен (и не будет поврежден чрезмерным напряжением или током!).

Трансформаторы часто имеют такую конструкцию, что не очевидно, какие провода принадлежат к первичной обмотке, а какие к вторичной. Во избежание путаницы, на многих трансформаторах (в основном импортного производства) используется обозначение "Н" для высоковольтной обмотки (первичная обмотка в понижающем трансформаторе, вторичная обмотка в повышающем трансформаторе), и обозначение "X" для низковольтной обмотки. Поэтому простой силовой трансформатор будет иметь провода с надписью «h2», «h3», «X1» и «X2».

Если вы вспомните, что мощность равна произведению напряжения и тока, то поймете почему напряжение и ток всегда движутся в "противоположных направлениях" (если напряжение увеличивается, то ток уменьшается, и наоборот). Вы так же поймете, что трансформаторы не могут производить энергию, они могут только преобразовывать ее. Любое устройство, которое могло бы произвести больше энергии, чем потребило, нарушило бы Закон сохранения энергии (энергия не может быть создана или уничтожена, она может быть только преобразована).

Практическая значимость вышесказанного становится более очевидной, когда рассматривается альтернатива: до появления эффективных трансформаторов, преобразование уровней напряжения и тока могло быть достигнуто только за счет использования установок, содержащих моторы и генераторы:

 

Установка мотор/генератор иллюстрирует основной принцип трансформатора

 

В этой установке мотор механически соединен с генератором. Генератор предназначен для получения желаемых уровней напряжения и тока за счет скорости вращения мотора. В то время, как и мотор и генератор являются достаточно эффективными устройствами, использование их в связке не обладает достаточной эффективностью, так что общий КПД установки находится в диапазоне 90% или менее. Кроме того, движущиеся части данных установок подвержены трению и механическому износу, а это, в свою очередь, влияет как на срок службы, так и на производительность. Трансформаторы же, с другой стороны, способны преобразовывать переменное напряжение и ток с очень высокой эффективностью без движущихся частей, что делает возможным широкое распространение и использование электроэнергии, которую мы считаем само собой разумеющимся.

Справедливости ради стоит сказать, что установки мотор/генератор не обязательно являются устаревшими в сравнении с трансформаторами во всех сферах применения. Если трансформаторы явно превосходят моторы/генераторы в преобразовании переменного напряжения и тока, то они не могут преобразовать одну частоту переменного тока в другую, а также преобразовать (сами по себе) постоянное напряжение в переменное или наоборот. Установки мотор/генератор могут все это делать относительно просто, хотя и с некоторыми ограничениями эффективности, описанными выше. Эти установки также обладают уникальным свойством сохранения кинетической энергии: то есть, если по какой-либо причине источник питания мотора мгновенно отключается, его угловой момент (инерция вращательного движения) будет еще некоторое время поддерживать вращение генератора, изолируя тем самым нагрузку (питаемую генератором) от «сбоев» в основной энергосистеме.

При внимательном просмотре цифр в SPICE анализе вы должны увидеть соотношение между коэффициентом трансформации и двумя индуктивностями. Обратите внимание на то, что первичная обмотка (l1) имеет в 100 раз большую индуктивность, чем вторичная (10000 Гн против 100 Гн), и что напряжение было понижено с 10 В до 1 В (в 10 раз). Обмотка с большей индуктивностью имеет более высокое напряжение и меньший ток. Поскольку обе обмотки трансформатора намотаны вокруг одного и того же сердечника (для наиболее эффективной магнитной связи между ними), параметры, влияющие на их индуктивность равны, за исключением количества витков в каждой из обмоток. Если мы еще раз взглянем на формулу индуктивности, то увидим, что индуктивность катушки пропорциональна квадрату числа ее витков:

 

 

Таким образом, должно быть очевидно, что две обмотки трансформатора в вышеприведенном SPICE моделировании при соотношении их индуктивностей 100 : 1 должны иметь соотношение витков провода 10 : 1, так как 10 в квадрате равно 100. Поскольку соотношение витков соответствует соотношению между первичным и вторичным напряжениями и токами (10 : 1), мы можем сказать, что коэффициент трансформации напряжения и тока равен соотношению витков провода между первичной и вторичной обмотками.

 

 

Повышающее / понижающее действие соотношения витков обмоток в трансформаторе аналогично соотношениям шестеренок в механических редукторных системах, которые преобразуют значения скорости и крутящего момента во многом таким же образом:

 

 

Повышающие и понижающие трансформаторы, применяющиеся для распределения электроэнергии, могут иметь гигантские размеры (сопоставимые с размером дома). На следующей фотографии показан трансформатор подстанции высотой около четырех метров:

 

 

Обзор:

  • Трансформаторы «повышают» или «понижают» напряжение в соответствии с соотношениями витков первичных и вторичных обмоток.

  • Коэффициент трансформации напряжения равен квадратному корню из отношения индуктивности первичной обмотки к индуктивности вторичной обмотки.

www.radiomexanik.spb.ru

Высоковольтный трансформатор | yourmicrowell.ru

Высоковольтный трансформатор микроволновой печи предназначен для формирования напряжений, необходимых для питания магнетрона. Выбор трансформатора по параметрам зависит от характеристик установленного в конкретной печи магнетрона. Чем мощнее магнетрон, тем большую мощность должен развивать питающий его трансформатор. Таким образом, высоковольтный трансформатор и магнетрон образуют некую неразлучную пару. Основу трансформатора составляет сердечник, представляющий собой пакет  набранный из Ш – образных пластин, изготовленных из электротехнической стали и скрепленных между собой посредством сварки (на рисунке сварные швы). К нижней части пакета приварен фланец, в виде прямоугольника из стального листа, посредством которого трансформатор крепится к днищу микроволновой печи.  Трансформатор содержит три обмотки: первичную (сетевую), и две вторичных. К вторичным обмоткам относятся: обмотка накала и повышающая (анодная) обмотка. Сетевая обмотка намотана (как правило) эмалированным, алюминиевым проводом. Концы обмотки, выведены под клеммы. Накальная обмотка представляет собой 2 – 3 витка монтажного провода и предназначена для питания нити накала магнетрона. Выводы обмотки, в виде проводников оснащены разъемами, для удобства присоединения к клеммам магнетрона. Обмотка накала, выдает напряжение порядка 3,3В., при токе 10А. Точные значения тока и напряжения, зависят от конкретной пары, магнетрон – трансформатор. Повышающая обмотка формирует высокое напряжение необходимое для питания магнетрона. С этой обмотки снимается порядка 2000 вольт при токе 0,3А., точные значения так же зависят от конкретной пары магнетрон – трансформатор. Обмотка намотана эмалированным проводом. Один конец выведен под клемму, второй соединен с сердечником трансформатора (а через сердечник и с корпусом печи) посредством пайки. Вся конструкция трансформатора, для надежной изоляции обмоток и для устранения дребезга при работе, пропитана специальным пропиточным лаком.

К основным неисправностям высоковольтного трансформатора, можно отнести межвитковое замыкание в обмотках. Такая неисправность возникает в следствии нарушения изоляции между витками обмотки (разрушение эмали провода). Сопровождается  усиленным гулом при работе трансформатора (даже без нагрузки) и значительным повышением температуры, как обмоток, так и сердечника. Визуально заметно потемнение эмали обмоточного провода и пропиточного материала. При длительной работе ощущается едкий запах.

Так как все обмотки трансформатора выполнены довольно толстым проводом, то обрыв обмоток возникает очень редко (если только в результате внешнего механического воздействия). Чаще, в результате не качественной пайки, возникает потеря контакта между одним из концов обмотки и клеммой (на рисунке место пайки). Клеммы трансформатора выполнены из медного сплава, который хорошо паяется, а вот обмотка намотана алюминиевым проводом, и спаять алюминий и медь, без специального флюса, практически не возможно. Наличие контакта можно проверить омметром. Накальная обмотка должна звониться практически накоротко, сетевая имеет сопротивление в районе 4ом, а повышающая приблизительно 150 – 200ом. Сопротивление обмоток зависит от параметров конкретного трансформатора.

Наиболее распространенной неисправностью цепей питания магнетрона – является пропадание контакта между клеммами обмоток трансформатора и разъемами внешних цепей печи. Происходит это в результате плохого обжима разъемов. Место плохого контакта начинает искрить, контактная поверхность разъема сильно греется и выгорает, в итоге контакт пропадает вовсе. Последствия плохого обжима разъемов изображены на рисунке.

yourmicrowell.ru

высоковольтный импульсный трансформатор без сердечника - патент РФ 2482562

Изобретение относится к электротехнике, к высоковольтным импульсным источникам питания высокого напряжения и может быть использовано в импульсной технике, например в системах зажигания, электрошоковых устройствах, системах питания газоразрядных ламп, ионизаторах воздуха, газовых лазеров и т.д. Технический результат состоит в снижении габаритов и массы изделия, упрощении производства, повышении эффективности. Высоковольтный импульсный трансформатор содержит безкаркасную или каркасную вторичную обмотку, помещенную во внешнюю трубчатую электроизоляционную оболочку или имеющую зазор относительно намотанной поверх первичной обмотки. Вся конструкция залита электроизоляционным компаундом или электроизоляционной жидкостью. 9 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к технике высоких напряжений, в частности к высоковольтным импульсным источникам питания высокого напряжения, например в системах зажигания, системах питания газоразрядных ламп, ионизаторах воздуха, газовых лазерах, электрошоковых устройствах.

Широко известна конструкция высоковольтного импульсного трансформатора, содержащая первичную и вторичную обмотки, магнитный сердечник стержневой или замкнутой конструкции, межслойную изоляцию либо секционированный каркас с взаимоизолированными секциями.

Примером традиционной конструкции высоковольтного импульсного трансформатора может служить трансформатор по патенту США № 1499931, содержащий незамкнутый стержневой сердечник, первичную и вторичную обмотки, герметичный корпус. Известны и другие конструкции с незначительными отличиями, однако по сути устройство до сегодняшнего дня остается неизменным.

Типовая схема включения высоковольтного импульсного трансформатора, как низкой, так и высокой частоты, содержит источник питания, например батарею или повышающий преобразователь напряжения (инвертер) и формирователь импульсов, подключенный к первичной обмотке трансформатора, в качестве которого может быть использован механический коммутатор, управляемый полупроводниковый ключ, релаксационный генератор на газоразрядных приборах или иная схема. Трансформатор передает мощность источника питания в виде импульсов высокого напряжения в нагрузку. Подобная схема получения высокого напряжения используется, например, в электрошоковых устройствах.

Недостатком подобной конструкции являются значительные габариты - как правило, в портативных устройствах, таких как, например, электрошоковые устройства, высоковольтный импульсный трансформатор является наиболее объемным элементом и может занимать до 1/3 объема всего устройства. Значительно снизить габариты при сохранении основной характеристики «напряжение холостого хода» (а в аспектах применения в электрошоковых устройствах важнейшей характеристикой является «пробивное расстояние по воздуху») по такой конструкции высоковольтного импульсного трансформатора не представляется возможным.

Другим недостатком являются значительные потери энергии на омическом и индуктивном сопротивлении обмоток, что сказывается на КПД устройства в целом. Высокая индуктивность, в частности, препятствует получению коротких мощных импульсов, необходимых в некоторых областях применения.

Кроме того, изготовление высоковольтных трансформаторов по традиционной конструкции требует значительных экономических затрат, связанных с большим расходом обмоточных и изоляционных материалов, а также сложностью технологического процесса.

Известны высокочастотные трансформаторы без сердечников, например трансформаторы Тесла (патент США № 568176).

Трансформаторы Тесла имеют первичную обмотку из очень малого количества витков толстого провода, изогнутого и намотанного в виде растянутой спирали, и вторичную обмотку в виде каркаса - цилиндра из электроизоляционного материала, на котором виток к витку в один слой уложено большое количество витков провода малого диаметра. Между первичной и вторичной обмоткой имеется воздушный зазор (разница диаметров между первичной и вторичной обмотками в трансформаторах Тесла достигает 3-5 раз), достигающий величины нескольких сантиметров даже в малых трансформаторах Тесла и служащий изоляцией между обмотками.

Другой вариант исполнения трансформатора Тесла имеет первичную обмотку, уложенную близко виток к витку, но расположенную только в центре очень длинного по отношению к длине первичной обмотки каркаса-цилиндра с вторичной обмоткой.

Типовая схема включения трансформатора описана выше.

И в том, и другом варианте исполнения трансформатора Тесла индуктивная связь между катушками слабая (не более 0,1), что является следствием необходимости иметь между первичной и вторичной обмоткой электроизоляцию с большой электрической прочностью для исключения возможности пробоя высокого напряжения, снимаемого со вторичной обмотки на первичную обмотку, разного рода утечек, например коронных.

Таким образом, недостатком трансформаторов Тесла являются сверхбольшие габариты, не допускающие использование трансформаторов в современных портативных устройствах, таких как, например, электрошоковое оружие.

Другим недостатком трансформаторов Тесла является индуктивная слабосвязанность (низкая взаимоиндукция) из-за отсутствия сердечника, слабой магнитной проницаемости воздуха, очень больших расстояний между обмотками и их неоптимального для максимальной индуктивной связи пространственного расположения.

Слабая связь ведет к уменьшению напряжения холостого хода или «пробивного расстояния по воздуху» трансформатора типа Тесла, хотя известно, что увеличение коэффициента связи всего в два раза уже дает повышение выходного напряжения на 25%.

Изобретение направлено на решение задачи миниатюризации высоковольтного импульсного трансформатора при сохранении высокого напряжения холостого хода, большого коэффициента трансформации и повышении эффективности за счет снижения активных потерь.

Поставленная задача решается тем, что высоковольтный импульсный трансформатор без сердечника содержит по меньшей мере одну первичную и по меньшей мере одну вторичную обмотки, при этом упомянутую по меньшей мере одну вторичную высоковольтную обмотку наматывают бескаркасно или с каркасом при минимальном начальном диаметре намотки, поверх упомянутой вторичной обмотки с минимальным зазором наматывают по меньшей мере одну первичную низковольтную обмотку, при этом всю конструкцию заливают жидким электроизоляционным материалом.

В частности, упомянутый каркас имеет пространственную звездообразную форму или упомянутый каркас выполнят секционным.

В частности, упомянутый секционный каркас выполняют с продольными разрезами в стенках секций для перехода провода при намотке, где упомянутые продольные разрезы в стенках секций для перехода провода при намотке содержат угловое смещение относительно друг друга.

В частности, упомянутый зазор между упомянутыми обмотками представляет собой трубчатую разделительную электроизоляционную обечайку.

В частности, трансформатор выполняют по меньшей мере с двумя раздельными вторичными обмотками, где трубчатая разделительная электроизоляционная обечайка содержит в своей цилиндрической или иной образующей по меньшей мере одно отверстие для вывода концов по меньшей мере двух раздельных вторичных обмоток или вывода внутренних соединений по меньшей мере двух раздельных вторичных обмоток.

В частности, упомянутый жидкий электроизоляционный материал представляет собой неэластичный или эластичный отверждаемый компаунд, трансформаторное масло или иной жидкий изолятор.

В частности, дополнительно содержит электроизоляционый герметичный корпус.

В частности, упомянутую заливку жидким электроизоляционным материалом осуществляют при вакуумировании.

В частности, выводы вторичной обмотки содержат дополнительную трубчатую эластичную изоляцию.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 представляет собой вид звездообразного каркаса трансформатора со вторичной обмоткой.

Фиг.2 представляет собой вид секционного каркаса трансформатора со вторичной обмоткой, продольными разрезами в стенках секций и с осевым отверстием в силовом осевом стержне.

Фиг.3 представляет собой вид трансформатора с первичной обмоткой, вторичной обмоткой, трубчатой разделительной электроизоляционной обечайкой.

Фиг.4 представляет собой вид трансформатора с двумя раздельными первичными и двумя раздельными вторичными обмотками.

Фиг.5 представляет собой вид трансформатора согласно настоящему изобретению.

Осуществление изобретения

На Фиг.1 показан пространственный звездообразный каркас 1 из электроизоляционного материала (например, литой из пластических масс) трансформатора, на котором выполнена вторичная обмотка 2. Упомянутую вторичную обмотку 2 выполняют из тонкой обмоточной проволоки с лаковой или иной изоляцией. Проволока уложена в подобие секций упомянутого звездообразного каркаса 1, образующихся расстояниями между соседними лучами звездообразного каркаса 1. При этом проволоку укладывают как виток к витку, так и в навал.

На Фиг.2 показан секционный каркас 3 трансформатора из электроизоляционного материала, на котором выполнена вторичная обмотка 2. Упомянутую вторичную обмотку 2 выполняют из тонкой обмоточной проволоки с изоляцией.

Проволока может быть уложена в секции упомянутого секционного каркаса 3, как виток к витку, так и в навал. Преимущественно, чтобы укладка была осуществлена виток к витку. Для перехода провода при намотке из секции в секцию в стенках секционного каркаса 3 выполняют продольные разрезы 4. Также возможно, чтобы упомянутые продольные разрезы 4 в стенках секций для перехода провода при намотке содержали угловое смещение относительно друг друга. Секционный каркас 3 трансформатора содержит силовой осевой стержень (не показан) для скрепления упомянутых секций между собой, при этом в упомянутом силовом осевом стержне может быть выполнено сквозное осевое отверстие 5 для возможности отвода обоих выводов вторичной обмотки на одну из сторон трансформатора. Выводы вторичной обмотки 2 изолируют дополнительной трубчатой изоляцией 6 (трубчатую разделительную электроизоляционную обечайку) из эластичного материала с высокой электрической прочностью.

На Фиг.3 показан трансформатор, состоящий из секционного каркаса 3 со вторичной обмоткой 2, помещенного в трубчатую разделительную электроизоляционную обечайку 7. Трубчатую разделительную электроизоляционную обечайку 7 выполняют из материала с большой электрической прочностью при достаточном сродстве к адгезионной способности применяемого для заливки компаунда, например полиэтилена, полипропилена, полиэтилентерефталата и т.п. Поверх обечайки 7 наматывают первичную обмотку 8, которая состоит из малого количества витков толстой проволоки с лаковой или иной изоляцией. Один из выводов вторичной обмотки 2 может быть пропущен через осевое отверстие 5 для выхода высоковольтного вывода на другую сторону трансформатора. То есть упомянутая обечайка 7 содержит в своей цилиндрической или иной образующей по меньшей мере одно отверстие 5 для вывода концов по меньшей мере двух раздельных вторичных обмоток 2 или вывода внутренних соединений по меньшей мере двух раздельных вторичных обмоток 2.

Собранная конструкция трансформатора после сборки заливается электроизоляционным материалом (компаундом) 9 под вакуумом, причем компаунд заполняет и свободные пространства секций каркаса трансформатора со вторичной обмоткой 2. Упомянутый жидкий электроизоляционный материал 9 представляет собой неэластичный или эластичный отверждаемый компаунд, трансформаторное масло или иной жидкий изолятор, а упомянутую заливку жидким электроизоляционным материалом 9 осуществляют при вакуумировании. При заливке упомянутым материалом 9 трансформатор должен дополнительно содержать электроизоляционный герметичный корпус.

В заявляемой конструкции трансформатора коэффициент связи обмоток трансформатора повышен за счет уменьшения потоков рассеяния магнитной индукции, достигаемого максимальным сближением первичной 8 и вторичной 2 обмоток и уменьшением их диаметра и длины, что достигается разделением вторичной 2 обмотки на взаимоизолированные секции и применением разделительной электроизоляционной обечайки с большой электрической прочностью между первичной 8 и вторичной 2 обмотками.

На Фиг.4 показан трансформатор с раздельными первичными (14 и 15) и вторичными обмотками, состоящий из сдвоенного каркаса 10 (описанного выше секционного типа) с разделительной перемычкой 11 без обмотки. Сдвоенный каркас 10 помещен в удлиненную трубчатую разделительную электроизоляционную обечайку 12 с отверстием 13, через которое выводятся наружу концы раздельных вторичных обмоток для формирования общих выводов, либо общий вывод внутреннего соединения концов вторичных обмоток.

Поверх обечайки 12 намотаны первичные обмотки 14 и 15, которые могут соединяться параллельно или последовательно в зависимости от необходимости. Описанная конструкция трансформатора после сборки заливается электроизоляционным компаундом 9 под вакуумом, причем компаунд заполняет и свободные пространства секций сдвоенного каркаса трансформатора со вторичными обмотками.

На Фиг.5 показан трансформатор без каркаса, который имеет вторичную обмотку 16, выполненную как галетная или перекрестная обмотка, или другого типа, применяемого для намотки катушек без сердечника, поверх которой с зазором 17 намотана первичная обмотка 8. Зазор 17 между обмотками выбирается минимальным и он ограничен только электрической прочностью применяемого при заливке компаунда или жидкого изоляционного вещества. Для недопущения контакта вторичной 16 и первичной 8 обмоток при заливке трансформатора компаундом под вакуумом в зазор 17 могут вставляться стержни 18 из изоляционного материала с высокой электрической прочностью при достаточном сродстве к адгезионной способности применяемого для заливки компаунда. Описанная конструкция трансформатора после сборки дополнительно заливается электроизоляционным компаундом 9 под вакуумом.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Высоковольтный импульсный трансформатор без сердечника, содержащий по меньшей мере одну первичную и по меньшей мере одну вторичную обмотки, упомянутая по меньшей мере одна вторичная высоковольтная обмотка намотана бескаркасно или с каркасом при минимальном начальном диаметре намотки, где упомянутый каркас выполнен секционным, стенки которого соединены между собой силовым осевым стержнем, при этом поверх упомянутой вторичной обмотки с минимальным зазором намотана по меньшей мере одна первичная низковольтная обмотка, а вся конструкция выполнена в электроизоляционном материале.

2. Трансформатор по п.1, отличающийся тем, что в упомянутом силовом осевом стержне выполнено сквозное осевое отверстие.

3. Трансформатор по п.1, отличающийся тем, что упомянутый секционный каркас выполняют с продольными разрезами в стенках секций для перехода провода при намотке, где упомянутые продольные разрезы в стенках секций для перехода провода при намотке содержат угловое смещение относительно друг друга.

4. Трансформатор по п.1, отличающийся тем, что содержит трубчатую разделительную электроизоляционную обечайку, установленную в зазор между упомянутыми обмотками.

5. Трансформатор по п.1, отличающийся тем, что содержит стержни из изоляционного материала, установленные в зазор между упомянутыми обмотками.

6. Трансформатор по п.4, отличающийся тем, что выполняют по меньшей мере с двумя раздельными вторичными обмотками, и трубчатая разделительная электроизоляционная обечайка содержит в своей цилиндрической или иной образующей по меньшей мере одно отверстие для вывода концов по меньшей мере двух раздельных вторичных обмоток или вывода внутренних соединений по меньшей мере двух раздельных вторичных обмоток.

7. Трансформатор по п.1, отличающийся тем, что дополнительно содержит электроизоляционый герметичный корпус.

8. Трансформатор по п.1 или 7, отличающийся тем, что упомянутый электроизоляционный материал представляет собой неэластичный или эластичный отверждаемый компаунд.

9. Трансформатор п.7, отличающийся тем, что упомянутый электроизоляционный материал представляет собой трансформаторное масло или иной жидкий изолятор.

10. Трансформатор по п.1 или 6, отличающийся тем, что выводы вторичной обмотки содержат дополнительную трубчатую эластичную изоляцию.

www.freepatent.ru