Розділовий трансформатор

Изобретение относится к электротехнике, а именно к технике трансформаторов для токопитающих устройств. Известно устройство, состоящее из трансформатора, выводы вторичной обмотки которого подключены к конденсаторам и диодам, соединенным по схеме удвоения [1]. Компенсирующая катушка выполнена на ферромагнитном сердечнике с плавнорегулируемым немагнитным зазором и дополнительной обмоткой, выходные клеммы которой подключены к вспомогательной аппаратуре, находящейся под потенциалом. Недостатком такого устройства является большое реактивное сопротивление последовательно соединенных высоковольтных конденсаторов, через которые передается электрическая мощность на вспомогательную аппаратуру. Уменьшение реактивного сопротивления конденсаторов приводит к значительному увеличению весо-габаритных параметров всего устройства. Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является разделительный трансформатор для питания приборов [2]. Трансформатор содержит магнитопровод, первичную и вторичную обмотки, делитель напряжения. Недостатком разделительного трансформатора, выбранного в качестве прототипа, является то, что при увеличении мощности, буде т увеличиваться напряженность электрического поля вблизи магнитопровода. Это ведет к увеличению изоляции и, как следствие, к ухудшению весогабаритных характеристик (повышению удельных показателей весогабаритных характеристик). В основу изобретения поставлена задача создать такой разделительный трансформатор, в котором новое выполнение магнитопровода и расположение новых обмоток позволило бы исключить необходимость в межобмоточной изоляции, и тем самым, обеспечить новый технический результат - снижение удельных показателей весогабэритных характеристик. В заявляемом изобретении вместо межобмоточных изоляторов в трансформаторе добавлено n (где n = 1, 2, 3,...) дополнительных магнитопроводов, расположенных на одной оси, и n короткозамкнутых обмоток, а магнитопроводы отделены друг от др уга немагнитными промежутками и попарно охвачены упомянутыми короткозамкнутыми обмотками так, что каждый из них охвачен двумя короткозамкнутыми обмотками, кроме основного и n-го, которые охвачены одной короткозамкнутой обмоткой и, соответственно, первичной и вторичной обмотками, В предлагаемом изобретении, благодаря наличию дополнительных магнитопроводов, величина поперечного сечения магнитопровода расчленяется, тем самым уменьшая величину напряженности электрического поля вблизи магнитопровода, а значит, появляется возможность в уменьшении изоляции, обеспечивая защиту от электрического пробоя между обмотками. В данном случае межобмоточная изоляция определяется величиной немагнитного промежутка между магнитопроводами, а этот зазор не связан с поперечным сечением магнитопровода и,следовательно,его величина не отражается на величине веса магнитопровода. Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежом. На фиг. 1 представлен схематический разрез разделительного трансформатора. На фиг. 2 - его электрическая схема. В трансформаторе (фиг. 1), первичная 1 и вторичная 2 обмотки размещены на основном 3 и дополнительном 4 магнитопроводах, выполненных в виде шароида из ферромагнитного материала. Основной и дополнительный магнитопроводы расположены на одной оси и разделены относительно друг друга упорами 5 из немагнитного материала. Короткозамкнутая обмотка 6, охватывающая по образующей основной 3 и дополнительный 4 магнитопроводы, а также первичная и вторичная обмотки выполнены из медного многожильного провода, делитель напряжения 7 собран из постоянных резисторов. Число витков определялось согласно выражения: W=0,25.104U/f.ВmaxS. где U - напряжение, подаваемое на концы обмотки, f - часто та переменного тока, Bmax - магнитная индукция, S - поперечное сечение магнитопровода. Трансформатор работает следующим образом. На первичную обмотку 1 (см. фиг. 2) подается переменное электрическое напряжение, тогда в первой дополнительной короткозамкнутой обмотке 6, согласно принципа Ленца, наводится ЭДС индукции. Ток, протекающий по этой обмотке, образует переменное магнитное поле в первом дополнительном магнитопроводе 4, а, в свою очередь, во второй короткозамкнутой обмотке 6, охватывающей первый дополнительный магнитопровод 4, наводится ЭДС индукции и так последовательно электрическая энергия передается от первичной обмотки через дополнительные магнитопроводы 4 и короткозамкнутые обмотки 6 во вторичную обмотку 2, токи проводимости изоляции стекают по делителю 7. Конкретным вариантом заявляемого разделительного трансформатора может быть трансформатор, выполненный на основе ферритовых колец марки 2000НМ 120х80х12 при числе дополнительных магнитопроводов n=1. В этом варианте как основной магнитопровод 3, так и дополнительный 4, собраны из двух колец; первичная 1, вторичная 2 и короткозамкнутые 6 обмотки намотаны проводом марки ПГВ-2,5. Первичная обмотка содержит 60, короткозамкнутая - 30, вторичная - 30 витков. Немагнитный промежуток равен 200 мм. Трансформатор помещен в тр убу из изолятора диаметром 200 мм и высотой 500 мм и залит трансформаторным маслом. Вес такого трансформатора равен 8 кг. Преобразователь, питающий трансформатор, работает на частоте 20 кГц, форма напряжения близка к синусу. Трансформатор испытывался на стенде и позволил на потенциал равный 100 кВ относительно земли передать электрическую мощность на активную нагрузку около 1000Вт. Заявляемый разделительный трансформатор в 2 раза меньше по габаритам и массе по сравнению с прототипом, имеющим аналогичные электрические характеристики.