Высоковольтная выпрямительная установка

Высоковольтная выпрямительная установка

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(72) Автор изобретения

А. Л. Ефремвдн (71) Заявитель (54) ВЫСОКОВОЛЬТНАЯ ВЫПРЯМИТЕЛЬНАЯ УСТАНОВКА

Изобретение касается электротехники, в частности электрооборудования высоковольтных импульсных устройств и предназначено для заряда; накопительных конденсаторных батарей генераторов импульсных токов различного назначения.

Известны высоковольтные выпрямительные, установки для заряда накопительных конденсаторных батарей fl) и (2);

Одна иэ известных высоковольтных выпрямительных установок требует установки энергоемкого балластного сопротивления на выходе выпрямителя, что значительно снижает ее

К Ш (1).

Наиболее близким по технической сущности решением к данному изобретению является высоковольтная установка для заряда накопительных конденсаторов генераторов импульсных токов, содержащая в одном баке высоковольтный трехфазный трансформатор с обмоткой высокого напряжения соединенной в звезду, заземленный электростатический экран, расположенный между обмотками высокого и низкого напряжения, высоковольтный выпрямитель, соб2 равный по схеме трехфазного выпрямительного моста и подключенный к линейнъгм выводам обмотки высокого напряжения трансформатора, демнфирующие элем жты, через которые к полюсам выпрямителя подключен накопительный конденсатор Щ.

Однако эта установка имеет эавьппенную массу и габариты н низкие КПД и надежность.

Йель изобретения — повышение надежности и улучшение массогабаритных показаний устаle нонки .

Для этого в известную высоковыпрямительную установку для зарха накопительных конденсаторов генераторов импульсных токов, содержащую в одном баке высоковольтный трехфазный трансформатор с обмоткой высокого напряжения соединенной в звезду, заземленный электростатический экран, расположенный между обмотками высокого и низкого напряжения, высоковольтный выпрямитель, собранный

26 по схеме трехфазного выпрямительного моста и подключенный к линейным выводам обмотки высокого напряжения трансформатора и демпфирующие элементы, через которые к по71462 люсам выпрямителя подключен накопительный конденсатор, между одной из обкладок накопительного конденсатора и нулевой точкой звезды обмотки высокого напряжения транстрансформатора включен конденсатор.

Кроме того к нулевой точке звезды обмотки высокого напряжения трансформатора ус1тановки подсоединен неподвижный электростатический экран, охватывающий одной стороной обмотки высокого напряжения трансформатора и обращенный противоположной стороной к стенкам бака, причем стенки бака соединены с одной из обкладок накопительного конденсатора.

Кроме того установка снабжена подвижным заземленным электростатическим экраном, охватывающим неподвижный экран.

На фиг. 1 представлена принципиальная электрическая схема высоковольтной выпрямительной установки; на фиг. 2 и 3 — вариант ее

"конструктивного выполнения.

Высоковольтная выцрямительная установка включает в себя силовой повьпцающий трансформатор 1, высоковольтная обмотка 2 которого соединена в звезду. Питание к обмоткам низкого напряжения 3 подается от сети трехфазного переменного тока. Между обмотками

2 и 3 установлен заземленный электростатический экран, 4, а кроме того трансформатор снабжается дополнительным электростатическим экраном 5, охватывающнл обмотку высокого напряжения 2, и соединенным с нулем звезды высоковольтной обмотки 2 трансформатора 1.

Подвижный экран 6 соединен с землей и охва.тывает неподвижный экран 5. Высоковольтная обмотка 2 трансформатора 1 подключена к выпрямительному мосту, собранному по трехфазной мостовой схеме Ларионова и состоящему из шести плеч иа кремниевых венпщях 7, 8, 9, 1О, 11, 12 На выходе моста, в разиоимеи- @ ные полюса выпрямителя, включены демпфирующие элементы 13 и 14. Нагрузкой выпрямителя является батарея накопительных конденсаторов 15, периодически разряжаемая через разрядник 16 иа технологический промежуток 17;

Кроме того на фиг. 1, 2, 3 показан конденсатор 18, подключенный между нулевой точкой

f трансформатора и землей и конденсатор 18, эквивалентный конструктивной емкости, существующей между обмоткой высокого напряжения 2, и землей, а также конденсатор 19 переменной емкости, которая специально создается путем дополнительной экранировки обмотки 2 при помощи неподвижного экрана 5 и подвижного экрана б, соединенного с землей и охватывающего неподвижный экран 5. На фиг. 2 и 3 приведен вариант конструктивногг вытюлнения высоковольтной выпрямительной установки. Конденсатор 18 на фиг. 2 и 3 не

8 4 показан, так как его конструктивное выполнение не имеет принципиального значения, а выпрямитель показан схематично. На трехстержневом магнитопроводе трансформатора 1 расположены катушки низкого напряжения 3 поверх которых находится электростатический экран 4, С учетом изоляционного промежутка располагаются слоевые обмотки высокого напряжения 2. Внутренний вывод всех трех катушек обмотки

2 соединен с дополнительным неподвижным электростатическим экраном 5, охватывающим все три катушки 2 трансформатора, а наружные выводы катушки 2 подключены к выпрямительному мосту, состоящему из вентильных плеч 7, 8, 9, 10, 11, 12. Подвижный элекстростатический экран б охватывает неподвижный экран 5 и соединяется с механизмом перемещения 2О, который благодаря вращению штурва- . ла 2f, вала 22, проходящему через сальниковое утшотнение внутрь блока 23 высоковольтного устройства, заполненного трансформаторным маслом, обеспечивает перемещение экрана 6, относительно экрана 5, и тем самым изменение электрической емкости 19 между экранами 5 и 6, На фиг. 3 отмечены возможные верхние (BY) и нижние (НУ} уровни нахождения экрана 6. Между экранами 5 и 6 расположен диэлектрик 24 служащий для повышения электрической прочности и увеличения емкости конденсатора 19. В ряде случаев подвижный экран может отсутствовать. В этом случае era роль будет играть поверхность бака, в который помещен трансформатор.

Установка работает следующим образом.

При включении в,работу, в начальный период, выпрямитель работает по обычной схеме выпрямления — схеме Ларионова и обеспечивает быстрый заряд батареи накопительных конденсаторов 15 до максимального значения напряжения, обеспечиваемого схемой Ларионова

0с1 — — 120л или Ud — — 2 3U@, где 0,1 — напряжение на батарее конденсаторов 15;

U„— линейное напряжение на обмотке 2 трансформатора;

Uy — фазовое напряжение на обмотке 2 трансформатора.

Ввиду наличия значительной электрической емкости 18, 18 и 19 между нулевой точкой обмотки высокого напряжения 2 и землей, указанные емкости 18, 18 и 19 заряжаются до максимального напряжения фазовой обмопси трансформатора 1, т. е.

0 = +20),> где О, — напряжение на емкостях 18, 18 и 19, Учитывая, что в каждый полупериод, напряжение на фазах трансформатора меняет знак

71462 экран.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Пагент Японии И 49 — 33495, НКИ 56 В 12, МКИ 2 Н 02 1/26, 1974.

2. "Электрический разряд в жидкости и его применение", Киев, "Наукова думка", 1977. с. 135, 137 (протогил).

5 на обратный, то напряжение на емкостях 18, 18 н 19 оказывается включенным последовательно с напряжением на фазах трансформатора и обшее напряжение на выходе выпрямителя, на батарее накопительных конденсаторов 15, 5 составится

О1, = 212 Оф, а отношение 0,1 к Ud составит и — - = — -< Ю4О,,Д 1о т. е. составит ориентировочно 115% от напряже ния, обеспечиваемого схемой Ларионова, При уменьшении числа витков вторичной обмотки трансформатора на 15%, Ud станет равным

О,1 При работе установки, в одном из полупериодов изменения питающего напряжения, I происходит заряд емкостей 18, 18 и 19, а в следующий полупериод, при достижении на обмотке 2 трансформатора 1 максимального значения, емкости 18, 18 и 19 начинают разI ряжаться на емкость 15. Прн этом емкости 18, 18 и 19 частично разряжаются на накопительный конденсатор 15, напряжение на конденсаторе 15 несколько возрастает. В следующий

E 25 цикл, после завершения зарядки емкостеи 18, 18 и 19 опять разряжаются на конденсатор

15 и напряжение на нем несколько возрастает.

Таким образом напряжение на конденсаторе 15 возрастает от

Ud Г2 ГЗ Оф до Ud 2Г2 Оф

Учитывая, что заряд емкостей 18 и 19 происходит за период изменения питающего напряжения трижды, от каждой фазы обмотки 2 трансформатора и так же трижды происходит цикл их разряда на батарею накопительных юнденсаторов 15, то напряжение на батарее накопительных конденсаторов 15 нарастает сравнительно быстро и зависит в основном от соотношения емкостей батареи 15 и емкостей 18, 18 и 19. Регулируя емкость конденсатора 19 можно изменять время нарастания напряжения на батарее 15 и тем самым частоту разрядов на технологическом промежутке 17 через калиброванный по напряжению разряпник. В ряде случаев конденсатор 18 может отсутствовать н его функции будут выполнять конденсаторы

18, 19. Величина емкости 19 регулируется посредством перемещения подвижного заземленного экрана 6 относительно неподвижного экрана 5. Перемещение подвижного экрана 6 осуще-

50 ствляется посредством механизма передвижения (фиг. 3) состоящего из штурвала 21 с валом, проходящим через крышку бака 22. Демпфирующие элементы 13 и 14 служат для защиты выпрямительного моста от высокочастотных воз55 действий при разрядах в цепи нагрузки. В качестве, выпрямительного моста целесообразно использовать высоковольтный выпрямительный блок с симметрируюшим, экранированным вентилем.

Благодаря применению данного изобретения сокращается (ориентировочно íà 15" ) расход медных проводов на изготовление высоковольтной обмотки трансформатора, уменьшается приблизительно на 15% число вентилей в плечах выпрямительного моста, отпадает надобность в балластном сощютивленин и стабилотронах, включенных на высокой стороне выпрямителя, отпадает надобность в регулируемой индуктивности включенной с низкой стороны трансформатора.

Все вышесказанное значительно упрощает конструкцию, схему и снижает вес установки, повышаег надежность и экономичность ее рабогы.

Формула изобретения

l. Высоковольтная выпрямительная установка для заряда накопительных конденсаторов генераторов импульсных токов, содержащая в одном баке высоковольтный трехфазный трансформатор с обмоткой высокого напряжения соединенной в звезду, заземленный электростатический экран, расположенный между обмотками высокого и низкого напряжения, высоковольтный выпрямитель, собранный по схеме трехфазного выпрямительного моста и подключенный к линейным выводам обмотки высокого напряжения трансформатора и демпфирующие элементы, через которые к полюсам вьптрямителя подключен накопительный конденсатор, о тли ча ю ща я с я тем, что, с целью повышения надежности и экономичности, .между одной из обкладок накопительного конденсатора и нулевой точкой звезды обмотки высокого напряжения трансформатора, включеч конден. сагор.

2. Установка по и. 1, отличающаяся тем, что к нулевой точке звезды обмотки высокого напряжения трансформатора подсоеди„Ф нен неподвижный электростатический, экран, охватывающий одной стороной обмотки высокого напряжения трансформатора и обращенный противоположной стороной к стенкам бака, причем стенки бака соединены с одной иэ обкладок накопительного конденсатора, 3. Установка по п. 2, отличающаяся тем, по, с целью регулирования скорости нарастания напряжения на выходе, она снабжена заземленным электростатическим экраном охватывающим неподвижный электростатический

714628

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель В. Чорба

Редактор В. Сатирштейн Техрец 3. Фанта

Заказ 9312/59 Тираж 995

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Хорркр В „

Подписное