192217. lajstromszámú szabadalom • Diódákkal összekapcsolt osztott tekercselésű transzformátor
1 192217 2 A találmány tárgya nagyfeszültség előállítására szolgáló, diódákkal összekapcsolt osztott tekercselésit transzformátor, amely legalább egy, egymástól szigetelted elrendezett, valamint diódákkal csatolt azonos kiképzésű tekercsrétegekkel kialakított szekunder tekercset és előnyösen árnyékolóelemet tartalmaz, ahol az árnyékolóelem a primer tekercs és a szekundertekercs között van elrendezve. A 607 081 ljsz. német szabadalmi leírásból és az 1 933 535 sz. DE közzétételi iratból ismert olyan, diódákkal csatolt osztott tekercselésű transzformátor, amely több, azonos jellegű, egymástól szigetelt tekercsrétegből áll (lásd 1. ábra), ahol az egyes tekercsrétegek kezdetei és végei egymás fölött, egy vonalba esően vannak elrendezve. Mindegyik tekercsréteg vége egy-egy nyitott irányba kapcsolt diódán keresztül a következő, közvetlenül az előző tekercsréteg fölött elrendezett tekercsréteg kezdetével van összekötve. A diódák a tekercselésen kívül vannak elhelyezve. A szomszédos tekercsrétegeknek egymás fölött lévő menetei között kapacitások keletkeznek, amelyeknek viszont önmagában ismert diódacsatolás elvéből kifolyólag nincs zavaró hatása. Ily módon viszonylag kapacitásszegény nagyfeszültségű transzformátorok állíthatók elő. Habár az ismertetett elrendezéssel, diódacsatolással megvalósított transzformátor tekercskapaci. tása - összehasonlítva a folyamatosan, megszakítás nélkül tekercselt szekunder tekerccsel előállított transzformátorokkal - lényegesen kisebb, a hátrányosan ható tekercskapacitás a legalsó szekunder tekercsréteg és a mag között és különösen a szekunder tekercsréteg és az ámyékolófólia között kialakuló kapacitások, valamint a primer tekercs tekercskapacitása miatt mégis olyan mértékű, hogy nemkívánt és zavaró berezgési jelenségek lépnek fel. Ezen berezgési jelenségek bonyolult és költséges megoldások alkalmazása mellett is nagyon nehezen kézbentartható. Mindenesetre ennek következtében az ilyen jellegű transzformátorok alkalmazási területe korlátozott. A találmány célja, hogy a diódákkal csatolt, osztott tekercselésű transzformátorokkal megvalósított nagyfeszültség előállítása során a berezgési jelenségeket csökkentsük és a hatásfokot növeljük. A találmány feladata, hogy a diódákkal összekapcsolt osztott tekercselésű transzformátor tekercskapacitását csökkentsük. A feladat megoldására olyan, nagyfeszültség előállítására szolgáló, diódákkal összekapcsolt osztott tekercselésű transzformátort hoztunk létre, amelynek legalább egy szekunder tekercse és előnyösen a primer tekercs és a szekunder tekercs között elrendezett ámyékolóelemmel van ellátva, ahol a szekunder tekercs egymástól szigeteken elrendezett és diódákkal csatolt azonos fajtású tekercsrétegekkel van kialakítva, és a találmány szerint a primer tekercs egy vagy több, egymással párhuzamosan kapcsolt tekercsrétegből áll, amely(ek), valamint az árnyékolóelemként szolgáló legalább egy tekercsréteg menetszám, geometriai menetelrendezés - beleértve a tekercsrétegek kezdeteinek és végeinek elrendezését is - és előnyösen a huzalvastagság tekintetében a szekunder tekercs tekercsrétegeinek megfelelően van(nak) kialakítva. Előnyös, ha a tekercsrétegek között, a legalsó tekercsréteg és a mag között, illetve a legalsó tekercsréteg és a magon elrendezett árnyékoló fólia között egymástól lényegesen eltérő dielektromos állandójú, önmagában ismert szigetelő anyag van elhelyezve. A találmány szerinti, a transzformátorok primer tekercseinek elrendezésére vonatkozó, a gyakorlatban általánosan alkalmazott számítási és elrendezési előírásoktól eltérünk. A diódákkal csatolt osztott tekercselésű transzformátor primer tekercse egy tekercsrétegből áll, amely a szekunderoldali tekercsrétegekkel azonos módon van tekercselve, azaz a transzformátor összes tekercsrétegének menetszáma, a menetek elrendezése, a rétegek tekercselés kezdetének és végének elrendezése, valamint előnyösen a huzal vastagsága azonos. Ily módon a tekercsrétegek megfelelő egyes menetei egymás fölött egy vonalba esően vannak elhelyezve. Amenynyiben a transzformátor alkalmazásából adódóan a primer és a szekunder tekercs között árnyékolóelem szükséges, akkor az árnyékolóelemet is tekercsréteg alakjában valósítjuk meg, amelyre ugyanazok a feltételek érvényesek, mint a fentiekben ismertetett primer és szekunder tekercsrétegekre vonatkozóan. A primer tekercs nagyobb áramterhelése esetén a primer tekercset szintén több azonos tekercsréteggel alakítjuk ki, amelyek egymással közvetlenül párhuzamosan vannak összekapcsolva. Ily módon a primer tekercs „egyrétegű” tekercsként hat. A primeroldali és a szekunderoldali tekercsrétegek között (árnyékolás esetén az árnyékoló tekercsréteg és a legalsó szekunder tekercsréteg között is), valamint a diódákkal összekapcsolt szekunder tekercsrétegek között rétegkapacitások alakulnak ki. Az elsőként felsorolt kapacitások tekintetében a rétegek, ill. tekercsmenetek találmány szerinti elrendezésének következtében töltésváltozás nem következik be, ezért ezen kapacitások nem jelentkeznek mint hátrányosan ható tekercskapacitások. Ily módon a'tekercskapacitásokat lényegében a legalsó, valamint legfelső .tekercsréteg és a mag, ill. a magon elrendezett ámyékolófólia között keletkező kapacitások képezik. A gyakorlati megfontolásokkal szemben ezért a tekercsrétegek egymás közötti, valamint a tekercsrétegek és a mag, illetve a magon elrendezett ámyékolófólia közötti szigetelésre különböző szigetelőanyagot alkalmazunk, azaz a tekercsrétegek közötti szigetelést önmagában ismert, nagy dielektromos állandójú szigetelőanyaggal, például polietiléntereftaláttal (PETP) valósitjuk meg, míg a legalsó vagy legfelső tekercsréteg és a mag, ill. az ámyékolófólia közötti szigetelésre kis dielektromos állandójú szigetelőanyagot, például politetrafluoretilént (PTFE) alkalmazunk, hogy a váltakozófeszültséggel kapcsolófrekvencia ütemben terhelt kapacitásban tárolt energiát és dielektromos veszteséget kis értéken tartsuk. A találmány szerinti, diódákkal összekapcsolt osztott tekercselésű transzformátor egy előnyös kiviteli példa kapcsán a mellékelt rajzra való hivatkozással az alábbiakban részletesen ismertetjük, ahol a rajzon az 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
