無膠式錐形高壓脈沖變壓器次級線圈的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于脈沖功率技術(shù)領(lǐng)域，具體是涉及一種無膠式錐形高壓脈沖變壓器次級線圈。
【背景技術(shù)】
[0002]Tesla變壓器型脈沖功率驅(qū)動源在高功率微波領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用，其主要特征是Tesla變壓器與脈沖形成線一體化構(gòu)建:Tesla變壓器的初級線圈和次級線圈均嵌入同軸脈沖形成線內(nèi)部，介于內(nèi)、外開路磁芯之間。當(dāng)Tesla變壓器對脈沖形成線充電時，次級線圈兩端電壓逐漸升高，一旦某點(diǎn)開始放電出現(xiàn)電擊穿現(xiàn)象，線圈導(dǎo)線很快被燒斷，最終導(dǎo)致變壓器無法正常工作。
[0003]已知的次級線圈有錐狀和柱狀兩種結(jié)構(gòu)，錐狀線圈不影響形成線電壓和阻抗分布，因此得到廣泛應(yīng)用。國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)張自成博士在2008年研宄生學(xué)位論文“緊湊重頻Tesla變壓器型吉瓦脈沖發(fā)生器”中45-46頁闡述，錐狀次級線圈是Tesla變壓器中最容易損壞的關(guān)鍵部件，由電工紙板、導(dǎo)線和固化膠構(gòu)成，紙板表面涂膠，固化后將導(dǎo)線和紙板粘接在一起。錐狀次級線圈繞制過程中，紙板表面被膠層覆蓋后，容易形成密閉氣隙。實(shí)驗(yàn)研宄表明，膠層中氣隙內(nèi)電場明顯增強(qiáng)，這種氣隙中最可能發(fā)生氣體放電，形成小規(guī)?！氨ā?，導(dǎo)致多匝導(dǎo)線向外凸起甚至斷裂。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服現(xiàn)有高壓脈沖變壓器次級線圈匝間絕緣性能差的不足，本發(fā)明提供一種無膠式錐形高壓脈沖變壓器次級線圈。該次級線圈包括電工紙板、帶絕緣層導(dǎo)線和絕緣線三個部分。所述電工紙板為錐筒狀，作為帶絕緣層導(dǎo)線依附的骨架。多匝帶絕緣層導(dǎo)線通過絕緣線纏繞均勻密繞在錐筒狀電工紙板上，絕緣層導(dǎo)線上的絕緣層用于增加導(dǎo)線匝間介電強(qiáng)度，提高錐形線圈耐電壓能力。絕緣線用于纏繞絕緣層導(dǎo)線，并通過打孔拴結(jié)的方式將絕緣層導(dǎo)線均勻固定在電工紙板上，制作成無膠式錐形高壓脈沖變壓器次級線圈。本發(fā)明解決了現(xiàn)有錐形次級線圈制作中由于涂膠工藝帶來的氣體放電問題，提高了線圈匝間絕緣性能，保證了錐形次級線圈整體絕緣強(qiáng)度。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種無膠式錐形高壓脈沖變壓器次級線圈，其特點(diǎn)是由電工紙板1、帶絕緣層導(dǎo)線2和絕緣線3制作而成，所述電工紙板I為錐筒狀，作為帶絕緣層導(dǎo)線2依附的骨架；所述帶絕緣層導(dǎo)線2沿錐筒狀電工紙板I外壁的一端向另一端朝圓周方向均勻纏繞；所述電工紙板I外壁上對稱布有八組過孔，各組過孔由在錐線方向上均勻排布的六個過孔組成；帶絕緣層導(dǎo)線2的纏繞范圍處于各組過孔最外兩端的兩個過孔之間；絕緣線3從相應(yīng)組第一個過孔處沿電工紙板I內(nèi)壁連至第六個過孔處，并從第六個過孔穿出后，沿同一方向纏繞單匝帶絕緣層導(dǎo)線2—圈，并以此方式逐匝纏繞至第六個過孔處時，從該過孔穿入與電工紙板I內(nèi)壁處絕緣線3拴結(jié)，再從該過孔穿出繼續(xù)纏繞帶絕緣層導(dǎo)線2至第五個過孔，依次類推，直至第一個過孔拴結(jié)后完成固定。
[0006]本發(fā)明的有益效果是:該次級線圈包括電工紙板、帶絕緣層導(dǎo)線和絕緣線三個部分。所述電工紙板為錐筒狀，作為帶絕緣層導(dǎo)線依附的骨架。多匝帶絕緣層導(dǎo)線通過絕緣線纏繞均勻密繞在錐筒狀電工紙板上，絕緣層導(dǎo)線上的絕緣層用于增加導(dǎo)線匝間介電強(qiáng)度，提高錐形線圈耐電壓能力。絕緣線用于纏繞絕緣層導(dǎo)線，并通過打孔拴結(jié)的方式將絕緣層導(dǎo)線均勻固定在電工紙板上，制作成無膠式錐形高壓脈沖變壓器次級線圈。本發(fā)明解決了現(xiàn)有錐形次級線圈制作中由于涂膠工藝帶來的氣體放電問題，提高了線圈匝間絕緣性能，保證了錐形次級線圈整體絕緣強(qiáng)度。
[0007]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明作詳細(xì)說明。
【附圖說明】
[0008]圖1是本發(fā)明無膠式錐形高壓脈沖變壓器次級線圈的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0009]圖2是圖1的A-A視圖。
[0010]圖中，1-電工紙板，2-帶絕緣層導(dǎo)線，3-絕緣線。
【具體實(shí)施方式】
[0011]以下實(shí)施例參照圖1-2。
[0012]本發(fā)明無膠式錐形高壓脈沖變壓器次級線圈包括電工紙板1、帶絕緣層導(dǎo)線2、絕緣線3三個部分，所述帶絕緣層導(dǎo)線2通過八條絕緣線3纏繞拴結(jié)均勻密繞在錐筒狀電工紙板I上。
[0013]所述電工紙板I為錐筒狀，作為帶絕緣層導(dǎo)線2依附的骨架；所述帶絕緣層導(dǎo)線2沿錐筒狀電工紙板I外壁的一端向另一端朝圓周方向均勻纏繞；所述電工紙板I外壁上對稱布有八組過孔，各組過孔由在錐線方向上均勻排布的六個過孔組成；帶絕緣層導(dǎo)線2的纏繞范圍處于各組過孔最外兩端的兩個過孔之間；絕緣線3從相應(yīng)組第一個過孔處沿電工紙板I內(nèi)壁連至第六個過孔處，并從第六個過孔穿出后，沿同一方向纏繞單匝帶絕緣層導(dǎo)線2—圈，并以此方式逐匝纏繞至第六個過孔處時，從該過孔穿入與電工紙板I內(nèi)壁處絕緣線3拴結(jié)，再從該過孔穿出繼續(xù)纏繞帶絕緣層導(dǎo)線2至第五個過孔，依次類推，直至第一個過孔拴結(jié)后完成固定。
[0014]本實(shí)施例中的無膠式錐形高壓脈沖變壓器次級線圈工藝流程如下:
[0015]第一步:錐筒成形。
[0016]按錐筒大小端直徑和軸向長度計算出電工紙板I的扇形尺寸，將電工紙板I按需要裁成扇形，在模具上滾轉(zhuǎn)出圓錐形，邊緣粘接，要求模具表面平整，有一定機(jī)械強(qiáng)度。
[0017]第二步:線圈繞制。
[0018]用一根數(shù)千米帶絕緣層導(dǎo)線2沿錐筒狀電工紙板I外壁的小徑端向大徑端朝逆時針圓周方向均勻纏繞。整個錐形線圈由八根沿圓周方向等間隔絕緣線3纏繞固定。每根絕緣線3沿單匝帶絕緣層導(dǎo)線2逆時針方向纏繞一圈，并以同樣的方式逐匝纏繞至30匝后穿過電工紙板I過孔(過孔直徑為0.7mm)與電工紙板I內(nèi)壁絕緣線3拴結(jié)，再從同一過孔穿出繼續(xù)纏繞帶絕緣層導(dǎo)線2，依次類推，直至最后一個過孔拴結(jié)后完成固定。
[0019]本實(shí)施例中，錐筒狀電工紙板厚度為1.5mm ;錐筒兩端直徑分別為138mm和266mm，長262mm，帶絕緣層導(dǎo)線直徑為0.6mm，相鄰導(dǎo)線間距(即絕緣線直徑)為0.2mm，總匝數(shù)為300匝；Tesla變壓器次級線圈工作電壓大于300kV，以脈沖數(shù)表示的壽命超過100萬。實(shí)驗(yàn)證明這種無膠式錐形高壓脈沖變壓器次級線圈能夠保證脈沖功率驅(qū)動源長時間穩(wěn)定運(yùn)行。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種無膠式錐形高壓脈沖變壓器次級線圈，其特征在于:由電工紙板(I)、帶絕緣層導(dǎo)線(2)和絕緣線(3)制作而成，所述電工紙板(I)為錐筒狀，作為帶絕緣層導(dǎo)線(2)依附的骨架；所述帶絕緣層導(dǎo)線(2)沿錐筒狀電工紙板(I)外壁的一端向另一端朝圓周方向均勻纏繞；所述電工紙板(I)外壁上對稱布有八組過孔，各組過孔由在錐線方向上均勻排布的六個過孔組成；帶絕緣層導(dǎo)線(2)的纏繞范圍處于各組過孔最外兩端的兩個過孔之間；絕緣線(3)從相應(yīng)組第一個過孔處沿電工紙板(I)內(nèi)壁連至第六個過孔處，并從第六個過孔穿出后，沿同一方向纏繞單匝帶絕緣層導(dǎo)線(2) —圈，并以此方式逐匝纏繞至第六個過孔處時，從該過孔穿入與電工紙板(I)內(nèi)壁處絕緣線(3)拴結(jié)，再從該過孔穿出繼續(xù)纏繞帶絕緣層導(dǎo)線(2)至第五個過孔，依次類推，直至第一個過孔拴結(jié)后完成固定。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種無膠式錐形高壓脈沖變壓器次級線圈，用于解決現(xiàn)有高壓脈沖變壓器次級線圈匝間絕緣性能差的技術(shù)問題。技術(shù)方案是該次級線圈包括電工紙板、帶絕緣層導(dǎo)線和絕緣線三個部分。所述電工紙板為錐筒狀，作為帶絕緣層導(dǎo)線依附的骨架。多匝帶絕緣層導(dǎo)線通過絕緣線纏繞均勻密繞在錐筒狀電工紙板上，絕緣層導(dǎo)線上的絕緣層用于增加導(dǎo)線匝間介電強(qiáng)度，提高錐形線圈耐電壓能力。絕緣線用于纏繞絕緣層導(dǎo)線，并通過打孔拴結(jié)的方式將絕緣層導(dǎo)線均勻固定在電工紙板上，制作成無膠式錐形高壓脈沖變壓器次級線圈。本發(fā)明解決了現(xiàn)有錐形次級線圈制作中由于涂膠工藝帶來的氣體放電問題，提高了線圈匝間絕緣性能，保證了錐形次級線圈整體絕緣強(qiáng)度。
【IPC分類】H01F19/08, H01F27/30
【公開號】CN104992820
【申請?zhí)枴緾N201510381708
【發(fā)明人】張喜波, 王剛, 劉勝, 周金山, 王利民, 李鵬輝, 孫旭, 王俊杰, 邵賢忠, 郭旭
【申請人】西北核技術(shù)研究所
【公開日】2015年10月21日
【申請日】2015年6月30日