一種Tesla變壓器初級線圈屏蔽結(jié)構(gòu)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，涉及一種Tesla變壓器初級線圈屏蔽結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]Tesla變壓器型脈沖功率源主要特征是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。內(nèi)、外磁芯分別與同軸脈沖形成線內(nèi)、外筒可靠電接觸。
[0003]Tesla變壓器型脈沖功率源工作中，主開關(guān)閉合后，電壓波沿脈沖形成線傳播。此時，初級線圈與內(nèi)、外磁芯構(gòu)成電容分壓器，初級線圈上感應(yīng)出脈沖電壓。而現(xiàn)有的初級電路結(jié)構(gòu)由儲能電容器、開關(guān)器件和初級線圈組成，容易出現(xiàn)開關(guān)器件受到干擾，甚至損壞的現(xiàn)象。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種Tesla變壓器初級線圈屏蔽結(jié)構(gòu)，以解決Tesla變壓器初級電路開關(guān)器件受到次級高壓快脈沖干擾極易損壞的問題。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)解決方案是:所提供的一種Tesla變壓器初級線圈屏蔽結(jié)構(gòu)，其特殊之處在于:屏蔽結(jié)構(gòu)包括絕緣紙制成的絕緣筒和至少4片金屬帶；絕緣筒緊貼Tesla變壓器初級線圈的內(nèi)表面；金屬帶緊貼絕緣筒的內(nèi)表面并等間隔地排布在絕緣筒的內(nèi)表面；金屬帶由矩形寬帶和矩形窄帶組成，金屬帶的中部為矩形寬帶，兩端為矩形窄帶；矩形寬帶的長度等于Tesla變壓器初級線圈的長度，矩形寬帶的軸向位置與初級線圈的軸向位置一致；矩形寬帶的寬度所對應(yīng)的中心角的角度至少為相鄰兩金屬帶間的間隔所對應(yīng)中心角角度的12倍；矩形窄帶的寬度小于矩形寬帶寬度的0.2倍；金屬帶的兩端部與Tesla變壓器的娃鋼置片磁芯電接觸。
[0006]基于以上基本技術(shù)方案，本發(fā)明可作如下優(yōu)化:
[0007]上述金屬帶為對稱結(jié)構(gòu)。
[0008]上述絕緣筒的長度等于Tesla變壓器硅鋼疊片磁芯的長度。
[0009]上述絕緣筒為三層復(fù)合絕緣紙制成的絕緣筒。
[0010]上述金屬帶為薄銅片或薄鋁片。
[0011]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:本發(fā)明所提供屏蔽結(jié)構(gòu)兩端金屬帶的縫隙較大，不影響磁力線通過，同時每條金屬帶縫隙回路的凈磁通為零，因此對Tesla變壓器能量效率影響極小，能保證Tesla變壓器正常工作。當(dāng)初級電路主開關(guān)閉合后，電壓波沿脈沖形成線傳播，由于屏蔽結(jié)構(gòu)與Tesla變壓器外磁芯等電位，初級線圈通過屏蔽結(jié)構(gòu)中的縫隙耦合到幅值極小的電壓脈沖，起到有效保護(hù)初級電路開關(guān)器件的作用。
【附圖說明】
[0012]圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖2是本發(fā)明單片金屬帶結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖3是本發(fā)明屏蔽結(jié)構(gòu)與Tesla變壓器初級線圈裝配示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述:
[0016]參見附圖1至附圖3，本發(fā)明所提供的一種Tesla變壓器初級線圈屏蔽結(jié)構(gòu)內(nèi)嵌于Tesla變壓器初級線圈3的內(nèi)表面，且與初級線圈3同軸。
[0017]屏蔽結(jié)構(gòu)包括由絕緣紙制成的絕緣筒2和至少4片金屬帶1。絕緣筒2緊貼初級線圈3的內(nèi)表面。金屬帶1緊貼絕緣筒2的內(nèi)表面并等間隔地排布在絕緣紙2的內(nèi)表面；金屬帶1由矩形寬帶和矩形窄帶組成，金屬帶1的中部為矩形寬帶，金屬帶1的兩端為矩形窄帶；矩形寬帶的長度等于初級線圈3的長度，矩形寬帶的軸向位置與初級線圈3的軸向位置一致。矩形寬帶的寬度所對應(yīng)的中心角的角度至少為相鄰兩金屬帶間的間隔對應(yīng)中心角角度的12倍；矩形窄帶的寬度小于矩形寬帶寬度的0.2倍；金屬帶的兩端部與Tesla變壓器的硅鋼疊片磁芯4電接觸。
[0018]為達(dá)到更好的屏蔽效果，本發(fā)明的金屬帶1可設(shè)計(jì)為對稱結(jié)構(gòu)。制成絕緣筒2的絕緣紙采用三層復(fù)合絕緣紙，絕緣筒2的長度等于Tesla變壓器硅鋼疊片磁芯4的長度。
[0019]本發(fā)明的金屬帶1可選擇無磁性、導(dǎo)體、非常薄、易彎曲的材質(zhì)，比如薄銅片或薄招片Ο
[0020]本發(fā)明的工作原理為:Tesla變壓器初級線圈屏蔽結(jié)構(gòu)內(nèi)嵌于初級線圈3的內(nèi)表面，當(dāng)初級電路開關(guān)導(dǎo)通后，初級線圈3放電電流產(chǎn)生的磁場經(jīng)屏蔽結(jié)構(gòu)兩端的縫隙通過，在次級線圈上感應(yīng)出高電壓，并以電場形式存儲在脈沖形成線內(nèi)。由于本屏蔽結(jié)構(gòu)兩端的金屬帶1縫隙較大，基本不影響磁力線通過，同時，每條金屬帶1縫隙回路凈磁通為零，因此，本屏蔽結(jié)構(gòu)對Tesla變壓器能量效率影響極小，保證Tesla變壓器正常工作。
[0021]當(dāng)初級電路主開關(guān)閉合后，電壓波沿脈沖形成線傳播，由于屏蔽結(jié)構(gòu)與Tesla變壓器外磁芯等電位，初級線圈3通過屏蔽結(jié)構(gòu)中的縫隙耦合到幅值極小的電壓脈沖，從而起到有效保護(hù)初級電路開關(guān)器件的作用。
[0022]下面通過具體實(shí)施例來說明本發(fā)明的屏蔽效果。
[0023]實(shí)施例:
[0024]Tesla變壓器初級線圈3內(nèi)表面直徑為140mm，長度為200mm ；Tesla變壓器磁芯4內(nèi)表面直徑為142mm，長度為350mm。
[0025]屏蔽結(jié)構(gòu)內(nèi)嵌于初級線圈3的內(nèi)表面，且與初級線圈3同軸對稱。屏蔽結(jié)構(gòu)包括16片金屬帶1和圓筒狀三層復(fù)合絕緣紙2。金屬帶1由矩形寬帶和矩形窄帶組成，金屬帶1的中部為矩形寬帶，兩端為矩形窄帶。16片金屬帶1緊貼三層復(fù)合絕緣紙2內(nèi)表面并等間隔2_均勻排布，金屬帶1兩端部的矩形窄帶與Tesla變壓器硅鋼疊片磁芯4可靠電接觸。具體結(jié)構(gòu)尺寸為:
[0026]絕緣紙2直徑為140mm，長度為350mm。
[0027]金屬帶1為對稱結(jié)構(gòu)，其中部的矩形寬帶的寬度為25mm，其兩端的矩形窄帶寬度為5mm。矩形寬帶的長度為200mm，金屬帶1總長度約為350mm。矩形寬帶的寬度所對應(yīng)的角度為20度，金屬帶1排布間隔所對應(yīng)的角度為1.6度。
[0028]Tesla變壓器初級線圈屏蔽結(jié)構(gòu)仿真結(jié)果為:初級線圈3耦合電壓為總電壓值的0.02%。
[0029]在未安裝本發(fā)明所提供屏蔽結(jié)構(gòu)的前期實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)100kV脈沖電壓波沿脈沖形成線傳播時，在重復(fù)頻率100Hz，工作100炮時，初級電路開關(guān)器件出現(xiàn)損壞現(xiàn)象；在安裝本發(fā)明所提供的屏蔽結(jié)構(gòu)后，在相同的實(shí)驗(yàn)條件下，Tesla變壓器初級電路可靠工作，在重復(fù)頻率100Hz，連續(xù)工作時間lmin，10萬炮條件下，Tesla變壓器型脈沖功率源穩(wěn)定可靠運(yùn)行。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種Tesla變壓器初級線圈屏蔽結(jié)構(gòu)，其特征在于:包括由絕緣紙制成的絕緣筒和至少4片金屬帶；所述絕緣筒緊貼Tesla變壓器初級線圈的內(nèi)表面；所述金屬帶緊貼絕緣筒的內(nèi)表面并等間隔地排布在絕緣筒內(nèi)；所述金屬帶的中部為矩形寬帶，金屬帶的兩端為矩形窄帶；所述矩形寬帶的長度等于Tesla變壓器初級線圈的長度，矩形寬帶的軸向位置與初級線圈的軸向位置一致；所述矩形寬帶的寬度所對應(yīng)中心角的角度至少為相鄰金屬帶間的間隔所對應(yīng)中心角角度的12倍；所述矩形窄帶的寬度小于矩形寬帶寬度的0.2倍；所述金屬帶的兩端部與Tesla變壓器的娃鋼疊片磁芯電接觸。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種Tesla變壓器初級線圈屏蔽結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述金屬帶為對稱結(jié)構(gòu)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種Tesla變壓器初級線圈屏蔽結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述絕緣筒的長度等于Tesla變壓器硅鋼疊片磁芯的長度。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種Tesla變壓器初級線圈屏蔽結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述金屬帶有16片。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種Tesla變壓器初級線圈屏蔽結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述絕緣筒為三層復(fù)合絕緣紙制成的絕緣筒。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種Tesla變壓器初級線圈屏蔽結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述金屬帶為薄銅片或薄鋁片。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種Tesla變壓器初級線圈屏蔽結(jié)構(gòu)，以解決Tesla變壓器初級電路開關(guān)器件受干擾易損壞的問題。本發(fā)明包括由絕緣紙制成的絕緣筒和至少4片金屬帶。絕緣筒緊貼初級線圈內(nèi)表面，金屬帶緊貼絕緣筒內(nèi)表面并等間隔排布。金屬帶中部為矩形寬帶，兩端為矩形窄帶。矩形寬帶的長度等于初級線圈的長度。矩形寬帶的寬度所對應(yīng)中心角的角度至少為相鄰金屬帶間的間隔所對應(yīng)中心角角度的12倍，矩形窄帶的寬度小于矩形寬帶寬度的0.2倍。金屬帶的兩端與變壓器的硅鋼疊片磁芯電接觸。本屏蔽結(jié)構(gòu)兩端金屬帶縫隙較大不影響磁力線通過，每條金屬帶縫隙回路的凈磁通為零，對Tesla變壓器能量效率影響極小，能保證Tesla變壓器正常工作。
【IPC分類】H01F27/36, H05K9/00
【公開號】CN105304294
【申請?zhí)枴緾N201510784891
【發(fā)明人】張喜波, 王剛, 王俊杰, 劉勝, 王利民, 潘亞峰, 孫旭, 李鵬輝, 范紅艷, 樊旭亮
【申請人】西北核技術(shù)研究所
【公開日】2016年2月3日
【申請日】2015年11月16日