PT95391A - Transformador de impulso - Google Patents

Description

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Mod. 71 -10000 ex. - 89/07 20 ) 25 62.658 Case: H.S.A.D. 269 2 4. SET. «89^/

/ A invenção refere-se a um transformador de impulso para a transformação de impulsos de baixa tensão em impulsos de alta tensão, transformador que é equipado com um enrolamento primário apropriado para ligar a um transforma dor de impulso gerador de impulsos de baixa tensão, com um en rolamento secundário provido com terminais de alta tensão, e com um núcleo de transformador, o qual é, pelo menos parcialmente, rodeado pelos enrolamentos primários e secundários. Este tipo de transformador de impulso pjo de ser usado num transmissor de radar para a produção de impulsos transmitidos pelo radar. 0 transformador é então colocado entre uma rede de formação do impulso e uma válvula ele-ctrónica de alta potência tal como um magnetrão /magnetron/ ou um clistrão /klystron/. Nesta aplicação é pedida ao trans_ formador a transformação de impulsos de tensão, gerador pela rede de formação de impulsos, de por exemplo, várias centenas de volts. milhares de amferes e uma duração da ordem dos mi-crosegundos, em impulsos de tensão de dezenas de kilovolts e dezenas de amperes . Os impulsos transformados são aplicados ao clistrão ou magnetrão para a produção de impulsos de micrc^ -ondas.

Estes impulsos de micro-ondas devem ser gerados a uma certa frequência, sendo os intervalos entre im pulsos consecutivos usados pelo receptor de radar para receber os ecos dos impulsos emitidos. Contudo, para permitir que um eco seja recebido imediatamente a seguir à emissão do res-· pectivo impulso , os impulsos precisam de ter paredes com in clinação próxima da vertical. Impulsos com paredes menos inclinadas p£ dem ter por causa o que é conhecido como indutância de fugas 30 1 5 10

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J 25 30 62.658 dase: H.S.A.D. 26924JEP90,^ do rtansformador de impulso. Sucede isto se o acoplamento entre os enrolamentos primário e secundário é menos do que ópti mo. Neste caso os campos electromagnéticos gerados pelos enro lamentos primário e secundário não estão completamente acopla dos.

Também os condutores de alimentação podem contribuir para a indutância de fugas, assim como o espaçamento não condutor o qual, para obter o necessário isolamento, está presente entre os enrolamentos e o núcleo. Uma versão deste tipo de transformador de impul so é conhecida de GB-A 2.103.426, transformador equipado com um núcleo toroidal à volta do qual é bobinado um enrolamento secundário toroidal, sendo este enrolamento secundário comple tamente envolvido pelo enrolamento primário, do qual é separado por abundante material isolador. Um núcleo toroidal com enrolamentos toroidais à sua volta manterá o fluxo magnético contido principalmente no interior do núcleo. Um inconveniente é que se torna necessário muito espaço entre os enrolamentos primário e secundário para o seu isolamento recíproco, tendo este espaço de isc lamento um efeito adverso no acoplamento entre os enrolamentos . 0 transformador de impulso de acordo com a invenção tem por objectivo proporcionar um rtansformador apresentando pequena indutância de fugas pela limitação em grande medida do espaçamento entre os enrolamentos e entre os en rolamentos e o núcleo. Com esta finalidade o transformador de impulso é equipado com meios de ligação entre o enrolamen to secundário e o núcleo do transformador para ligar a alta tensão ao núcleo, sendo o enrolamento secundário, pelo menos em parte da sua largura, rodeados por todo o enrolamento primário.

Com esta ligação a tensão do núcleo do transfoi_ mador segue de perto a tensão do enrolamento secundário, sen do necessário pequeno ou nenhum isolamento entre o enrolamento secundário e o núcleo. Daqui ersulta um melhor acopla- 2 35 1 62.658 Case: H.S.A.D. 269

mento e menor indutância de fugas. Numa realização do transformador de impulso, caracteristicamente com um enrolamento primário na forma de uma folha com material condutor enrolada à volta do enrolamento secundário, também na forma duma folha condutora, a di_ ferença de potencial entre as sucessivas camadas é pequena. Consequentemente o espaço de isolamento requerido entre os en rolamentos é mínimo, reduzindo ainda mais a indutância de fu gas.

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Uma ainda maior redução na indutância de fugas é conseguida numa realização em que o núcleo do rtansfojr mador é fixados por meio do enrolamento primário a uma estrutura de suporte electricamente condutora, a qual compreende partes isoladoras, uma parte de entrada da corrente e uma par te de saída da corrente tendo ambas uma superfície de contacto com o lado condutor, respectivamente, do condutor de entrada da corrente e do condutor de saída da corrente do enrolamento primário. Em sonsequência o espaço entre os enroLa mentos primário e secundário pode ser limitado a um mínimo e é obtida uma bem definida ligação eléctrica. A invenção vai ser elucidada com referenciados desenhos anexos, doa quais: A Fig. 1 mostra um diagrama parcial do circui to dum transmissor de radar com transformador de impulso. A Fig. 2 mostra uma esquemática realização dum transformador de impulso com suporte; e A Fig. 3 mostra uma vista de lado esquemático dos enrolamentos e núcleo do transformador de impulso da Fig. 2 na direcção da linha A-A. De acordo com a invenção o transformador de impulso pode ser usado numa cadeia de transmissão de radar como a representada esquemáticamente na Fig. 1. Um gerador de impulsos 2, ligado à fonte de alimentação 1, gera impulsos com uma duração e a uma frequência apropriados para o radar. Para isso, o gerador de impulsos 2 conpreende conhecidos meios de formação do impulso, tais como radar incorporando - 3 - 35 5

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Mod. 71-10000 ex. · 89/07 20 J 25 30 62.658 Case: H.S.A.D. 269 7 / linhas de atraso, e meios de interrupção, usando, por exemplo tiristores. Os impulsos gerados são apliacdos na forma de usual através de uma bobina rapidamente saturável 3 ao trans_ formador de impulso 4. A bobina 3 bloqueia o impulso até os meios de interrupção no gerador de impulso 2 se tornarem ple·· namente condutores, evitando assim a perda de potência através dos referidos meios e interrupção. Os impulsos aplicados ao transformador de impulso 4 têm duração caracteristica de cerca de 1 μβ, tensão de pico caracteristica de cerca de 400 V e corrente de pico caracteristica de cerca de 8.000 A. 0 transformador de impulso 4 transforma estes impulsos de baixa tensão em impul sos de alta tensão com a tensão de pico caracteristica de 80kV e corrente de pico de 40A. A razão de transformação con seguida neste caso é portanto de 1:200, a qual é consideravelmente mais alta do que a habitual em transformadores de impulso. Os impulsos de alta tensão são em seguida aplicados ao transmissor de radar 5, equipado com uma válvula electró-nica de alta potência, tal como uma magnetrão ou uma clistrã) a qual em resposta aos impulsos aplicados gera impulsos de micro-ondas com durações de impulsos correspondentes. Finalmente, os impulsos de micro-ondas são emitidos por uma antena 6. Uma realização dum transformador de impulso de acordo com a invenção, ilustrada na Fig. 2, compreende o núcleo do transformador 7, enrolamento primário e secundário (9). 0 núcleo do rtansformador, no qual é usado material convencional, é formado por duas partes em forma de U estrejl tamente ligados formando um circuito magnético, tendo sido montados os enrolamentos 8 e 9 em duas peças que rodeiam o núcleo. 0 núcleo também pode ser em forma de E, po rém, com os enrolamentos primário e secundário enrolados à volta de todos as três formas do núcleo, ou em forma de U com os enrolamentos primário e secundário em sómente uma forma. 0 ponto principal é que o enrolamento primário 8 en- 35 1 62.658 Case: H.S.A.D. 269

volva o enrolamento secundário tão estreitamente quanto possível, a fim de conseguir um acoplamento adequado. Com esta finalidade o enrolamento primário 8, que neste caso é na forma de uma folha, é fixado através das ligações 13, 14 e 15 a uma estrutura de suporte consis- 10 15

Mod. 71 -10000 ex. - 89/07 20 ) 25 30 tindo em três partes 10, 11 e 12. k partes 10, 11 e 12 da es_ trutura de suporte são feitos de material condutor, estando a parte 12 electricamente isolada das partes 10 e 11 por uma camada isoladora 16. A parte 12 faz contacto eléctrico com uma parte do lado electricamente condutor do enrolamento pri_ mário 8, parte que é fixada pela ligação 14. 0 lado do enrolamento primário 8, contígno ao núcleo do transformador 7, não é provido com camada isoladora. As partes 10 e 11 fazem contacto eléctrico com os condutores de ligação do enrolamento primário 8 os quais estão fixados pelas ligações 13 e 15. As partes 10 e 11 estão a seguir electricamente ligadas, através das ligações 17, a uma placa condutora 18. A parte 12 passa através de uma abertura da placa 18 e é fixada no lado oposto da mes ma pelas ligações 19 e 20. Entre a parte 12 e a placa 18 é inserida uma folha 21, com dois lados condutores separados por uma camada isoladora. A folha 21 é liagada ao gerador de impulsos 2 através da bobina saturável 3. 0 caminho da correii te primária passa então pelo lado da folha 21 que faz contacto com a parte 12, a própria parte 12, o enrolamento primário 8, as partes 10 e 11, a placa 18 e o lado da folha 21 que faz contacto com a placa 18. Entre a placa 18 e a parte 12 há além disso a bobina 3. 0 enrolamento primário é de preferência uma folha com uma camada condutora num dos lados. A vantagem é que a diferença de potencial entre as camadas permanece limitada a, neste caso, 400 volts por camada. Consequentemente pequeno espaço é necessário para o isolamento entre camadas e a sua disposição pode ser bastante compacta , facto que tem 5 35 62.658 Case: H.S.A.D. 269 24.SET.MI OJ! '7 Jrhi

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Mod. 71-10000 ex. - 89/07 20 i 25 30 um efeito favorável na indutância de fugas e no acoplamento. As partes do enrolamento secundário 9 que estão mais próximos do enrolamento primário 8 e aqueles que estão mais próximos do núcleo do transformador 7 estão equipados, respectivamente com condutores de ligação de baixa tensão 22 e condutores de ligação de alta tensão 23, de maneira que as mesmas podem sei ligadas do exterior. Os condutores de alta tensão 23 estão electricamente ligados ao núcleo de transformador 7 através de uma braçadeira à volta do núcleo 24. 0 enrolamento secundário 9 está bobunado sobre um molde (não mostrado na figura' que livremente rodeia o núcleo do transformador 7. Um dos coi. dutores de alta tensão 23 está ligado ao núcleo 7 por meio de um acoplamento de CA na forma de uma capacidade 25, a qual constitue uma impendância baixa para os impulsos gerados mas, inversamente, constitue uma alta impendância para a tensão de CA de baixa frequência, aplicada da maneira usual através do enrolamento secundário 9 para alimentar o filamento duma válvula electrónica de alta potência, quando ligada. Deve ser notado que há diferentes maneiras p£ las quais o núcleo 7 pode ser electricamente liagdo ao enrolamento secundário. Por exemplo, uma realização alternativa, parte do enrolamento secundário é bobinado directamente sobre o núcleo 7, não sendo usado neste caso nenhum molde.Ainda nu ma outra realização, o enrolamento secundário 9 pode tomar a forma duma bobinagem de fio condutor, mas então será necessá_ rio mais espaço para o isolamento. A Fig. 3, é uma vista de lado do transformador de impulso segundo a linha A-A da Fig. 2. Os condutores de baixa tensão 22 são mantidos tão afastados quanto possível do núcleo do transformador 7. A razão entre a largura do enrolamento primário 8 e a largura do enrolamento secundário 9 determina em larga medida as características do transforma dor. De preferência, o enrolamento secundário 9 é feito mais largo de que o enrolamento primário 8. - A - 35

Claims (2)

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-REIVINDICAÇÕES- 1- . - Transformador de impulso para a transformação de impulsos de baixa tensão em impulsos de alta tensão, caracterizado por ser provido de um enrolamento primário para a ligação a um gerador de impulsos de baixa tensão, um enrolamento secundário equipado com terminais de alta tensão, um núcleo rodeado pelo menos parcialmente pelos enrolamentos primário e secundário e de meios de ligação entre o enrolamento secundário e o núcleo do transformador para a ligação da alta tensão ao núcleo, sendo o enrolamento secundário, pelo menos em parte da sua largura, envolvido pela totalidade do enrolamento primário. 2- . - Transformador de impulso de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por os referidos meios de li gação serem providos de um condutor flexível entre o núcloe do transformador e um terminal de alta tensão, 3ã. - Transformador de impulso de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por os referidos meios de li gação compreenderem parte do enrolamento secundário que está em contacto com o núcleo do transformador. 4 -. - Transformador de impulso de acordo com umas das reivindicações 1 a 3, caracterizado por o enrolamento primário tomar a forma duma folha condutora, enrolada em volta do enrolamento secundário, também em forma de folha con dutora. Λ 5~. - Transformador de impulso de acordo com qualquer umas das reivindicações precedentes, caracterizado por o reefrido núcleo compreender duas partes de núcleo em 30 forma de U unidas topo a topo, e por duas peças de núcleo do transformador serem cada uma, rodeadas face a face, por um enrolamento primário e um secundário, sendo cada enrolamento primário e secundário de uma peça de núcleo ligado, respecti-vamente, ao enrolamento primário e secundário da outra peça 35 do núcleo. 7 62.658 Case: H.S.A.D. 269 6§. - Transformador de impulso de acordo com as reivindicações 4 ou 5, caracterizado por o núcleo do transformador ser fixado por meio do enrolamento primário a uma armação de suporte em material condutor, caracterizado por a referida armação compreender partes isoladoras, uma parte de entrada da corrente e uma parte de saída da corrente tendo uma superfície de contacto com o lado condutor de, respectivamente, o condutor de entrada da corrente e o condu tor de saída da corrnte do enrolamento primário. 10 J 15 Lisboa,

24.SET.'r9u Mod. 71-10000 ex. - 89/07 20 25 30 Por HOLLANDSE SIGNAALAPPARATEN B.V.

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