Tesla变压器开路内磁芯的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于脉冲功率技术领域，具体涉及一种Tesla变压器开路内磁芯。
【背景技术】
[0002]Tesla变压器型强流电子束加速器具有功率高、稳定性好、适合重复频率工作等特点，是高功率微波武器技术中最具实用性的一种脉冲功率驱动源。Tesla变压器开路磁芯是Tesla变压器型强流电子束加速器中的关键部件，主要用于提高Tesla变压器的能量效率，进而提高加速器长时间连续工作的稳定性和可靠性，具有十分重要的应用价值。
[0003]Tesla变压器开路磁芯分内磁芯和外磁芯两部分，磁力线沿“内磁芯-间隙-外磁芯-间隙-内磁芯”路径构成闭环，开路磁芯变压器与空气隙变压器相比，磁通路磁阻大大减小，励磁电感明显提高，漏感显著降低，耦合系数一般能达到0.95以上。
[0004]开路磁芯一般由硅钢片和基筒构成，硅钢片按照叠片方式的不同可分为渐开线排布和模块化排布。国防科学技术大学张自成博士在2008年研宄生学位论文“紧凑重频Tesla变压器型吉瓦脉冲发生器”中44页阐述，渐开线排布硅钢片之间用胶粘接、固化和绝缘，磁芯结构强度主要取决于胶的性能。当存在较大温差和处于振动环境时，如果胶性能下降，在硅钢应力作用下，磁芯存在局部开裂的可能。另一方面，磁芯表面由于离散硅钢片存在大量的锋利边缘，通过研磨能在一定程度上钝化硅钢边缘，但无法从根本上解决由此导致的电场增强问题，局部电场强度可能已经远超储能介质的绝缘场强。
[0005]模块化排布硅钢片同样采用胶粘接、固化和绝缘，磁芯外表面大部分面积为均匀导体，微观毛刺很少，有利于高压绝缘。硅钢片贴附在基筒上的力由若干加强肋板提供，机械结构复杂，制作工艺难度大，不利于向工程化方向发展。
【发明内容】
[0006]为了克服现有Tesla变压器开路内磁芯表面电场强的不足，本发明提供一种Tesla变压器开路内磁芯。该开路内磁芯包括基筒、硅钢片、绝缘胶和金属胶四个部分。所述基筒呈圆周对称结构，基筒外表面由数千片硅钢片和绝缘胶交错排列，粘接成渐开线结构，渐开线结构外表面为一层绝缘胶，最外层为沿圆周方向等绝缘间隔的数片单层硅钢片。每片硅钢片沿轴向两个侧边向内弯圆弧，绝缘间隔处填补绝缘胶，硅钢片沿圆周方向两个侧边向内弯圆弧，插入基筒两端环形沟槽内，沟槽内填补金属胶。由于基筒为硅钢片和绝缘胶组成的渐开线结构，且绝缘胶将渐开线结构包裹，保证了内磁芯结构强度；另外在绝缘胶外表面沿圆周方向等间隔粘接的硅钢片，降低了开路内磁芯表面的不均匀性，解决了开路内磁芯表面电场强的技术问题，使得开路内磁芯表面整体电场强度较【背景技术】降低了 50%，进一步提尚了开路内磁芯尚电压下的可靠性。
[0007]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种Tesla变压器开路内磁芯，其特点是包括基筒1、硅钢片2、绝缘胶3和金属胶4四个部分。所述基筒呈圆周对称结构，基筒I外表面由数千片硅钢片2和绝缘胶3交错排列，粘接成渐开线结构，渐开线结构外表面为一层绝缘胶3，最外层为沿圆周方向等绝缘间隔的数片单层硅钢片2。每片硅钢片2沿轴向两个侧边向内弯圆弧，绝缘间隔处填补绝缘胶3，硅钢片2沿圆周方向两个侧边向内弯圆弧，插入基筒I两端环形沟槽内，沟槽内填补金属胶4。
[0008]本发明的有益效果是:该开路内磁芯包括基筒、硅钢片、绝缘胶和金属胶四个部分。所述基筒呈圆周对称结构，基筒外表面由数千片硅钢片和绝缘胶交错排列，粘接成渐开线结构，渐开线结构外表面为一层绝缘胶，最外层为沿圆周方向等绝缘间隔的数片单层硅钢片。每片硅钢片沿轴向两个侧边向内弯圆弧，绝缘间隔处填补绝缘胶，硅钢片沿圆周方向两个侧边向内弯圆弧，插入基筒两端环形沟槽内，沟槽内填补金属胶。由于基筒为硅钢片和绝缘胶组成的渐开线结构，且绝缘胶将渐开线结构包裹，保证了内磁芯结构强度；另外在绝缘胶外表面沿圆周方向等间隔粘接的硅钢片，降低了开路内磁芯表面的不均匀性，解决了开路内磁芯表面电场强的技术问题，使得开路内磁芯表面整体电场强度较【背景技术】降低了50%，进一步提尚了开路内磁芯尚电压下的可靠性。
[0009]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作详细说明。
【附图说明】
[0010]图1是本发明Tesla变压器开路内磁芯的结构示意图。
[0011]图2是图1的A-A视图。
[0012]图中，1-基筒，2-硅钢片，3-绝缘胶，4-金属胶。
【具体实施方式】
[0013]以下实施例参照图1-2。
[0014]本发明Tesla变压器开路内磁芯包括基筒1、硅钢片2、绝缘胶3和金属胶4四个部分。所述基筒呈圆周对称结构，基筒I外表面由数千片硅钢片2和绝缘胶3交错排列、粘接成渐开线结构形式，渐开线结构外表面为一层绝缘胶3，最外层为沿圆周方向等绝缘间隔的数片单层硅钢片2。每片硅钢片2沿轴向两个侧边向内弯圆弧，绝缘间隔处填补绝缘胶3，硅钢片2沿圆周方向两个侧边向内弯圆弧，插入基筒I两端环形沟槽内，沟槽内填补金属胶4。
[0015]具体的，基筒I长度为4米、中间直线段厚度为10毫米，内表面直径为430毫米，材料为304不锈钢；基筒I外表面由5千片硅钢片2和绝缘胶3交错排列、粘接成渐开线结构形式，每片硅钢片2长度为4米，宽度为90毫米，厚度为80微米。绝缘胶3为缩醛烘干胶。渐开线结构外表面为一层2毫米厚缩醛烘干胶，最外层为沿圆周方向、绝缘间隔为4毫米的16片单层硅钢片2均布。每片硅钢片2沿轴向两个侧边向内弯30°圆弧，绝缘间隔处填补缩醛烘干胶，硅钢片2沿圆周方向两个侧边向内弯90°圆弧，插入基筒I两端环形沟槽内，沟槽宽度为2毫米，深度为5毫米，沟槽外侧边沿距基筒I端部为100毫米，沟槽内填补铜粉胶。Tesla变压器开路内磁芯表面整体电场强度较渐开线结构降低50%，进一步提高了内磁芯高电压下的可靠性。
【主权项】
1.一种Tesla变压器开路内磁芯，其特征在于:包括基筒(I)、硅钢片(2)、绝缘胶(3)和金属胶4四个部分；所述基筒呈圆周对称结构，基筒(I)外表面由数千片硅钢片(2)和绝缘胶(3)交错排列，粘接成渐开线结构，渐开线结构外表面为一层绝缘胶(3)，最外层为沿圆周方向等绝缘间隔的数片单层硅钢片(2);每片硅钢片(2)沿轴向两个侧边向内弯圆弧，绝缘间隔处填补绝缘胶(3)，硅钢片(2)沿圆周方向两个侧边向内弯圆弧，插入基筒(I)两端环形沟槽内，沟槽内填补金属胶(4)。
【专利摘要】本发明公开了一种Tesla变压器开路内磁芯，用于解决现有Tesla变压器开路内磁芯表面电场强的技术问题。技术方案是包括基筒、硅钢片、绝缘胶和金属胶。所述基筒呈圆周对称结构，基筒外表面由数千片硅钢片和绝缘胶交错排列，粘接成渐开线结构，渐开线结构外表面为一层绝缘胶，最外层为沿圆周方向等绝缘间隔的数片单层硅钢片。每片硅钢片沿轴向两个侧边向内弯圆弧，绝缘间隔处填补绝缘胶，硅钢片沿圆周方向两个侧边向内弯圆弧，插入基筒两端环形沟槽内，沟槽内填补金属胶。由于在绝缘胶外表面沿圆周方向等间隔粘接的硅钢片，使得开路内磁芯表面整体电场强度较【背景技术】降低了50％，进一步提高了开路内磁芯高电压下的可靠性。
【IPC分类】H01F27/26, H01F27/245
【公开号】CN104992819
【申请号】CN201510381317
【发明人】张喜波, 王刚, 刘胜, 周金山, 王利民, 李鹏辉, 孙旭, 王俊杰, 林强, 郭旭
【申请人】西北核技术研究所
【公开日】2015年10月21日
【申请日】2015年6月30日