DE19828354C1

DE19828354C1 - High voltage transformer for producing high maximum field strength, comprises core with central column and outer shanks, and primary and secondary windings

Info

Publication number: DE19828354C1
Application number: DE1998128354
Authority: DE
Inventors: Carola Fischer; Juergen Leistikow
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-06-25
Filing date: 1998-06-25
Publication date: 2000-02-24
Anticipated expiration: 2018-06-26

Abstract

A high voltage transformer for producing a high maximum field strength, comprises a core (2) with a central column (3) and outer shanks (4,5), and primary and secondary windings. The primary and secondary windings are divided into a number of partial windings distributed as plate windings over the central column and the outer shanks. The latter form an interrupted ring, and the partial windings on the outer shanks are held by a support member.

Description

Die Erfindung betrifft einen Hochspannungstransformator zur Erzeugung einer hohen maximalen Feldstärke, insbesondere im Rahmen einer dielektrisch behinderten Entladung, mit einem Kern mit Mittelsäule und Außenschenkeln, der mit einer Primär- und einer Sekundärwicklung versehen ist.The invention relates to a high-voltage transformer for generating a high maximum field strength, especially in the context of a dielectric barrier Discharge, with a core with a central column and outer legs, which with a primary and is provided with a secondary winding.

Transformatoren sind elektrische Baueinheiten, die eine Transformation von Wechselspannungen und -strömen durch das Prinzip der elektromagnetischen Induktion bewirken und dabei die in einem Primärkreis eingespeiste Energie an einen im Sekun därkreis eingeschalteten Verbraucher übertragen. Derartige Transformatoren bestehen aus einer Primärwicklung und einer Sekundärwicklung, die magnetisch miteinander gekoppelt sind. Meist wird die magnetische Kopplung durch einen gemeinsamen Eisen kern, der gleichzeitig Träger des Wicklungskörpers ist, verstärkt. Hauptanwendungs gebiet sind der Einsatz als Umspanner in Stromversorgungsnetzen und -geräten sowie die Verwendung zur Signalübertragung und -wandlung in der Nachrichtentechnologie und anderen Gebieten (DE 44 38 533 A1, DE 42 35 766 C1 und DE 88 07 090 U1). Nach der DE-PAN 66 891 können Teilwicklungen auf Außenschenkeln angeordnet werden, allerdings in Form von Lagenwicklungen. Sie können in Serie oder parallel geschaltet werden. Eine besondere Form weist der Kern nicht auf. Auch der aus der DE 40 22 243 A1 bekannte Transformator befasst sich mit der Erzeugung einer hohen maximalen Feldstärke im Rahmen einer Koronaentladungsanlage bzw. einer dielektri schen behinderten Entladung. Er ist hierzu mit einem Kern mit Mittelsäule und Außen schenkeln versehen, der mit einer Primärwicklung und einer Sekundärwicklung ausge rüstet ist. Die Sekundärwicklung ist in zwei Teilwicklungen aufgeteilt. Eine besondere Gestaltung des Kerns und auch Anordnung der Wicklungen ist nicht vorgesehen.Transformers are electrical units that are a transformation of AC voltages and currents through the principle of electromagnetic induction effect and thereby the energy fed into a primary circuit to one in a second the consumer circuit switched on. Such transformers exist of a primary winding and a secondary winding that are magnetically connected to each other are coupled. The magnetic coupling is usually through a common iron core, which is also the carrier of the winding body, reinforced. Main application are used as transformers in power supply networks and devices as well the use for signal transmission and conversion in communication technology and other areas (DE 44 38 533 A1, DE 42 35 766 C1 and DE 88 07 090 U1). According to DE-PAN 66 891, partial windings can be arranged on outer legs , but in the form of layer windings. They can be in series or in parallel be switched. The core does not have a special shape. Also from the DE 40 22 243 A1 known transformer deals with the generation of a high maximum field strength in the context of a corona discharge system or a dielectri disabled discharge. For this purpose it has a core with a central column and an outside legs provided that out with a primary winding and a secondary winding is preparing. The secondary winding is divided into two partial windings. A special Design of the core and arrangement of the windings is not provided.

Hochspannungstransformatoren werden auch im Rahmen dieser beschriebenen dielektrisch behinderten Entladung eingesetzt und zwar zur großtechnischen Erzeugung von Ozon (DE-OS 29 42 506). Dieser Entladungstyp hat aber auch im Bereich der Oberflächenbehandlung von Kunststofffolien und Textilien u. ä. Werkstoffen Bedeutung erlangt. Im Zusammenhang mit dem möglichen Einsatz zur Reinigung von Abgasen ist beabsichtigt, den stark nicht thermischen Charakter der dielektrisch behinderten Entla dung auszunutzen, um effizient die zum Abbau der Schadstoffe benötigten Radikale zu erzeugen, ohne dem Neutralgas merklich Energie zuzuführen. Bei der dielektrisch be hinderten Entladung ist zumindest eine Elektrode mit einem Dielektrikum bedeckt, sodass die Zündung der Entladung in Form von einzelnen, dünnen Filamenten erfolgt, die selbstständig nach einigen Nanosekunden (ns) verlöschen. Ein wichtiges Ziel bei der Optimierung der Entkopplung der elektrischen Energie in das Plasma ist es, das ge samte Entladungsvolumen gleichmäßig mit einer möglichst großen Anzahl von Entla dungsfilamenten zu erfüllen. Dies wird durch die Verwendung von besonders steil flankigen Betriebsspannungen ermöglicht. Die Erzeugung der reaktionskinetisch wichti gen Radikale erfordert eine hohe maximale Feldstärke während der Entstehungsphase der Entladungsfilamente, wie sie durch Spannungsüberhöhung innerhalb sehr steiler Pulse erreicht werden kann. Mit den bisher bekannten Hochspannungstransformatoren ist die Erzeugung solch steilflankiger Betriebsspannungen nicht oder nur mit sehr ho hem Aufwand möglich. Bekannte Hochspannungstransformatoren sind durch Abbrand der Wicklung oder ähnliche Schäden so stark gefährdet, dass sie für den vorgesehenen Einsatz nicht geeignet sind.High-voltage transformers are also described in the context of these Dielectric barrier discharge used for large-scale production of ozone (DE-OS 29 42 506). This type of discharge has also in the area of Surface treatment of plastic films and textiles u. Ä. Materials meaning acquired. In connection with the possible use for cleaning exhaust gases intends to preserve the highly non-thermal nature of the dielectric barrier discharge exploitation to efficiently remove the radicals required to break down the pollutants generate without noticeably adding energy to the neutral gas. In the dielectric be impeded discharge, at least one electrode is covered with a dielectric, so that the discharge is ignited in the form of individual, thin filaments, which automatically go out after a few nanoseconds (ns). An important goal at Optimizing the decoupling of the electrical energy in the plasma is the ge Entire discharge volume evenly with the largest possible number of discharges filaments. This is made particularly steep by using flanking operating voltages. The generation of the reaction kinetics against radicals requires a high maximum field strength during the development phase the discharge filaments, as they are due to excessive voltage within very steep Pulse can be achieved. With the previously known high-voltage transformers is the generation of such steep-edged operating voltages not or only with very high Hem effort possible. Known high voltage transformers are eroded the winding or similar damage is at risk that it is intended for the purpose Use are not suitable.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen robusten Transformator zu schaffen, der über eine hohe Standfestigkeit beim Pulsbetrieb verfügt und die Erzeu gung einer steilflankigen Betriebsspannung ermöglicht.The invention is therefore based on the object of a robust transformer to create, which has a high stability during pulse operation and the Erzeu a steep-edged operating voltage.

Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, dass sowohl die Pri märwicklung als auch die Sekundärwicklung jeweils in mehrere Teilwicklungen aufge teilt sind, die als Scheibenwicklungen auf die Mittelsäule und die Außenschenkel ver teilt sind, wobei die Außenschenkel Teile eines unterbrochenen Ringes sind und wobei die auf den Außenschenkeln positionierten Teilwicklungen durch einen zwischen der Mittelsäule und den Außenschenkeln, einen Spalt zur Mittelsäule belassenden Stützkör per auf Formschluss zu den Außenschenkeln gehalten sind. The object is achieved according to the invention in that both the Pri märwicklung as well as the secondary winding each in several partial windings are divided, which ver as disc windings on the center column and the outer legs are divided, the outer legs being parts of an interrupted ring and wherein the partial windings positioned on the outer legs by a between the Center column and the outer legs, a gap to the center column supporting body are held by a form fit to the outer legs.

Bei einem derartigen Hochspannungstransformator wird nicht nur die Mittelsäule des Kerns mit Primär- und Sekundärwicklungen versehen, sondern auch die Außen schenkel. Der exakte Formschluss der Wicklungen zu den Außenschenkeln wird durch die Verwendung des speziellen Stützkörpers erreicht. Diese Bewicklungstechnik erlaubt eine optimale Ausnutzung des magnetischen Flusses im Kernmaterial. Außerdem kön nen die Primär- und die Sekundärwicklungen in einer Ebene angeordnet werden, also nebeneinander, sodass der Streufluss im magnetischen Kreis minimiert wird. Hierdurch wird eine bessere magnetische Kopplung zwischen Primär- und Sekundärwicklungs teilen erreicht. Die Optimierung des magnetischen Kreises in Bezug auf den Streufluss ist ein wesentliches Kriterium zur Erzeugung der steilen Spannungsflanken am Ausgang der Sekundärwicklung. Bei den erforderlichen Transformationsverhältnissen von 1 : 10 bis 1 : 15 kann hier mit nebeneinanderliegenden Wicklungen gearbeitet werden und zwar mit hoher magnetischer Kopplungswirkung zwischen Primär- und Sekundärseite. Anstiegszeiten auf weit unter 400 ns werden erreicht. Die Elementbreiten der Primär wicklung und die nummerische Aufteilung der Sekundärwicklungsanteile sind ebenfalls für die Minimierung des magnetischen Streuflusses von Bedeutung. Die breitesten Pri märwicklungsteile sind immer die in Bezug auf den magnetischen Teil des Kreises außen liegenden Elemente, um in den Sekundärwicklungsabschnitten einen möglichst homogenen Fluss zu erzeugen. Vorteilhaft ist weiter, dass aufgrund des segmentierten Aufbaus des Transformators ein schnelles Wechseln zu anderen Treiberstufen problem los möglich ist. Änderungen des Wicklungsschemas oder eine Änderung des Aufbaus sind wenn, dann nur mit geringem Aufwand zu erreichen.With such a high-voltage transformer, not only the center column of the core with primary and secondary windings, but also the outside leg. The exact form fit of the windings to the outer legs is ensured by achieved the use of the special support body. This wrapping technique allows optimal use of the magnetic flux in the core material. In addition, NEN the primary and secondary windings are arranged in one plane, that is side by side so that the leakage flux in the magnetic circuit is minimized. Hereby will have better magnetic coupling between the primary and secondary windings share achieved. The optimization of the magnetic circuit in relation to the leakage flux is an essential criterion for generating the steep voltage edges at the output the secondary winding. With the required transformation ratios of 1:10 up to 1:15, you can work with adjacent windings and with a high magnetic coupling effect between the primary and secondary side. Rise times to well below 400 ns are achieved. The element widths of the primary winding and the numerical division of the secondary winding shares are also important for minimizing the magnetic leakage flux. The widest pri The coil parts are always those related to the magnetic part of the circle external elements in order to have one in the secondary winding sections to generate homogeneous flow. Another advantage is that due to the segmented Construction of the transformer a quick change to other driver stage problem is possible. Changes in the winding pattern or a change in the structure can be achieved with little effort.

Hochspannungstransformatoren mit entsprechend guten Werten sind insbesonde re damit zu verwirklichen, dass der Kern mit Mittelsäule und Außenschenkeln aus zwei Halbschalen besteht, die mit den Rändern aufeinandergesetzt gegeneinander verspannt sind. Aufgrund der Ausbildung der beiden Halbschalen ist der Herstellungsaufwand vorteilhaft gering zu halten, wobei die entsprechend vorbereiteten Halbschalen dann mit ihren Rändern aufeinandergesetzt und gegeneinander verspannt werden, um so den notwendigen mechanischen Kontakt zu erreichen.High-voltage transformers with correspondingly good values are in particular re realizing that the core with center column and outer legs of two Half-shells exist, which are placed against each other with the edges stacked are. Due to the design of the two half shells, the manufacturing effort to keep advantageously low, the correspondingly prepared half-shells then with placed on their edges and braced against each other, so to achieve the necessary mechanical contact.

Der wichtige, feste mechanische Kontakt der beiden Halbschalen des Hochspan nungstransformators zueinander wird insbesondere dadurch sichergestellt, dass die Mit telsäule beider Halbschalen mittig eine in deren Längsachse verlaufende Bohrung auf weist, die mit einer in einer Grundplatte verschraubten Gewindestange korrespondie rend ausgebildet ist, deren Mutter mit Federscheibe sich an einer gegen das Paket der beiden Halbschalen auf der gegenüberliegenden Seite begrenzenden Andruckplatte ab stützend angeordnet ist. Zunächst wird eine der Halbschalen mit ihrem Bodenteil auf die Grundplatte aufgesetzt und zwar durch Auffädeln auf die Gewindestange. Dann wird die zweite Halbschale Rand auf Rand auf die andere Halbschale aufgesetzt und die Federscheibe und Mutter aufgebracht, um beide Teile entsprechend in den notwendigen festen mechanischen Kontakt zueinander zu bringen. Aufgrund der Federscheibe ist eine Einhaltung der einmal vorgegebenen Verspannung gewährleistet. Sowohl die Grundplatte, wie auch die Andruckplatte sind aus Aluminium gefertigt, sodass das Gewicht des gesamten Hochspannungstransformators dadurch nur geringfügig erhöht wird.The important, firm mechanical contact of the two half shells of the high chip voltage transformer to one another is ensured in particular by the fact that the column of both half-shells in the middle of a bore running in their longitudinal axis points, which corresponds to a threaded rod screwed into a base plate rend is formed, the nut with a spring washer on one against the package of pressure plate bounding the two half-shells on the opposite side is arranged for support. First, one of the half shells with its bottom part is on the base plate is attached by threading it onto the threaded rod. Then the second half shell is placed edge to edge on the other half shell and the Spring washer and nut applied to both parts accordingly in the necessary to bring firm mechanical contact to each other. Because of the spring washer compliance with the once specified tension is guaranteed. Both the Base plate, as well as the pressure plate are made of aluminum, so that Weight of the entire high-voltage transformer increased only slightly as a result becomes.

Nach einer zweckmäßigen Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Stützkörper ebenfalls zweiteilig ausgebildet und aus einem gegen Isolier- und Kühlstoffe wie Rizinusöl und Temperaturen bis 260°C resistenten Kunststoff gefertigt ist. Das entsprechende Material, d. h. der Kunststoff, hat eine entsprechend niedrige relative Dielektrizitätskonstante. Aufgrund der hohen thermischen Belastung ist eine Zerstörung bei den nun einmal bei der Transformation auftretenden Temperaturen nicht zu befürch ten, wobei sich herausgestellt hat, dass sich dafür insbesondere ein aus Polytetrafluor äthylen bestehender Stützkörper eignet. PTFE hat zwar eine relativ große Dielektrizi tätskonstante wird aber erst ab 260°C amorph, sodass es sich für die beschriebenen Einsätze besonders gut eignet. Da bei derartigen Hochspannungstrans formatoren mit Kühl- und Isolierstoff gearbeitet werden muss, beispielsweise mit Rizi nusöl, ist es von Vorteil, dass der zum Einsatz kommende PTFE-Kunststoff dadurch unbeeinflusst bleibt.After an expedient embodiment of the invention it is provided that the Support body also formed in two parts and one against insulation and coolants how castor oil and temperatures up to 260 ° C resistant plastic is made. The appropriate material, d. H. the plastic has a correspondingly low relative Dielectric constant. Due to the high thermal load is a destruction not to be feared at the temperatures that occur during the transformation ten, whereby it has been found that there is in particular one made of polytetrafluor ethylene existing support body is suitable. PTFE has a relatively large dielectric However, the constant does not become amorphous until 260 ° C, making it suitable for described inserts are particularly suitable. Because with such high voltage trans formators with coolant and insulating material, for example with Rizi nut oil, it is advantageous that the PTFE plastic used thereby remains unaffected.

Eine vorteilhafte Umströmung der Wicklungsteile ist erreicht, wenn der Stütz körper ausgehend von einem die Mittelsäule umschließenden Ring durchgängig gerippt und damit eine Art Stern mit abgeflachten Spitzen ergebend ausgebildet ist. Mit den abgeflachten Spitzen liegt der Stützkörper an der Innenseite der Wicklung an, d. h. an der Innenseite der Außenschenkel, sodass die entsprechenden Wicklungen den notwen digen Formschluss zu den Außenschenkeln einhalten.An advantageous flow around the winding parts is achieved when the support body continuously ribbed starting from a ring surrounding the center column and thus a kind of star with flattened tips is formed. With the flattened tips, the support body rests on the inside of the winding, i. H. on the inside of the outer legs, so that the corresponding windings meet the necessary Maintain a positive fit with the outer thighs.

Der Stützkörper ist beidseitig mit symmetrischen Ausfräsungen zum Durchfüh ren der auf der Mittelsäule oben angeordneten Wicklungsteile ausgerüstet, sodass diese sicher so an den Rand des Stützkörpers oder besser gesagt des Kerns geführt werden können, dass eine einfache und sichere Anbindung möglich wird.The support body has symmetrical cutouts on both sides the winding parts arranged on top of the center column, so that these sure to be led to the edge of the support body or rather the core can make a simple and secure connection possible.

Zur Kontaktierung der auf den Außenschenkeln und auf den Mittelsäulen liegen den Sekundärwicklungsteile werden gemäß der Erfindung in den Stützkörper im Be reich der Wicklungsenden Messingzylinderkopfschrauben mit verzinnten Schraubenköp fen rechtwinklig zur Längsachse eingesetzt. Die Schraubenköpfe werden verzinnt, um als Lötstützpunkte zu dienen. Da das PTFE-Material relativ weich ist, genügt einfaches Vorbohren, um dann die entsprechenden Schrauben ohne Gewindebohren eindrehen zu können. Für die Wicklungsteile auf den Mittelsäulen, die auf der den Ausfräsungen gegenüberliegenden Seite herausgeführt werden müssen, werden längere Schrauben eingedreht, die so zur Durchkontaktierung nach außen dienen. Vor dem Zusammenbau en der beiden Kernhälften werden die inneren Wicklungs- bzw. Windungsenden an die Gewindeenden angelötet.To make contact on the outer legs and on the center pillars the secondary winding parts are according to the invention in the support body in the loading range of winding ends brass cylinder head screws with tinned screw heads fen inserted at right angles to the longitudinal axis. The screw heads are tinned to to serve as soldering pads. Since the PTFE material is relatively soft, simple is enough Pre-drill to then screw in the appropriate screws without tapping can. For the winding parts on the center pillars, on the of the cutouts longer screws have to be led out on the opposite side screwed in, which are used for through-plating to the outside. Before assembly en of the two core halves, the inner winding or winding ends are connected to the Soldered thread ends.

Die Sekundärwicklungsteile, die auf der Mittelsäule angeordnet sind, führen die höchsten Spannungen gegen den Kern und die Primärwindungen. Eine Isolation gegen den Kern ist nicht möglich und auch nicht nötig, zumal der Stützkörper den hochspan nungstechnischen Aufgaben genügend aus PTFE besteht. Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass die Außenschenkel des Kerns mit einseitig klebendem Kaptonband und ihre Außenseiten im Bereich der Wicklungen ebenso wie die Mittelsäule im Be reich der Primärwicklung mit einem doppelseitigen Klebeband beklebt sind. Über das Kaptonband wird die dielektrische Durchschlagsfestigkeit erhöht. Außerdem wird durch diese Maßnahme die Spitzenwirkung zwischen den Unebenheiten der Kernmaterial fläche zu den Wicklungsteilen reduziert. Um die mechanische Stabilität der Wicklungs teile auf den Außenschenkeln zu gewährleisten sind die außen liegenden Flächen der Außenschenkel und die Mittelsäule über die Breite der Wicklungen mit doppelseitig klebendem Verlegeband der Stärke 0,03 mm bis zu den äußeren Kanten beklebt. Über dieses Verlegeband bzw. Klebeband ist eine genaue Anordnung und Positionierung der entsprechenden Wicklungen bleibend gesichert.The secondary winding parts, which are arranged on the center column, lead the highest voltages against the core and the primary windings. Isolation against the core is not possible and also not necessary, especially since the support body the high chip technical tasks are sufficiently made of PTFE. According to the invention provided that the outer legs of the core with one-sided adhesive Kapton tape and its outer sides in the area of the windings as well as the central column in the loading rich the primary winding with a double-sided tape. About the Kapton tape increases the dielectric strength. In addition, through this measure the peak effect between the bumps of the core material area to the winding parts reduced. To the mechanical stability of the winding To ensure parts on the outer legs are the outer surfaces of the Outer legs and the center column across the width of the windings with double-sided adhesive tape with a thickness of 0.03 mm pasted up to the outer edges. about this laying tape or adhesive tape is an exact arrangement and positioning of the corresponding windings permanently secured.

Eine besonders zweckmäßige Ausbildung der Erfindung sieht vor, dass die Pri märwicklung als Flachbandleitung in Form einer verzinnten Cu-Litze ausgebildet ist. Die Primärwicklung in Form der Flachbandleitung ist besonders leicht zu verarbeiten und genau zu positionieren. Jede Einzelader hat mit der Isolation einen Außendurch messer von rund 1 mm. Aufgrund der einfachen Verarbeitung ergibt sich auch ein entsprechend günstiger Preis. Überraschend dabei ist, dass die als Flachbandleitung ausgebildete Primärwicklung die Erzeugung entsprechend steilflankiger Betriebsspan nungen ermöglicht.A particularly useful embodiment of the invention provides that the Pri mar winding is designed as a ribbon cable in the form of a tinned copper wire. The primary winding in the form of the ribbon cable is particularly easy to process and position it exactly. With the insulation, each individual wire has an outside through knife of around 1 mm. Because of the simple processing, there is also a accordingly cheaper price. The surprising thing is that it is a ribbon cable trained primary winding the generation of correspondingly steep-sided operating chips enables.

Für den bevorzugten Einsatzbereich ist es von Vorteil, wenn auf den Außen schenkeln einer Halbschale eine 9-adrige und eine 5-adrige Flachbandleitung und auf der Mittelsäule eine 8-adrige und 4-adrige Flachbandleitung angeordnet sind. Die Flachbandleiterenden werden abisoliert, verdrillt und verzinnt, sodass alle Adern eines Flachbandleitungstückes parallel geschaltet sind und somit eine Windung der Primär wicklung bilden. Die Enden werden gespannt und mit temperaturfesten Kabelbindern fixiert. Die unterschiedliche Aderzahl der Windungen auf den Außenschenkeln und der Mittelsäule besteht durch den Platzbedarf der Kragen eines weiter hinten noch beschrie benen Hilfszylinders. Die Flachbandleitungsstücke werden mit passender Überlänge aufgewickelt, sodass die unterschiedlichen Windungsenden später direkt miteinander verlötet werden können.For the preferred area of application, it is advantageous if on the outside a 9-core and a 5-core ribbon cable from a half-shell and on an 8-core and 4-core ribbon cable are arranged in the center column. The Ribbon conductor ends are stripped, twisted and tinned so that all wires are one Ribbon line piece are connected in parallel and thus a turn of the primary form winding. The ends are stretched and with temperature-resistant cable ties fixed. The different number of cores of the turns on the outer legs and the Due to the space required, the center column still has a collar described further down auxiliary cylinder. The ribbon cable pieces are with suitable excess length wound up, so that the different ends of the turns later directly with each other can be soldered.

Zwischen den Windungen auf den Außenschenkeln sind die Sekundärwicklungs teile mit jeweils 27 Windungen angeordnet, die aus über Hochspannungslack isoliertem Cu-Draht bestehen, während die Sekundärwicklung auf der Mittelsäule einem auf die sem aufschiebbaren Hilfszylinder in Form von 27 Windungen zugeordnet ist. Die Win dungsenden der Primärwicklung sind alle auf der Generatoreinspeiseseite und die Enden der Sekundärwicklung auf der gegenüberliegenden Trafoseite herausgeführt angeordnet, sodass die Montage des Hochspannungstransformators entsprechend erleichtert ist. Vorteilhaft dabei ist vor allem auch, dass über den Hilfszylinder der etwas schwerer erreichbare Bereich der Mittelsäule gut zu bearbeiten ist.Between the turns on the outer legs are the secondary windings parts arranged with 27 turns each, which are made of insulated with high-voltage paint Cu wire exist, while the secondary winding on the center column one on the sem slide-on auxiliary cylinder is assigned in the form of 27 turns. The win The ends of the primary winding are all on the generator feed side and the ends the secondary winding is led out on the opposite side of the transformer, so that the assembly of the high-voltage transformer is correspondingly easier. The main advantage is that the auxiliary cylinder is a little heavier accessible area of the center column is easy to machine.

Es hat sich herausgestellt, dass es vorteilhaft ist, einen bestimmten Kern zu verwenden und zwar des Typs PM 87/70, der aus einem Material N 27 besteht. Dieses Material ist vorgesehen für Anwendungen im Schaltnetzteilbau, wobei die magnetischen Kennwerte für Einsatz von Leistungsüberträgern im Frequenzbereich von 100 KHz bzw. Impulsbetrieb bis 1 MHZ optimiert sind. Da der Real-Induktivitätsanteil der kom plexen Permeabilität ab 1,5 MHZ stark abfällt, ist dieses Material letztlich für die di elektrische behinderte Entladung nur bedingt geeignet.It has been found that it is advantageous to use a certain key to be used specifically of type PM 87/70, which consists of a material N 27th This material is intended for applications in switching power supply construction, the magnetic characteristics being optimized for the use of power transmitters in the frequency range from 100 kHz or pulse operation to 1 MHz. Since the real inductance component of the complex permeability drops sharply from 1.5 MHz, this material is ultimately only of limited suitability for electrical discharge.

Gemäß erfindungsgemäßen Vorschlag ist vorgesehen, dass der Kern einen Real- Induktivitätsanteil der komplexen Permeabilität ähnlich N 27 und eine Grenzfrequenz f = 50 MHZ ähnlich K 12 aufweisendem Material besteht. Damit würde auch in der Einschwingphase t₀ die magnetische Flussänderung im Kernmaterial hoch genug sein, um dem Generatorstrom folgen zu können. Der magnetische Fluss wäre frühzeitig stationär.According to the proposal according to the invention it is provided that the core has a real inductance component of the complex permeability similar to N 27 and a cutoff frequency f = 50 MHz similar to K 12 material. Thus, even in the transient phase t _0, the magnetic flux change in the core material would be high enough to be able to follow the generator current. The magnetic flux would be stationary early on.

Die Erfindung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass ein im Aufbau sehr robuster Transformator geschaffen ist, der überraschend durch Abflammungen u. Ä. nicht gefährdet ist. Es hat sich gezeigt, dass selbst ohne Kühl- und Isoliermittel nur eine geringe Erwärmung aufgetreten ist und dies mit dem weiter oben erwähnten, für den vorgesehenen Einsatzfall nicht optimalen Material N 27. Ein derart robuster Trans formator verfügt über hohe Standfestigkeit auch beim Pulsbetrieb und erreicht aufgrund der geschickten Verteilung der Primär- und Sekundärwicklung eine steilflankige Be triebsspannung, die wiederum den Einsatz des Hochspannungsgenerators gerade zur Erzeugung von reaktionskinetisch wichtigen Radikalen ermöglicht.The invention is characterized in particular by the fact that a very robust transformer is created, which is surprisingly flaming u. Ä. is not at risk. It has been shown that even without a coolant and insulation a little warming has occurred and this with that mentioned above for the intended application not optimal material N 27. Such a robust Trans formator has a high level of stability even during pulse operation and achieves due to the skilful distribution of the primary and secondary windings has a steep flank drive voltage, which in turn justifies the use of the high voltage generator Generation of radicals important in reaction kinetics is made possible.

Weitere Einzelheiten und Vorteile des Erfindungsgegenstandes ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnung, in der ein bevor zugtes Ausführungsbeispiel mit den dazu notwendigen Einzelheiten und Einzelteilen dargestellt ist. Es zeigen:Further details and advantages of the subject of the invention result itself from the following description of the accompanying drawing, in which a before zugtes embodiment with the necessary details and items is shown. Show it:

Fig. 1 einen Hochspannungstransformator im Schnitt, Fig. 1 is a high-voltage transformer in section,

Fig. 2 den Hochspannungstransformator in Draufsicht, Fig. 2 shows the high voltage transformer in plan view,

Fig. 3 einen der Stützkörperhälften in Seitenansicht, Fig. 3 shows a support body halves in side view,

Fig. 4 den Stützkörper nach Fig. 3 in Draufsicht, Fig. 4 shows the supporting body of FIG. 3 in top view,

Fig. 5 einen Hilfszylinder in Seitenansicht, Fig. 5 is an auxiliary cylinder in side view,

Fig. 6 den Hilfszylinder nach Fig. 5 in Draufsicht, Fig. 6 shows the auxiliary cylinder according to Fig. 5 in top view,

Fig. 7 einen Kern im Schnitt ohne Stützkörper mit Darstellung der verschiedenen Primär- und Sekundärwicklungsteile, Fig. 7 is a sectional core without support body showing the various primary and secondary winding parts,

Fig. 8 eine vergrößert Wiedergabe der Wicklung im Bereich Außenschenkel und Mittelsäule mit "Unterbau", Fig. 8 is an enlarged reproduction of the winding in the region of the outer legs and center column with "base",

Fig. 9 ein Verdrahtungsschema der Primärseite, Fig. 9 is a wiring diagram of the primary side,

Fig. 10 ein Verdrahtungsschema der Sekundärseite, Fig. 10 is a wiring diagram of the secondary side,

Fig. 11 eine schematisiert wiedergegebene Halbbrückenschaltung, Fig. 11 is a schematically reproduced half-bridge circuit,

Fig. 12 eine Vollbrückenschaltung und Fig. 12 is a full bridge circuit and

Fig. 13 eine Gegentakt-AB-Schaltung. Fig. 13 is a push-pull circuit AB.

Fig. 1 gibt einen Hochspannungstransformator 1 im Schnitt wieder. Erkennbar ist hier der Kern 2, der eine Mittelsäule 3 und zwei Außenschenkel 4, 5 aufweist. So wohl die Mittelsäule 3 wie auch die Außenschenkel 4, 5 sind mit Primärwicklungen 6, 7 sowie Sekundärwicklungen 8, 9 versehen. Zwischen der Mittelsäule 3 und den Au ßenschenkeln 4, 5 ist ein Stützkörper 10 einen Spalt 15 belassend angeordnet. Fig. 1 is a high-voltage transformer 1 in section again. The core 2 can be seen here, which has a central column 3 and two outer legs 4 , 5 . As well as the central column 3 and the outer legs 4 , 5 are provided with primary windings 6 , 7 and secondary windings 8 , 9 . Between the center column 3 and the outer legs 4 , 5 , a support body 10 is arranged leaving a gap 15 .

Sowohl der eigentliche Kern 2 wie auch der Stützkörper 10 sind zweiteilig aus gebildet, wobei die beiden Halbschalen 11, 12 des Kerns 2 mit ihren Rändern 13, 14 aufeinanderstehend gegeneinander verspannt sind.Both the actual core 2 and the support body 10 are formed in two parts, the two half-shells 11 , 12 of the core 2 being braced against one another with their edges 13 , 14 .

Zur Verspannung dient eine Spanneinrichtung, die dafür sorgt, dass die Grund platte 19 und die Andruckplatte 23 den eigentlichen Kern 2 zwischen sich einspannend miteinander verbunden sind. Hierzu ist in der Längsachse 17 der Mittelsäule 3 eine Bohrung 18 vorgesehen, in die eine Gewindeschraube 20 eingesetzt ist. Diese Gewinde schraube 20 ist mit der Grundplatte 19 verbunden. Zunächst wird die Halbschale 12 aufgesetzt, die entsprechend bereits mit den Wicklungen 6, 7, 8, 9 versehen ist. Die gleich ausgebildete andere Halbschale 11 wird nun von oben her aufgestülpt, sodass die beiden Halbschalen 11, 12 mit ihren Rändern 13, 14 gegeneinanderstoßen. Nun wird die Federscheibe 22 aufgelegt und die Mutter 21 angezogen, bis der wichtige, feste mechanische Kontakt der beiden Transformatorenhälften zueinander erreicht ist. Sowohl die Andruckplatte 23 wie auch die Grundplatte 19 sind aus Aluminium gefertigt, wobei die Andruckplatte 23 mit Abschrägungen 24 versehen ist, um so eine günstig einzubau ende Einheit zu schaffen.For tensioning a tensioning device is used, which ensures that the base plate 19 and the pressure plate 23 are connected to the actual core 2 between them in a clamping manner. For this purpose, a bore 18 is provided in the longitudinal axis 17 of the center column 3 , into which a threaded screw 20 is inserted. This threaded screw 20 is connected to the base plate 19 . First, the half-shell 12 is placed, which is already provided with the windings 6 , 7 , 8 , 9 accordingly. The other half shell 11 , which is of the same design, is now slipped on from above, so that the two half shells 11 , 12 abut against one another with their edges 13 , 14 . Now the spring washer 22 is placed on and the nut 21 tightened until the important, firm mechanical contact between the two transformer halves is reached. Both the pressure plate 23 and the base plate 19 are made of aluminum, the pressure plate 23 being provided with bevels 24 so as to create a unit which is inexpensive to install.

Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf den Hochspannungstransformator 1, wobei er kennbar ist, dass die beiden Außenschenkel 4, 5 Teile eines kreisförmigen Ringes sind, der entsprechend unterbrochen ist und der die beschriebenen Wicklungen 7, 9 auf nimmt. Fig. 2 shows a plan view of the high-voltage transformer 1 , it being recognizable that the two outer legs 4 , 5 are parts of a circular ring which is interrupted accordingly and which takes the windings 7 , 9 described on.

Zwischen dem kreisrunden Kern 2 und den beiden Außenschenkeln 4, 5 ist der Stützkörper 10 angeordnet, der wie erkennbar ist, über einen mittleren und sich an die Mittelsäule 3 anliegenden Ring 25 besteht, von dem sternförmig Rippen 27, 28 ab stehen, deren Spitzen 26 abgeflacht sind, sodass sie für einen exakten Formschluss der Wicklungen zu den Außenschenkeln 4, 5 sorgen können. Sie führen außerdem zu einem optimalen Isolier- und Kühlmittelfluss, weil die besondere Ausführung des Stützkörpers 10 für eine ungehinderte Umströmung der Wicklungsteile 6, 7, 8, 9 sorgt. Als Isolier- und Kühlstoff wird vorzugsweise Rizinusöl eingesetzt. Der Stützkörper 10 ist aus PTFE gefertigt, wobei dieser Kunststoff zwar eine etwas größere Dielektrizitätskonstante aufweist, dafür aber bei ausreichenden elektrischen Eigenschaften höhere Temperaturen aushält und eben auch gegen Isolier- und Kühlstoffe unempfindlich ist.Between the circular core 2 and the two outer legs 4 , 5 , the support body 10 is arranged, which, as can be seen, consists of a central ring 25 which bears against the central column 3 , from which star-shaped ribs 27 , 28 stand, the tips of which 26 are flattened so that they can ensure an exact form fit of the windings to the outer legs 4 , 5 . They also lead to an optimal flow of insulation and coolant because the special design of the support body 10 ensures an unimpeded flow around the winding parts 6 , 7 , 8 , 9 . Castor oil is preferably used as the insulating and cooling material. The support body 10 is made of PTFE, although this plastic has a somewhat larger dielectric constant, but withstands sufficient temperatures with sufficient electrical properties and is also insensitive to insulating and cooling materials.

Die aus Fig. 2 und auch Fig. 3 erkennbaren Ausfräsungen 29 sind notwendig, um die auf der Mittelsäule 3 oben angeordneten Wicklungsteile sicher nach außen füh ren zu können. Zur Kontaktierung der auf den Außenschenkeln 4, 5 und auf der Mittel säule 3 liegenden Sekundärwicklungsteile 8, 9 sind im Bereich der Wicklungsenden Messingzylinderkopfschrauben 31 in Bohrungen 30 angeordnet bzw. in das PTFE ein geschraubt. Die Schraubenköpfe dieser Messingzylinderkopfschrauben 31 werden ver zinnt und dienen als Lötstützpunkte. Das Einschrauben der Messingzylinderkopfschrau ben 31 ist verhältnismäßig einfach, wenn die Bohrungen 30 einfach vorgebohrt sind. Senkrechte Bohrungen 32 ermöglichen im übrigen das Einbringen längerer Schrauben, wobei die Bohrungen 32 je nach Zweckmäßigkeit auch waagerecht angeordnet werden können. Für die Wicklungsteile auf der Mittelsäule 3, die auf der den Ausfräsungen 29 gegenüberliegenden Seite herausgeführt werden müssen, sind diese beschriebenen län geren Schrauben eingedreht, die so zur Durchkontaktierung nach außen dienen, ohne dass ein weitergehender Aufwand erforderlich ist.The recognizable from FIG. 2 and also FIG. 3 cutouts 29 are necessary in order to be able to safely guide the winding parts arranged on the center column 3 to the outside. To contact the lying on the outer legs 4 , 5 and on the center pillar 3 secondary winding parts 8 , 9 are arranged in the area of the winding ends brass cylinder head screws 31 in bores 30 or screwed into the PTFE. The screw heads of these brass cylinder head screws 31 are tinned and serve as soldering points. The screwing of the brass cylinder head screw ben 31 is relatively simple if the bores 30 are simply predrilled. Vertical bores 32 also allow the insertion of longer screws, the bores 32 also being able to be arranged horizontally, depending on the expediency. For the winding parts on the center column 3 , which must be led out on the side opposite the cutouts 29 , these longer screws described are screwed in, which thus serve for through-contacting to the outside without any further effort being required.

Fig. 4 zeigt eine Draufsicht auf den Stützkörper 10, während Fig. 3 eine Seiten ansicht mit den beschriebenen Bohrungen 30, 32 und den Messingzylinderkopfschrau ben 31 wiedergibt. Fig. 4 shows a plan view of the support body 10 , while Fig. 3 shows a side view with the described bores 30 , 32 and the brass cylinder head screw ben 31 reproduces.

Die Fig. 5 und 6 zeigen einen Hilfszylinder 38, der zur Aufnahme der Sekun därwicklung 8, 9 für die Mittelsäule 3 dient. Zur genauen Lage und Einhaltung der Kupferdrähte ist dieser Hilfszylinder 38 mit einem oberen Randvorsprung 39 und einem unteren Randvorsprung 40 versehen. FIGS. 5 and 6 show an auxiliary cylinder 38 for receiving the seconding därwicklung 8, 9 is used for the center pillar 3. For the exact position and compliance of the copper wires, this auxiliary cylinder 38 is provided with an upper edge projection 39 and a lower edge projection 40 .

Bei der Darstellung nach Fig. 7 ist ein Hochspannungstransformator in den wesentlichen Einzelteilen wiedergegeben, wobei hier zur besseren Übersicht auf den Stützkörper 10 verzichtet wurde. Erkennbar ist die besondere Anordnung der Primär- und der Sekundärwicklung 6, 7, 8, 9. Größer herausgezeichnet ist hier weiter die be sondere Ausbildung und Zuordnung der Sekundärwicklung 8 zur Mittelsäule 3 mit Hilfe der weiter oben beschriebenen Hilfszylinderausbildung 38. Der Hilfszylinder 38 wird entsprechend auf die Mittelsäule 3 aufgeschoben, wobei beidseitig eine Flachband leitung 37 aufgebracht ist, die in Form einer Cu-Litze verzinnt, 0,14 qmm je Ader stark und über PVC isoliert ist. Die Cu-Drähte der Sekundärwicklung 8, 9 sind mit Hochspannungsisolierlack versehen.In the illustration of FIG. 7, a high-voltage transformer is given of the essential individual parts having been omitted for clarity on the support body 10. The special arrangement of the primary and secondary windings 6 , 7 , 8 , 9 can be seen . The special design and assignment of the secondary winding 8 to the central pillar 3 with the help of the auxiliary cylinder training 38 described above is also shown larger here. The auxiliary cylinder 38 is correspondingly pushed onto the center column 3 , with a flat ribbon line 37 being applied on both sides, which is tinned in the form of a copper strand, 0.14 mm² per wire and is insulated via PVC. The Cu wires of the secondary winding 8 , 9 are provided with high-voltage insulating varnish.

Fig. 8 zeigt eine vergrößerte Wiedergabe der Wicklung, wobei verdeutlicht ist, dass der Kern aus PM 87/70 im Bereich der Außenschenkel 4, 5 mit einer Kaptonfolie bzw. einem Kaptonband 33 mit einseitiger Klebung versehen ist. Die Außenseite 34 und auch der Bereich der Primärwicklung 6, 6' ist mit einem doppelseitigen Klebeband versehen, um die mechanische Stabilität der Wicklungsteile, insbesondere auf den Au ßenschenkeln 4, 5 zu gewährleisten. Dieses doppelseitig klebende Verlegeband oder Klebeband weist eine Stärke von 0,03 mm auf, sodass es eigentlich keine Behinderung bezüglich der Baugrößen darstellt. Fig. 8 shows an enlarged representation of the winding, being clear that the core consists of PM is 87/70 provided in the region of the outer limbs 4, 5 with a Kapton film or a Kapton tape 33 with single-sided adhesive. The outside 34 and also the area of the primary winding 6 , 6 'is provided with a double-sided adhesive tape in order to ensure the mechanical stability of the winding parts, in particular on the outer legs 4 , 5 . This double-sided adhesive tape or adhesive tape has a thickness of 0.03 mm, so that it actually does not represent a hindrance with regard to the sizes.

Bei der Primärwicklung 6, 7 bzw. 6', 7' handelt es sich wie beschrieben um eine Flachbandleitung 37 (Cu-Litze, verzinnt, 0,14 qmm/Ader, Isolation = PVC, Span nungsfestigkeit je Ader = 500 Volt). Jede Einzelader hat mit der Isolation einen Au ßendurchmesser von 1,1 mm. Auf den Außenschenkeln 4, 5 bildet oben ein 9-adriges und unten ein 5-adriges Flachbandleitungsstück je eine Windung. Auf den Mittelsäulen bildet oben ein 8-adriges und unten ein 4-adriges Flachbandleitungsstück je eine Win dung. Die Flachbandleitungsenden werden abisoliert, verdrillt und verzinnt. Zwischen den Primärwicklungen 6, 7 sind auf den Außenschenkeln 4, 5 die Sekundärwicklungs teile 9 mit jeweils 27 Windungen angeordnet. Das Material für die Sekundärwicklungen ist hochspannungslackisolierter Cu-Draht mit einem Durchmesser von 0,335 mm. Die Innenwickelkörper werden vor dem Aufbringen auf die Mittelsäule auf einem Hilfs zylinder mit N 27 bewickelt, der dann entsprechend, wie schon erwähnt aufgeschoben wird. Die Windungsenden der Primärwicklung 6, 7 sind alle auf der Generatoreinspei seseite 42 herausgeführt. Die Sekundärwicklungsenden sind mit Ausnahme der Ankopp lungsenden auf der gegenüberliegenden Trafoseite herausgeführt.As described, the primary winding 6 , 7 or 6 ', 7 ' is a flat ribbon cable 37 (Cu strand, tinned, 0.14 mm² / wire, insulation = PVC, voltage resistance per wire = 500 volts). With the insulation, each single wire has an outer diameter of 1.1 mm. On the outer legs 4 , 5 , a 9-core and a 5-core ribbon cable section forms a turn at the bottom. On the center pillars, an 8-core and a 4-core ribbon cable section form a winch at the bottom. The ribbon cable ends are stripped, twisted and tinned. Between the primary windings 6 , 7 , the secondary winding parts 9 are arranged on the outer legs 4 , 5, each with 27 turns. The material for the secondary windings is high-voltage enameled copper wire with a diameter of 0.335 mm. The inner bobbins are wound on an auxiliary cylinder with N 27 before being applied to the center column, which is then pushed on accordingly, as already mentioned. The winding ends of the primary winding 6 , 7 are all led out on the generator feed side 42 . With the exception of the coupling ends, the secondary winding ends are led out on the opposite side of the transformer.

Die Fig. 9 zeigt, dass die auf den Außenschenkeln 4, 5 der oberen und unteren Halbschale 11, 12 liegenden Wicklungen jeweils am Generatoreinspeisepunkt 44 und am Verbindungspunkt zur Wicklung auf der Mittelsäule 3 parallelgeschaltet sind. Die auf der Mittelsäule 3 liegende Primärwicklung 6 ist in Reihe geschaltet. Die Ankoppel punkte 45 liegen auf Masse 46 bzw. Erdpotential. Mit 43 ist der Generator bezeichnet. FIG. 9 shows that the windings lying on the outer legs 4 , 5 of the upper and lower half-shell 11 , 12 are connected in parallel at the generator feed point 44 and at the connection point to the winding on the center column 3 . The primary winding 6 lying on the center column 3 is connected in series. The coupling points 45 are at ground 46 or ground potential. The generator is designated by 43 .

Die obere und untere Halbschale 11, 12 bzw. besser gesagt die obere und untere Transformatorhälfte sind an den Generatoreinspeisepunkten 44 und an den Auskoppel punkten Masse 46 parallelgeschaltet. Die Generatoreinspeisepunkte 44 bilden gleich zeitig die Ankoppelpunkte 44 für die Sekundärwicklungen 8, 9. Die Sekundärwick lungsteile sind sinngemäß wie die Primärwicklungsteile verschaltet. Die Parallelschal tung der Außenschenkelwicklungen liegen in Reihe zu Mittelschenkelwicklung bzw. Mittelsäulewicklung. Entsprechendes zeigt Fig. 10.The upper and lower half-shell 11 , 12 or better said the upper and lower transformer half are connected in parallel at the generator feed points 44 and at the decoupling points 46 . The generator feed points 44 simultaneously form the coupling points 44 for the secondary windings 8 , 9 . The secondary winding parts are interconnected in the same way as the primary winding parts. The parallel connection of the outer leg windings are in series with the middle leg winding or the center column winding. The same is shown in FIG. 10.

Der beschriebene Hochspannungstransformator 1 ist mit mehreren Treiberstufen getestet worden. In einer Halbbrückenschaltung 49, einer Vollbrückenschaltung 50 und einer Gegentakt-AB-Schaltung 51 wurde die Wirkungsweise überprüft. Bevorzugt wird danach die Halbbrückenschaltung 49, die den Vorteil hat, dass nur zwei elektronische Schalter 52, 53 mit der für jeden Schalter erforderlichen Ansteuerelektronik benötigt werden. Nachteilig ist die Doppelspannungsversorgung mit +U_B und -U_B, allerdings nicht entscheidend hinderlich. Gemäß der Fig. 11, 12 und 13 sind die verschiedenen Schaltungen wiedergegeben. Wichtig ist die in Fig. 11 wiedergegebene Halbbrücken schaltung. Die elektronischen Schalter 52, 53 werden komplementär betrieben, d. h. es ist jeweils nur ein Schalter eingeschaltet. Über den elektronischen Schalter 52 beispiels weise wird die positive Betriebsspannung +U_B, über den elektronischen Schalter 53 die negative Betriebsspannung -U_B alternierend an die Primärseite des Hochspannungstrans formators 1 gelegt. Die so erzeugte Rechteck-Wechselspannung, die im oberen Bereich der Fig. 11 wiedergegeben ist, wird im Hochspannungstransformator 1 auf die für den Betrieb der Lastimpendanz 48 benötigten Werte hochtransformiert. Für den Betrieb des Hochspannungstransformators in der Halbbrückenschaltung gemäß 49 hat sich die Ver schaltung des Transformators als Spartransformator gemäß Darstellung in den Fig. 9-11 bewährt. Die Ausgangsspannung am Hochspannungstransformator 1 wurde oszillo skopiert. Vier Rechteck-Impulse bilden ein Pulspaket. Die Repititionsrate der Puls pakete ist 20 KHZ. Der verwendete Hochspannungstastkopf hat ein Teilerverhältnis von 100 : 1, eine obere Grenzfrequenz von 450 MHZ und eine Anstiegszeit von 4,5 ns. Die Form der Ausgangsspannung ist nicht von der Höhe Betriebsspannung, sondern von den Lastbedingungen am Hochspannungsausgang abhängig. Da im Testbetrieb ohne Kühl- bzw. Isoliermittel gearbeitet wurde, musste die Ausgangsspannung auf Werte um 1,5 kV begrenzt werden. Auch die Repititionsrate musste deutlich unter den maximal möglichen Werten liegen. Dabei hat sich herausgestellt, dass sich die gewünschten und benötigten steilflankigen Betriebsspannungen erreichen ließen.The high-voltage transformer 1 described has been tested with several driver stages. The mode of operation was checked in a half-bridge circuit 49 , a full-bridge circuit 50 and a push-pull AB circuit 51 . Thereafter, the half-bridge circuit 49 is preferred, which has the advantage that only two electronic switches 52 , 53 with the control electronics required for each switch are required. The double voltage supply with + U _B and -U _B is disadvantageous, but not a major hindrance. According to the Fig. 11, 12 and 13, the various circuits are given. The half-bridge circuit shown in FIG. 11 is important. The electronic switches 52 , 53 are operated in a complementary manner, ie only one switch is switched on at a time. About the electronic switch 52, for example, the positive operating voltage + U _B , via the electronic switch 53, the negative operating voltage -U _B alternately placed on the primary side of the high-voltage transformer 1 . The square-wave alternating voltage generated in this way, which is shown in the upper area of FIG. 11, is stepped up in the high-voltage transformer 1 to the values required for the operation of the load impedance 48 . For the operation of the high-voltage transformer in the half-bridge circuit according to 49, the United circuit of the transformer has proven itself as an autotransformer as shown in FIGS. 9-11. The output voltage at the high-voltage transformer 1 was scanned oszillo. Four rectangular pulses form a pulse packet. The repetition rate of the pulse packets is 20 KHZ. The high voltage probe used has a divider ratio of 100: 1, an upper cutoff frequency of 450 MHz and a rise time of 4.5 ns. The form of the output voltage does not depend on the operating voltage level, but on the load conditions at the high voltage output. Since the test operation was carried out without coolant or isolating agent, the output voltage had to be limited to values around 1.5 kV. The repetition rate also had to be significantly below the maximum possible values. It turned out that the desired and required steep-sided operating voltages could be achieved.

Claims

1. High-voltage transformer for generating a high maximum field strength, especially in the context of a dielectric barrier discharge, with a core ( 2 ) with a central column ( 3 ) and outer legs ( 4 , 5 ), with a primary ( 6 , 7 ) and a secondary winding ( 8 , 9 ), characterized in that both the primary winding ( 6 , 7 ) and the secondary winding ( 8 , 9 ) are each divided into a plurality of partial windings, which are disc windings on the center column ( 3 ) and the outer legs ( 4 , 5 ) are distributed, the outer legs ( 4 , 5 ) being parts of an interrupted ring, and the partial windings positioned on the outer legs ( 4 , 5 ) being formed by a leg between the center column ( 3 ) and the outer legs ( 4 , 5 ), a gap ( 15 ) to the central column ( 3 ) leaving support body ( 10 ) are held in a positive connection to the outer legs ( 4 , 5 ).

2. High-voltage transformer according to claim 1, characterized in that the core ( 2 ) with a central column ( 3 ) and outer legs ( 4 , 5 ) consists of two half-shells ( 11 , 12 ) which are placed against one another with the edges ( 13 , 14 ) are tense.

3. High-voltage transformer according to one of the preceding claims, characterized in that the center column ( 3 ) of both half-shells ( 11 , 12 ) has in the middle a longitudinal axis ( 17 ) extending bore ( 18 ) with a in a base plate ( 19 ) screwed threaded rod ( 20 ) is formed correspondingly, the nut ( 21 ) with spring washer ( 22 ) is arranged to be supported on a pressure plate ( 23 ) delimiting the package of the two half-shells ( 11 , 12 ) on the opposite side.

4. High-voltage transformer according to one of the preceding claims, characterized in that the support body ( 10 ) is also formed in two parts and is made of a plastic resistant to insulating and coolants such as castor oil and temperatures up to 260 ° C.

5. High-voltage transformer according to claim 4, characterized in that the support body ( 10 ) is made of polytetrafluoroethylene.

6. High-voltage transformer according to one of the preceding claims, characterized in that the support body ( 10 ) is continuously ribbed starting from a ring ( 25 ) surrounding the central column ( 3 ) and thus a type of star with flattened tips ( 26 ) is formed.

7. High-voltage transformer according to one of the preceding claims, characterized in that the support body ( 10 ) is equipped on both sides with symmetrical cutouts ( 29 ) for carrying out the winding parts arranged on top of the center column ( 3 ).

8. High-voltage transformer according to one of the preceding claims, characterized in that in the support body ( 10 ) in the region of the winding ends, brass cylinder head screws ( 31 ) with tin-plated screw heads are used at right angles to the longitudinal axis ( 17 ).

9. High-voltage transformer according to one of the preceding claims, characterized in that the outer legs ( 4 , 5 ) of the core ( 2 ) with one-sided adhesive Kapton tape ( 33 ) and their outer sides ( 34 ) in the region of the windings ( 7 , 9 ) as well as the Center column ( 3 ) in the area of the primary winding ( 6 ) with a double-sided adhesive tape ( 35 ) be glued.

10. High-voltage transformer according to one of the preceding claims, characterized in that the primary winding ( 6 , 7 ) is designed as a ribbon cable ( 37 ) in the form of a tinned copper wire.

11. High-voltage transformer according to one of the preceding claims, characterized in that on the outer legs ( 4 , 5 ) of a half-shell ( 11 ; 12 ) a 9-core and a 5-core ribbon cable ( 37 ) and on the center column ( 3 ) an 8 -core and 4-core ribbon cable ( 37 ') are arranged.

12. High-voltage transformer according to one of the preceding claims, characterized in that on the outer legs ( 4 , 5 ) between the primary windings ( 7 ), the secondary windings ( 9 ) are arranged with 27 turns, which consist of Cu wire insulated via high-voltage paint, while the secondary winding ( 8 ) on the center column ( 3 ) is assigned to an auxiliary cylinder ( 38 ) which can be slid onto it in the form of 27 turns.

13. High-voltage transformer according to one of the preceding claims, characterized in that the ends of the primary winding ( 6 , 7 ) on the generator feed side ( 42 ) and the ends of the secondary winding ( 8 , 9 ) on the opposite transformer side are arranged leads out.

14. High-voltage transformer according to one of the preceding claims, characterized in that the core ( 2 ) of the type PM 87/70 consists of a material N 27.

15. High-voltage transformer according to one of the preceding claims, characterized in that the core ( 2 ) consists of a material having a real inductance component of the complex permeability similar to N 27 and a cutoff frequency f = 50 MHz similar to K 12.