Главная
>
Классификация трансформаторов r.iaea 10 ВЫХОДНЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ СПЕЦИАЛЬНЫХ ЭЛЕКТРОННЫХ ГЕНЕРАТОРОВ 1в./. Кл<1,<-гифинацНН /1 огойепиоети режимов /ш.го()/1ь(.г траиеформаторов В данной главе рассмотрены выходные трансформаторы (БТ), предназначенные для согласования с нагрузкой специальных генераторов повышенной и ультразвуковой частоты, оконечные каскады которых выполнены в виде ламповых усилителей мощности или тиратронных инверторных схем. Имеются в виду генераторы и соответственно трансформаторы, работающие при фиксированной частоте илн в узкой полосе частот. Рабочая частота рассматриваемых ВТ лежит в диапазоне 1 -100 кгц. Нагрузка у ВТ обычно активная (либо сс реактивные составляющие скомпенсированы). Такие ВТ пшроко при.меняются в ультразвуковой технике, гидролокациопной аппаратуре и ряде других случаев. Мы рассматриваем только особенности подобных ВТ, не 1сасаясь хорошо освещенных в литературе общих вопросов проектирования согласующих трансформаторов [130, 197, 224, 243, 250, 268, 271,279]. Изложенные данные вполне приложимы к трансформаторам, работающим (прн иных указанных допущениях) и от маш1шных генераторов. Классификация ВТ. Диф(1)еренцируем ВТ по ряду признаков дополнительно к общей классификации (гл. I). Их режим работы может быть непрерывным и повторно-кратковременным, в частности повторно-импульсным (§ 1.1, 7.8). Повторно-кратковременный режим у БТ характеризуется обычно весьма малыми значениями скважности Q (§ 7.8). Поэтому ниже терминологически присоединим эту группу к трансформаторам непрерывного режима. Повторно-импульсный для краткости назовем просто импульсным. Мощность ВТ в импульсном режиме может быть достаточно велика. Однако средняя мот,ность укладывается в понятие т. м. м. По исполнению ВТ встречаются два принципнально ра.злнчных случая. В одном выходной каскад .laMnoEoro генератора содержит резонансный контур, настроенный на основную частоту, причем роль индуктивности этого контура играет первичная обмотка ВТ. Поэтому индуктивность обмотки Li должна быть выдержана в строго определенных пределах. Во втором случае настроенный контур либо отсутствует, либо выполняется с автономной индуктивностью. Величина Li должна быть достаточно велика, чтобы обмотка не шунтировала нагрузку. ВТ первого рода назовем настраиваемыми (ВТН), второго рода - нена-страиваемыми (ВТНН). По электрической схеме обмоток ВТ разделим на группы: без средних точек (схемы последовательных инверторов), со средней точкой в перничной обмотке (схемы параллельных инверторов и двухтактные ламповые схемы), со средними точками в первичной и вторичной обмотках (схемы двухтактных предоконеч1иях каскадов), с несколькими первичными обмотками (сложные схемы инверторов). Половинки обмоток, имеюц;их средние точки, работают попеременно через полпериода в соответствии с моментами проводимости ламп. Автономные первичные обьютки работают каждая от своего тиратрона поочередно одна за другой со сдвигом во времени, определяемым числом обмоток. По величине напряжения ВТ средней и большой моц;ности являются обычно высоковольтными (низковольтные ВТ для инверторов на тиристорах в данной работе не рассматриваются) . Особенности электрических режимов ВТ, На ВТ в известной мере можно распространить выводы, полученные в разделе втором книги для т. м. м. повынюниой частоты. Для ВТ повторно-кратковременного режима работы необходимо учесть особенности теплового режима (§ 7.8). Можно показать, что для ВТ импульсного режима при реальных соотн01непиях tJT коэффициент допустимого увеличения потерь практически равен скважности; gpQ. (16,1) Кривые 7 {Q, tiJT), рассчитанные по точным соотеео- шенням, приведены для иллюстрации этого вывода на рис. 16.1. Это позволяет резко увеличить плотность тока и (несмотря на весьма высокую частоту!) индукцию В и значительно уменьшить габариты и вес ВТ. У ВТН специфичны требования к величине L]. Из теории ламповых генераторов известна определенная связь между волновым сопротивлением настроенного конутра (oLi и приведенным сопротиЕлешгем нагрузки rij. Так как частота (О достаточно велика, а сопротивление Гн обычно относительно мало, требуемая величина Li оказывается очень малой - от долей единицы до десятков миллигенри. Такую величину индуктивности трудно обеспечить естественным путем. В самом деле, 200 300 Рис. 16.1. к определению коэффициента допустимого увеличения потерь в импульсном режиме работы. 0.4Яг;5с1,Ц-10 /г (16.2) где [I выражено в газ. Подставляя из выражения (5.17) VScB, 11олучаем нрн прочих постоянных величинах Li-=~-р. Поскольку вариации величин [i и Л ограниче}1ы, единственным средством уменьшения Li оказывается увеличение объема сердечника Vc - Sc/l. т. е. габаритов трансформатора. Чтобы этого избежать, в сердечник ВТП вводят искусственный воздушный зазор, величина которого доходит до нескольких сантиметров. Соответственно наблюдается большой намагничивающий ток /ог в первичной обмотке (контурный ток), который может даже превысить рабочий ток / (см. § 16.3). Имеется своя проблема с величиной Li и для ВТНН. Индуктивность Lj образует контур с паразитной емкостью обмоток, в котором при определенной частоте /о возникает резонанс, называемый собственным резонансом трансформатора. В зоне, близкой к резонансу, интенсивно меняется эквивалентное сопротивление паразитного контура, влияя на общее сопротивление, приведенное к зажимам ВТ с учетом нагрузки. Это нарушает согласование генератора с нагрузкой, а прн работе в полосе ухудшает частотную характеристику. Поэтому желательно вьшести частоту
|