Главная >  Классификация трансформаторов 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 [ 158 ] 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192

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



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 [ 158 ] 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192