никовыми приборами, которые требуют особо стабильного напряжения питания,

Поэтому в целом ряде случаев в задании на проектирование т. м. м. оговаривают всрхиигт предел величины и - предельно допустимое падение иапряжеиия. Иногда этот предел устанавливают из желания сохранить на оиредслси-пом уровне величину к. п. д. Однако чаи1,е всего это объясняется необходимостью иметь стабильное напряжение иа вторичных обмотках при изменении нагрузки и условий работы трансформатора. Действительно, т. м. м. авиационной аппаратуры, например, работают ири температурах от - 60 до +130-150 С, а то и выше. Прн таком перепаде температур сопротивление обмоток меняется (согласно выражению (5.37)) очень значительно - приблизительно в 1,8 раза. Примерно так же изменится и падение напряжения и. У т. м. м. величина и может быть весьма велика (§ 8.3), поэтому значительное изменение ее приводит к заметному изменению и вторичного напряжения. Цепи же накалов и анодов электронных приборов требуют зачастую поддержания напряжения в довольно жестких пределах (несколько процентов). Аналогичные требования предъявляют и некоторые другие потребители, особенно в схемах автоматики, управления н т. д.

Предположим, что величина и для данного трансформатора при отрицательной температуре составляет 0,15. В приведенном вьппе примере она может измениться в 1,8 раза, т. е. составить 0,27. Следовательно, вторичное напряжение только за счет изменения температуры изменится на величину 0,12 (12%), что во многих случаях недопустимо.

Величина допустимого падения напряжения может быть различной в зависимости от назначения и условий работы трансформатора. При самых жестких требованиях по стабильности напряжспия допустимая величина и составляет 0,05-0,1 (5-10%), хотя в отдельных специальных случаях эта величина может снизиться до 0,01-0,02 (1-2%). При менее жестких требованиях величина и может доходить до 0,20. Наконец, величина и может вообще ие ограничиваться. Типовым значением считаем и = 0,1. (В США согласно [2731 за норму принято и = 0,15.)

Рассмотрим в первом приближении, от чего зависит величина и. Учтем только активное падение напряжения при активной нагрузке (что вполне характерно для т.м.м, согласно данным § 8.3). Используя выражение (5.77),

запишем

и-

и умножим числитель и знаменатель на ток /, обратившись также к равенствам (5.15) и (5.30):

иЩ!1-. (5.78)

Отсюда - иР, Согласно выражению (5.35) = р, поэтому получаем, что при заданной (постоянной) величине и плотность тока можно увеличивать по мере роста мощности Р.

Принципиальные зависимости / (Р) изображены на рис. 5.8, в. Если падение напряжения является определяющим критерием проектирования, плотность тока / выбирается нз подобных зависимостей. Как видим, зависимость у (Р) оказалась прямо противоположной той, которая получена при условии заданного перегрева (рис. 5,8, б),

Т. м. м., для которых падение напряжения является определяюн1,им критерием проектирования, будем называть трансформаторами, проектируемыми прн заданном падении напряжения, или трансформаторами, проектируемыми при постоянном падении напряжения, что одно н то же, или также трансформаторами, проектируемыми при условии и - const.

Намагничивающий ток. Как уже отмечалось и будет показано в § 8.2, намагничивающий ток (о (5.10) может у т. м. м. быть весьма значительным - от 0,1-0,2 до 1 и более. Каким именно - целиком зависит от проектиров-П1,ика (брак изготовления мы в виду не имеем). Если другие условия неизменны, ток Io возрастает с ростом магнитной индукции В, поскольку одновременно с этим (в соответствии с кривой намагничивания сердечника) возрастает требуемая напряженность намагничивающего поля Яд (5.8). Так как выбор индукции находится в руках проектировщика, можиооворить и о выборе величины намагничивающего тока.

Как же разумно произвести такой выбор? Это енге один важный вопрос, возникающий в теории проектирования т. м. м. Рассматривать его надо с двух сторон - со стороны влияния величины (о иа показатели самого трансформатора ивлияиия ее иа питающую сеть и источник питания.

Увеличение io означает рост реактивной нагрузки в сети и снижение cos tp нагрузки для источника энергии. Это, разумеется, нежелательно. Зато одновременно выигрывает сам трансформатор, ибо увеличение ( о. т. е. В, означает уменьитенис его размеров. Поиску оптимального решения в этом отношении путем исследования соответствующих интегральных характеристик посвящены специальные разделы книги (см. § 5.5, 9,4, гл. 10, 11).

Рассмотрим теперь, как должен выбираться ток (о, если никакие внешние ограничения не имеют места. Увеличение тока позволяет выбирать большие индукции В. Увеличение индукции приводит к уменьшению размеров т. м. м. и другим преимуществам. Однако увеличение индукции и намагничивающего тока имеет свои разумные пределы. Рост тока го (/о) означает и рост полного первичного тока Il (h) (5.5). Значит, будут расти и потери в катушке. Для обеспечения заданного перегрева это потребует увеличения поверхности охлаждения трансформатора, т. е. увеличения его размеров. Поэтому существует некоторое оптимальное значение ii), обеспечивающее получение минимальных габаритов трансформаторов. Опреде1ение этого оптимального значения будет произведено в § 11,5.

Кроме того, увеличение индукции В и, следовательно, тока io имеет предел из чисто практических соображений - нежелательность работы далеко за коленом кривой намагничивания из-за нестабильности магнитных характеристик в этой зоне. Все это приводит к тому, что при малых мощностях т. м. м. не удается выбрать индукцию В столь большой, как это следует из рис. 5.8, б. Наконец, лимитирует и прямое насыщение сердечника. Поэтому практически вместо кривых рис. 5.8, б для индукции В надо принять кривые по рис. 5.8, о, учитывающие условия намагничивания.

Сделаем выводы. Ток Io является важным параметром. Однако, как правило, самостоятельного значения как критерий проектирования он не имеет. Лишь в отдельных случаях может заведомо задаваться требуемая величина /о-Тогда будем говорить о проектировании т. м. м. при заданном токе намагничивания. Обычно же роль тока to состоит в ограничении выбираемой величины индукции В для т. м. м. проектируемых либо при заданном перегреве, либо при заданном падении напряжения. В этих случаях будем говорить о выборе индукции В нз условий намагничивания.