элементы, рассмотрение ограничим наиболее важной в практическом отношении эквивалентной схемой грансформаторной цепи рис. 1-18, полагая сопротивление нагрузки R2 нелинейным.

В процессе формирования импульса можно выделить режим установления напряжения и тока, протекающего через сопротивление нагрузки, и установившийся режим, который наступает после того как затухнут все нестационарные процессы в трансформаторной цепи. Установившийся режим является основным рабочим режимом и будет называться далее режимом согласования. Все параметры цепи, характеризующие этот режим во время его существования остаются постоянными, так как напряжение на нагрузке в режиме согласования постоянно или почти постоянно. В дальнейшем параметры цепи в режиме согласования будут обозначаться индексом с .

В соответствии с введенными определениями в режиме согласования:

с = .2с/(1 + 2с), откуда Ri==: R2c-;

Ус = р/(1 + RL), откуда р = 7с (1 + 2с)-

В режиме установления с учетом (1-33) и (1-34):

с

2c

с

Rl -h R2 1 -f

1 - Oc

(1-33) (1-34)

(1-35) (1-36)

Полагая в (1-10) = О и вводя обозначения (1-351 и (1-36), получим уравнение, учитывающее нелинейные свойства сопротивления нагрузки:

1 -Ос , Yc%

du dx

c + (l-ac)

u=l, (1-37)

где

dT2 +

u = f/2/f/2c = иУасЕ; x = t/ ]/acLsC2-Выражая 7c через 6. и a, получим окончательно: 1 - с / -г^ %

5 У,+Ч-1 + (с±]Аб- + ас-1)

+ ас+(1- с)

2с Rii

и=1. (1-38)

в режиме согласования, когда R, = i?2c, запись уравнения (1-38) совпадает с (1-15), так как в этом случае б = б^,. Последнее обстоятельство позволяет, решив уравнение (1-38), построить обобщенные графики переходных процессов на фронте импульса, вполне аналогичные графикам рис. 1-19, но в функции параметров а^, и б^, характерных для режима согласования.

Наибольший практический интерес представляют случаи, когда нагрузкой являются усилительный клистрон, магнетрон или платинотрон.

т

п

W 0.6

0.6 0.4

о

в

о

Рис. 1-27. Графики переходных процессов на фронте импульса при нагрузке трансформатора усилительным клистроном.

Рис. 1-28. Графики переходных процессов на фронте импульса при нагрузке трансформатора магнетроном.

Вольт-амперная характеристика усилительного клистрона весьма точно выражается формулой: - gJJJ-

Вольт-амперные характеристики магнетронов и платинотронов относительно точно также выражаются формулой:

Тогда для клистрона:

2 ]

RJRi = (f/K/f/кс) .= и ;

для магнетрона и платинотрона:

Wi?2=(t/M/f/Mc)= -

(1-39)

(1-40)

Подстановка значений 7?2с/2 из (1-39) и (1-40) в (1-38) приводит к нелинейному уравнению вида:

Б + ( 1 + а,и ) + {а, + а,и-) = I.

Наибольший практический интерес представляют решения этого уравнения для случаев согласования клистрона и магнетрона с модуляторами при полном или почти полном отсутствии выброса на фронте импульса. Соответствующие этим случаям решения, полученные на ЭВМ Минск-22 , в виде графиков представлены на рис. 1-27 и 1-28 при различных значениях бс иа, = 0,5. Для сравнения на этих же рисунках приведены графики переходных процессов для линейной нагрузки при 6=1.

Графики рис. 1-27 и 1-28 показывают, что во всех рассмотренных случаях, когда нагрузка нелинейна, относительное удлинение фронта импульса оказывается меньшим, чем в случае линейной нагрузки. Так, например, из графиков следует, что при б^. = 1 относительное укорочение длительности фронта импульсов будет для магнетрона 1,5, а для клистрона 1,2 при = 0,5.

При этом выброс напряжения на фронте во всех случаях практически отсутствует. Принимая во внимание сказанное ранее о зависимости объема магнитопровода от длительности фронта импульса, приведенные данные позволяют сделать вывод, что учет нелинейных свойств нагрузки позволяет при проектировании импульсного трансформатора значительно уменьшить ошибку в определении объема магнитопровода. Поэтому учет нелинейных свойств на-грузкиследует считать практически необходимым.

ГЛАВА ВТОРАЯ

СВЯЗЬ МЕЖДУ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМИ И КОНСТРУКТИВНЫМИ ПАРАМЕТРАМИ ИМПУЛЬСНОГО ТРАНСФОРМАТОРА

2-1. Индуктивность намагничивания

Из рассмотрения причин, вызывающих искажения формы импульса импульсным трансформатором, следует, что все виды искажений определяются как электромагнитными параметрами внешней трансформаторной цепи, так и электромагнитными параметрами собственно трансформатора: индуктивностью намагничивания Lj, индуктивностью рассеяния Lj, емкостью первичной обмотки трансформатора С^-, междуобмоточной емкостью Ci2t> емкостью вторичной обмотки Са, а также сопротивлениями обмоток Г1 и Га.

Для получения искажений импульса не более оговоренных техническим заданием на проектируемый трансформатор все эти параметры должны иметь вполне определенные значения. Значения электромагнитных параметров эквивалентной схемы некоторым образом связаны с конструкцией импульсного трансформатора. Таким образом, в конечном итоге, между искажениями импульса.