Изменения составляющей внещнего магнитного поля В (Zq/m-oO в координатах В, Н выражаются прямой линией аа, проходящей через начало координат под углом ос = arc tg (Zq/i-IoO- Поэтому построение эквивалентного гистерезисного цикла может быть произведено простым переносом всех точек гистерезисного цикла В = f (Я) на величину Big а вправо в области положительных значений Л и Я и влево - в области отрицательных значений. Так, при произвольно выбранном значении индукции В точки М и гистерезисного цикла В == f (Я) данного ферромагнитного материала сердечника смещаются в положения М' и Л^, т. е. на величину отрезка ее, соответвующую Btga.

В конечном итоге гистерезисный цикл сердечника без воздущ-ного эазора -В^, -Яс, +Bs. +Яс преобразуется в эквивалентный гистерезисный цикл для сердечника с воздушным зазором

-Bs, -Яс, +Bs, -f Яс. При этом остаточная инукция Л^э эквивалентного гистерезисного цикла, как это видно из рис. 3-3, оказывается значительно меньше индукции Вг гистерезисного цикла сердечника без зазора при неизменной индукции насыщения.

Таким образом в сердечнике с воздушным зазором приращение индукции АВ = Bg -- В^э значительно увеличивается. Введение в сердечник воздушного зазора увеличивает и среднюю магнитную проницаемость

[.1дэ =

Однако при увеличении воздушного зазора уменьшение Л,э постепенно замедляется, ДЯ = Hi увеличивается. При некоторой величине зазора [.1дэ достигает максимума, а затем начинает уменьшаться. Поэтому увеличение зазора целесообразно только до определенной величины, при которой достигается некий компромисс между АВ и [Хдэ.

Зазор вводится обычно в мощных импульсных трансформаторах, работающих при больших значениях АВ. К недостаткам метода уменьшения остаточной индукции введением воздушного зазора относится следующее:

а) величина зазора является критичной; сердечник с зазором больше оптимального может иметь среднюю магнитную проницаемость меньшей, чем сердечник без зазора;

б) оптимальные зазоры имеют величины порядка сотых долей миллиметра, что создает существенные технологические трудности при изготовлении сердечников;

в) введение зазора не позволяет полностью использовать магнитные свойства сердечника, так как остаточная индукция таким способом все равно не может быть уменьшена до нуля. (Активно используется только один шлейф гистерезисного цикла, да и то не полностью из-за наличия остаточной индукции).

Значительно более эффективным методом уменьшения остаточной индукции является введение в сердечник импульсного трансформатора размагничивающего поля, создаваемого размагничивающим током. В тех схемах применения импульсных трансформаторов, в которых последовательно с первичной обмоткой включается накопительный конденсатор или разомкнутая формирующая линия, в паузах между импульсами через обмотку трансформатора протекает зарядный ток накопителя, обратный по направлению относительно тока в импульсе. Такой ток способствует размагничиванию сердечника, снижает остаточную индукцию и средняя магнитная проницаемость оказывается более высокой, чем при отсутствии размагничивающего тока.

Для рассмотрения процесса размагничивания сердечника зарядным током накопителя воспользуемся рис. 3-4, на котором изображен предельный гистерезисный цикл некоторого ферромагнитного материала сердечника. При этом, по-прежнему будем предполагать, что сердечник набран из столь тонких листов трансформаторной стали, что эффектом вихревых токов можно пренебречь.

Пусть в процессе заряда накопительного элемента в схеме рис. 1-8 или рис. 1-9 зарядный ток изменяется по какому-либо

закону г'з = 4 {t) и в некоторый момент времени достигает максимального значения /з.макс- Так как зарядный ток имеет направление, противоположное направлению намагничивающего тока, то этот ток создает в сердечнике размагничивающее магнитное поле, направление которого будет противоположно полю намагничивания и которое будет изменяться во времени по тому же закону, что и ток заряда накопительного элемента, т. е.

fip = -I-.

Если точка, изображающая магнитное состояние стали сердечника, к моменту окончания импульса достигла положения А на рис. 3-4, то после окончания импульса она сперва займет положение, характеризуемое точкой i+Br, Я = 0), и затем под действием размагничивающего магнитного поля Яр начнет

Рис. 3-4. Предельный гистерезисный цикл ферромагнитного материала сердечника.

двигаться по нисходящей ветви предельного гистерезисного цикла

Когда ток заряда накопителя достигнет своего максимального значения, в сердечнике будет действовать размагничивающее поле

/з. макс1 р. макс---J-

(3-6)

<1>

и точка А займет положение А', определяемое этим значением размагничивающего поля.

К моменту окончания заряда накопительного элемента зарядный ток упадет до нуля и вместе с ним исчезнет и размагничивающее магнитное поле. Однако изображающая точка не вернется теперь в положение {+Вг, Я = 0), а двигаясь по восходящей ветви частного гистерезисного цикла займет положение (-В'г, Н = о), так как в процессе действия размагничивающего поля произошло перемагничивание стали сердечника. Под действием следующего импульса напряжения произойдет намагничивание сердечника, при котором приращение индукции составит величину ДВ = = Вг + 5а, а в принципе может быть реализовано и еще большее приращение индукции ДБ = В, -\- Bs.

Таким образом, в результате размагничивания сердечника зарядным током накопителя может быть реализовано значительно большее приращение индукции, чем без размагничивания или в результате введения воздушного зазора. Однако для осуществления эффективного размагничивания ток заряда накопительного элемента должен иметь достаточно большую величину, что не всегда имеет место в реальных схемах. Поэтому значительно удобней производить размагничивание сердечника импульсного трансформатора введением постоянного размагничивающего поля, создаваемого специальным источником размагничивающего тока. При этом размагничивающий ток пропускается либо через имеющиеся обмотки импульсного трансформатора, либо через специальную дополнительную обмотку.

Одна из возможных схем размагничивания сердечника, часто применяющаяся на практике, приведена на рис. 3-5, где /р - источник размагничивающего тока. Назначение дросселя Lpp состоит в том, чтобы не допустить короткого замыкания источника импульсного напряжения С/ источником размагничивающего тока. Для того, чтобы индуктивность дросселя не оказывала за-

Рис. 3-5. Схема размагничивания сердечника от отдельного источника размагничивающего тока.