в тех случаях, когда импульсный трансформатор предназначен для согласования генератора импульсного напряжения с высокочастотным генератором (магнетроном, усилительным клистроном и т. д.), вторичная обмотка, как правило, состоит из двух одинаковых катушек, соединенных относительно высокого импульсного напряжения параллельно.

Такая вторичная обмотка используется для подачи напряжения накала на генераторный прибор. Относительно тока накала обе обмотки соединены последовательно, и ток накала протекает по катушкам вторичной обмотки в противоположных направлениях. Поэтому ток накала практически не вызывает магнитного поля в сердечнике трансформатора. Такого рода конструкция вторичной обмотки импульсного трансформатора позволяет избежать применения специального трансформатора для питания цепи накала генераторного прибора, вторичная обмотка которого находится под высоким импульсным напряжением и увеличивает паразитную емкость схемы. Недостаток такого импульсного трансформатора состоит в том, что он обладает повышенной индуктивностью рассеяния из-за большей суммарной толщины вторичной обмотки.

Все приведенные на рис. 4-1 и 4-2 схемы трансформаторов имеют именно такие двухслойные вторичные обмотки. В других случаях применения импульсных трансформаторов второй слой во вторичной обмотке не нужен. Тогда в расчетных формулах для индуктивности рассеяния коэффициент перед должен быть уменьшен в 2 раза. В тех случаях, когда первичная или вторичная обмотки располагаются на двух стержнях и состоят из двух параллельно соединенных секций, количество витков в каждой секции равно Wi или соответственно. Если секции соединены последовательно, количество витков в каждой из них пропорционально напряжениям на соответствующих секциях.

В импульсных трансформаторах на высокие напряжения сумма диаметров проводов значительно меньше толщины изоляционных промежутков. Поэтому в процессе первого, ориентировочного расчета индуктивности рассеяния диаметрами проводов можно пренебречь. Это пренебрежение диаметрами проводов облегчает сравнительную оценку качества тех или иных типов обмоток.

Импульсные трансформаторы с цилиндрическими обмотками используются в широком диапазоне мощностей - от милливатт до сотен мегаватт, при напряжениях от единиц до сотен киловольт и являются основным применяемым типом обмоток импульсных трансформаторов.

4-2. Специальные типы обмоток

Кроме цилиндрических, в импульсных трансформаторах находят применение и некоторые другие типы обмоток, отражающие специфику требований, предъявляемых к импульсному трансфор-

матору. Из разнообразных типов специальных обмоток представляется целесообразным выделить обмотки, нашедшие применение в весьма мощных импульсных трансформаторах. Такими обмотками являются дисковые, намотанные широкой и тонкой проводящей лентой, проложенной изоляцией, и обмотки, в которых толщина изоляционных промежутков пропорциональна действующему между отдельными элементами обмотки напряжению. На целесообразность применения последних в импульсных трансформаторах указано Я. С. Иц-хоки [1]. Для краткости они в дальнейшем будут называться коническими.

Дисковые обмотки находят применение в весьма мощных импульсных трансформаторах при напряжениях не превышающих несколько десятков киловольт. Применение конических обмоток упрощает реализацию трансформаторов на весьма высокие напряжения, порядка сотен киловольт.

Как в случае дисковых, так и в случае конических обмоток сердечник может быть стержневым, броневым или тороидальным. В мощных и весьма мощных импульсных трансформаторах по конструктивным и технологическим причинам предпочтительна тороидальная форма сердечника, позволяющая наиболее полно использовать длину магнитной линии сердечника.

На тороидальный сердечник дисковые обмотки накладываются отдельными, параллельно соединенными секциями. Так как при этом изолируются только отдельные участки сердечника, на которых размещены секции (рис. 4-3, а), то в трансформаторе с дисковыми обмотками создаются относительно хорошие условия для отвода выделяющегося в сердечнике тепла. Дисковые обмотки обычных конструкций обладают значительно большей, чем цилиндрические, индуктивностью рассеяния. Однако применение в качестве провода обмотки широкой и тонкой проводящей ленты при небольшой толщине намотки позволяет значительно уменьшить индуктивность рассеяния дисковой обмотки даже по сравнению с цилиндрической.

На рис. 4-3, б приведено схематическое изображение сечения одной секции дисковой обмотки с автотрансформаторным

Рис. 4-3. Схематическая конструкция дисковой обмотки, намотанной на тороидальном сердечнике: а) размещение секций, б) сечение секции.

включением, где приняты следующие обозначения: d - толщина проводящей ленты; Лв - толщина междувитковой изоляции. Кроме того, принято, что h - щирина проводящей ленты.

Применяя изложенную во второй главе методику вычисления индуктивности рассеяния и динамических емкостей, нетрудно найти, что для одной секции дисковой обмотки:

К + (Ав + d) 3

(здесь - толщина изоляционного промежутка между обмотками при трансформаторном включении);

Формула для вычисления емкости при трансформаторном включении справедлива как для синфазного, так и для противофазного включения обмоток. В силу конструктивных особенностей дисковых обмоток обычно используется автотрансформаторное включение, так как при трансформаторном включении возникают затруднения в обеспечении достаточной электрической прочности между выводом конца первичной обмотки и выводом начала вторичной. Кроме того, из-за наличия изоляционного промежутка Д12 существенно увеличивается индуктивность рассеяния обмотки при трансформаторном включении.

Конструктивно проще реализуются дисковые обмотки на сердечниках с прямыми кернами. Расчетные формулы для электромагнитных параметров остаются при этом теми же. Если обмотка трансформатора состоит из т параллельно соединенных секций, то общая индуктивность рассеяния уменьщается в т раз, а емкость в т раз увеличивается.

Одно из преимуществ трансформатора с дисковыми обмотками при большом количестве секций состоит в том, что в процессе экспериментальной отработки трансформатора простым отключением секций легко получить желаемую величину волнового сопротивления обмотки. Постоянная времени обмотки, определяющая величину искажений фронта импульса, при этом остается практически неизменной. В связи с относительной сложностью конструкции (большое количество секций, необходимость применения не обычных проводов, а тонкой ленты) дисковые обмотки целесообразно применять в импульсных трансформаторах при весьма больших мощностях.

На рис. 4-4 приведена схематическая конструкция конической обмотки. Как следует из рисунка, толщина изоляционного промежутка между обмотками и средний периметр конической обмотки изменяются по длине намотки. При принятых на рис. 4-4 обозначениях:

А12. = А;2 + (а;2-А12); Р. = Р-2(а;2-А;2)-, (4-1)