Обычно равенство (5-12) после первого расчета точно никогда не удовлетворяется и требуется корректировка конструктивных параметров.

Удобнее всего эту корректировку произвести за счет увеличения изоляционных промежутков или длины намотки, в зависимости от того, в какую сторону нужно изменить величину волнового сопротивления трансформаторной цепи. Если волновое сопротивление трансформаторной цепи больше необходимого, следует несколько уменьшить толщину изоляционных промежутков, если это возможно, исходя из требований электрической прочности, или увеличить длину намотки. В противном случае необходимо, наоборот, увеличивать толщину изоляционных промежутков или уменьшать длину намотки. Иногда может потребоваться изменить приращение индукции или даже выбрать схему обмоток, обладающую нужным значением волнового сопротивления.

Для сравнительной оценки величины волнового сопротивления тех или иных схем удобно пользоваться графиками рис. 4-11 - 4-16. Наиболее целесообразно варьировать толщиной изоляционных промежутков, так как изменение их толщины мало влияет на удлинение фронта импульса и сечение сердечника. Менее благоприятно увеличение высоты намотки, так как это ведет к увеличению объема сердечника и увеличению в нем потерь.

Изменение любого из перечисленных параметров требует повторения расчета сечения по (5-10) и (5-11). Степень соответствия между левой и правой частями (5-12) из практических соображений может находиться в пределах ±: 10%, так как на величину индуктивности рассеяния и емкости влияют такие трудноучитывае-мые факторы, как шаг намотки, поправки на значения диэлектрической проницаемости в импульсном режиме, влияние сердечника на величину индуктивности рассеяния и т. д. Кроме того, изменение самого волнового сопротивления в пределах ±15% мало сказывается на величине выброса и удлинении фронта.

5-11. Уточнение конструктивных параметров трансформатора по реальному распределению емкости между первичной и вторичной цепью

Как отмечалось ранее, от распределения емкости трансформаторной цепи сильно зависит удлинение фронта. Графики рис. 1-20 показывают, что в зависимости от значения х = C\j{C\ + С'г) при больших значениях а, безразмерная длительность фронта Тф в зависимости от значения х может изменяться более чем в 3 раза.

Согласно (5-10), сечение сердечника при этом может значительно отличаться от действительно необходимого. Большая погрешность в определении сечения сердечника безусловно недопустима и поэтому необходимо производить уточнение расчета, основанное на реальном распределении емкости в трансформаторной цепи. Для этого по известным теперь конструктивным пара-

метрам трансформатора вычисляются емкости Cit, Cjzt, и определяется значение х: при n > 1

при п < 1

iT + In + Ci2t + <2т +

По найденному значению x и графикам рис. 1-20 определяется более точное значение Тф и затем по формуле (5-10) - новое значение сечения сердечника и всех остальных параметров трансформатора. Опереция эта повторяется до тех пор, пока сечение сердечника, полученное из последующего расчета не окажется мало отличающимся от полученного из предыдущего. При этом каждый раз производится проверка волнового сопротивления трансформаторной цепи и корректировка величины действительно необходимого его значения на основе уточненного по графикам рис. 1-20 значения у при соответствующих значениях а и х.

Графики рис. 1-20 построены для случая полного отсутствия выброса на фронте импульса и линейной нагрузки. В случае, если допустим небольшой выброс (до 10%) при линейной или нелинейной нагрузке, значения Тф и р могут уточняться по графикам рис. 1-20 линейным интерполированием.

Таким образом, уточнения конструктивных параметров трансформатора производятся в процессе ряда последовательных поверочных расчетов. После окончания этих расчетов по найденным конструктивным параметрам трансформатора вычисляются параметры эквивалентной схемы трансформатора и искажения фронта вершины и спада импульса,

5-12. Охлаждение трансформатора

Методы расчета нагрева и охлаждения импульсного трансформатора ничем не отличаются от меаодов расчета обычных силовых трансформаторов. Потери, выделяющиеся в сердечнике и обмотках трансформатора при его работе, преобразовываются в тепловую энергию и вызывают нагревание соответствующих частей трансформатора. От места своего выделения тепло направляется под действием тепловых градиентов к тем местам, где оно может быть передано охлаждающей среде, т. е. воздуху или воде в зависимости от способа охлаждения трансформатора. Рассеяние тепла происходит путем лучеиспускания и конвекции.

Температура частей трансформатора не должна превышать допустимых пределов. Так, температура трансформаторного масла не должна превышать 95° С, температура обмоток - предельно допустимых температур для применяемых видов изоляции.

Температура окружающего воздуха определяется условиями экс-плуатации и обычно достигает (40-50)° С. Поверхность охлаждения каждого элемента, рассеивающего тепло, должна быть достаточной для поддержания перепадов температур в заданных пределах.

В трансформаторе источниками тепла являются сердечник и обмотки. Для этих элементов охлаждающая поверхность определяется по формуле:

(5-13)

где - допустимый перепад температур,.°С;Рр - рассеиваемая мощность; ky = 5-10 вт/{°С-см) - для маслонаполненных трансформаторов; 1.25-10- вт/(°С-см) - для воздушных

трансформаторов.

Этой же формулой можно пользоваться для определения необходимой охлаждающей поверхности бака. Применением обдува бака можно уменьшить требуемую поверхность охлаждения в 1,5- 2 раза.

При температуре окружающего воздуха в 40-50° С в импульсных трансформаторах допускаются следующие перепады температур: между сердечником и маслом до 50° С; между обмотками и маслом до 40 С; между стенками бака и воздухом до 30° С. Температурный перепад между маслом и стенками бака обычно составляет (1-2)° С и при расчетах им пренебрегают.

Подставляя в (5-13) максимально допустимые перепады температур, можно получить следующие ориентировочные нормы для тепловой нагрузки охлаждающих поверхностей (табл. 5-1).

Таблица 5-1

Эти нормы несколько выше принятых в силовых трансформаторах, так как время непрерывной работы и требования к сроку службы импульсных трансформаторов обычно несколько меньше, чем у силовых.

Тепло, выделяющееся в сердечнике импульсного трансформатора может передаваться вдоль листов стали и поперек листов. Вдоль листов тепло передается практически беспрепятственно вследствие высокой теплопроводности стали. Из-за наличия междулистовой изоляции, тепло в поперечном к листам направлении.