передается значительно хуже из-за низкой теплопроводности междулистовой изоляции. Это обстоятельство следует иметь в виду при подсчете поверхности охлаждения. Так, например, взвитом сердечнике по этим причинам эффективно отводиться тепло будет только с торцевых поверхностей, которые в этом случае только и нужно учитывать в качестве площади охлаждения.

В импульсных трансформаторах из-за обычно больших потерь на вихревые токи в сердечнике и из-за высоких частот повторения, тепловая нагрузка поверхности охлаждения часто оказывается недопустимо большой. В таких случаях сердечник следует делать составным с охлаждающими каналами шириной 2-4 мм. Таким способом можно увеличить поверхность охлаждения в несколько раз. По этой же причине иногда приходится применять весьма тонкие листы трансформаторной стали - до 0,01 мм или снижать приращение индукции. В связи с тем, что обмотки теплоизолируют сердечник, между обмотками и сердечником также рекомендуется оставлять свободное пространство в несколько миллиметров. С этой точки зрения особенно удачна конструкция обмоток рис. 4-22.

Ввиду большого количества выделяющегося в сердечнике тепла, основная трудность заключается в отводе тепла именно от сердечника. Потери в обмотках обычно намного меньше потерь в сердечнике и поэтому охлаждение обмоток, в особенности имеющих небольшое число слоев, не вызывает затруднений.

Баки трансформаторов могут быть гладкими, трубчатыми или радиаторного типа как с естественным, так и с принудительным воздушным охлаждением. Когда количество выделяющегося в баке тепла весьма высоко, применяется принудительная циркуляция масла в баке и водяное охлаждение бака при помощи змеевиков или радиаторов. Подробные сведения о конструкциях баков и способах охлаждения трансформаторов содержатся в [9, 10].

5-13. Длительность среза импульса и ее корректировка

Для проверки величины длительности среза по (1-30) определяется величина параметра и затем по графикам рис. 1-25 на уровне 0,1 находится безразмерная длительность среза Тс, после чего определяется длительность среза импульса:

4 = ТсК1, сек. (5-14)

Здесь Li и С - полученные в результате конструктивного расчета трансформатора значения индуктивности намагничивания и суммарной емкости трансформаторной цепи. При 6iF> 2 для определения длительности среза можно пользоваться приближенной формулой, полученной из (1-32)

tc2,SRC, сек.

при 81 = 2 эта формула дает погрешность около 22% в сторону увеличения длительности среза. С увеличением эта погрешность быстро уменьшается.

Часто оказывается, что получившаяся при поверочном расчете длительность среза превышает оговоренную техническим заданием. Для уменьшения длительности среза можно рекомендовать сле-дуюяее.

В области насыщения магнитная проницаемость ферромагнитных материалов с прямоугольной петлей гистерезиса резко падает. Поэтому если размагничивающее поле выбрать так, чтобы в момент окончания импульса наступило насыщение сердечника, то из-за уменьшения магнитной проницаемости уменьшится и индуктивность намагничивания, а следовательно, согласно (5-14), и длительность среза. При этом, однако, происходит уменьшение 6i и для предотвращения интенсивного колебательного процесса параллельно с нагрузкой обычно необходима постановка подавляющего диода. Получение необходимой величины размагничивающего поля удобней всего обеспечить введением регулировки размагничивающего тока.

5-14. Энергетические характеристики импульсного трансформатора

В энергетическом отношении спроектированный трансформатор достаточно полно может быть охарактеризован тремя показателями: коэффициентом полезного действия, коэффициентом мощности и коэффициентом использования активных материалов трансформатора (Ах), т. е. стали сердечника и меди обмоток.

Характеризуя коэффициент полезного действия импульсного трансформатора полезной мощностью, выделяемой в нагрузке, имеем:

Р2СР-РГ+ Рс+ Робы

Здесь Ргср = UtiRs.q - средняя мощность, выделяемая на сопротивлении нагрузки в предположении, что искажения импульса отсутствуют, а Рг - реактивная мощность, определяемая энергией, запасаемой в динамической емкости, индуктивности рассеяния и индуктивности намагничивания трансформатора. Нетрудно показать, что

Определенный таким образом коэффициент полезного действия имеет обычно высокое значение, лежащее в пределах 0,95-0,98.

Коэффициент мощности в некоторой степени аналогичен cos ф силового трансформатора и определяется отношением полезной

мощности, выделяемой на нагрузке к полной мощности, поступающей на вход трансформатора:

Ргср + Рс + Робм

Связывая значение с tj, получим:

k Р^ср-Рг Rl\

Р.ср-Рг(1-У)) - V P.cJ

так как (1 - п) < Ргср-

Значение коэффициента мощности обычно значительно меньше и лежит в пределах 0,75-0,85. Введение, кроме к. п. д., такой характеристики, как коэффициент мощности, позволяет оценить полные потери энергии безотносительно к тому, в каких элементах эта энергия выделяется.

Коэффициент использования активных материалов трансформатора определяется как отношение:

kr = {QM + Qc)lPiQclPi, см/ет, (5-15)

так как в импульсном трансформаторе обычно Q < Q. Можно считать, что мощный импульсный трансформатор спроектирован удовлетворительно, если kr не превышает 50-10 см1ет.

ГЛАВА ШЕСТАЯ

ИСПЫТАНИЯ ИМПУЛЬСНЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ

6-1. Назначение испытаний

В связи с тем, что расчет импульсного трансформатора основан на приближенных эквивалентных схемах и формулах, он не всегда оказывается достаточно точным. Дополнительные ошибки в расчете возникают и в связи с отсутствием надежных данных о пара- метрах используемого ферромагнитного материала в выбранном режиме импульсного перемагничивания и точных значений диэлектрической проницаемости изоляционных материалов, из-за неточности расчетных формул для индуктивности рассеяния и динамических емкостей и т. д. Поэтому перед проектированием импульсного трансформатора, для повышения точности расчетов, желательно уточнить параметры намеченного к использованию материала сердечника. Это тем более необходимо при проектировании мощного импульсного трансформатора или в тех случаях, когда нельзя применить магнитопроводы, изготовленные по отработанной технологии.