Рассматривая выражение (1-13) можно прийти к заключению, что большие значения у соответствуют большим величинам индуктивности Ls и меньшим величинам емкости Ci или Сг и наоборот, меньшие значения у - меньшим величинам и большим Ci или Сг. Во многих практических случаях при проектировании импульсных трансформаторов легче получить малые значения емкости, чем индуктивности. Поэтому на практике обычно отдают предпочтение первому варианту - относительно большим величинам индуктивности Ls и меньшим Ci или Сг, что соответствует знаку (+) в (1-20) и (1-21). Однако есть и принципиальное соображение, определяющее выбор того или иного значения у.

Как показывает практика проектирования, эксплуатации и испытаний импульсных трансформаторов, в особенности мощных, коэффициент мощности трансформаторной цепи в значительной степени определяется энергией, запасаемой в реактивных элементах. По окончании импульса эта энергия рассеивается в магнито-проводе, в обмотках трансформатора, во внешних цепях. Величина этой энергии соизмерима, а зачастую даже больше активных потерь энергии в трансформаторе за время действия импульса и поэтому при проектировании трансформатора необходимо выполнение условий, при которых величина энергии, запасаемой в реактивных .элементах трансформаторной цепи, будет минимальной. Для выяснения этих условий составим выражение для запасаемой в элементах эквивалентной схемы трансформаторной цепи энергии. По истечении достаточно большого промежутка времени после возникновения импульса, когда свободная составляющая переходного процесса в схеме затухнет, в индуктивности рассеяния установится ток i = E/{Ri + R2) = aEIR2, a емкости Ci и Сг зарядятся до напряжения L2 =

Полная энергия, запасенная в элементах эквивалентной схемы, при этом составит:

2 2(/?1 + /?2) \ у f

При заданных величинах а, R2, Е и фиксированном значении высокочастотной постоянной времени трансформаторной цепи минимум энергии, запасаемой в эквивалентной схеме, имеет место при Y = а и с этой точки зрения значение параметра у должно по возможности меньше отличаться от значения а.

Определив с учетом изложенных выше соображений параметры у и Тф, для вычисления величины индуктивности Ls и емкостей Ci или Сг имеем уравнения: при л; = о

Y LslC2

при X = \

т = Ф = Тф1/(1-а)1А;

/<1 + а;2

из которых при л; = О

при X = 1

тф1/а (1-22)

Тф1/Т^

(1-24)

-Тф1/Г^*(/?, + /?)- (-2)

В тех случаях, когда к форме трансформируемых импульсов напряжения не предъявляются очень высокие требования, не предъявляется высоких требований и к точности расчета параметров эквивалентной схемы трансформаторной цепи. Аналогичное положение имеет место и тогда, когда возможна и допустима экспериментальная доработка спроектированного трансформатора. Такие условия обычно имеют место при проектировании малоответственных и маломощных импульсных трансформ'аюров и в этих случаях методика расчета по упрощенной эквивалентной схеме рис. 1-17 или 1-18 себя оправдывает.

Однако в тех случаях, когда к форме трансформируемых импульсов предъявляются требования практически полного отсутствия выброса на фронте и сам фронт должен быть, по возможности, более крутым, когда экспериментальная доработка спроектированного транформатора трудоемка или нежелательна, тогда необходимо проектирование трансформатора производить с возможно большей точностью.

Произведем оценку величины ошибок в определении параметров эквивалентной схемы, которые могут возникнуть при использовании изложенной методики. С этой целью составим отношение из выражений (1-17) и (1-19), понимая под временем f длительность фронта импульса на заданном уровне и, считая, что (Ci + Сг) - величина постоянная. Тогда отношение:

= У^, (1-26)

определяется коэффициентом передачи трансформаторной цепи а, который обычно лежит в пределах 0,5-0,9.

Подстановка значений а в (1-26) показывает, что в зависимости от принятия для расчета эквивалентной схемы рис. 1-17 или 1-18, ошибка в определении истинного значения длительности фронта импульса может достигать трехкратной величины. Это обстоятельство приводит к еще большим ошибкам в дальнейшем расчете основных конструктивных параметров трансформатора.

Как будет показано дальше, объем магнитопровода примерно обратно пропорционален квадрату длительности фронта импульса. Таким образом, ошибка в определении объема, а следовательно, и веса магнитопровода может достигать девятикратной величины.

В действительности таких больших ошибок в расчетах не наблюдается, так как обычно имеет место некоторое промежуточное значение распределения емкостей, т.е. 0-<а;-<1. Величины встречающихся в практике проектирования трансформаторов ошибок иллюстрируются фактическими (/ф.ф) и расчетными (/ф.р) данными нескольких промышленных образцов импульсных транс--форматоров, приведенными в табл. 1-1, рассчитанных в предположении, что л; = О, т. е. емкость Ci объединена с Сг.

Таблица 1-1

Рассмотрение приведенных в табл. 1-1 данных показывает, что с увеличением действительного значения х растет и неоправданное увеличение объема и веса магнитопровода и что у реальных трансформаторов значение х имеет промежуточное значение. Приведенные выше соображения показывают, что для повышения точности расчета параметров эквивалентной схемы необходим учет реального распределения емкости в трансформаторной цепи, что требует решения уравнения (1-14).

Как известно, решение неоднородного линейного уравнения 3-го порядка типа (1-14) может быть записано в виде:

и = Die* + Dae*- + D- + 1,