Главная Импульсный режим работы



в основном уменьшением размеров сердечника и числа витков обмоток ИТ. Но тогда резко возрастает скорость изменения магнитной индукции в сердечнике ИТ (она иногда на несколько порядков выше, чем в сердечниках обычных трансформаторов). В результате этого в сердечнике наводятся вихревые токи значительной величины, которые приводят к искажению вершины импульса (рис. 2) и к образованию послеимпульсной хвостовой части импульса, определяющей

Рис. 1. Рис. 2.

длительность стадии восстановления. Вместе с этим повышаются потери энергии в ИТ, вызывающие его перегрев, что имеет особое значение для авиационной аппаратуры.

4. противоречивые требования к конструкции ИТ и некоторые особенности процессов в ИТ определили важность разработки теории и методов расчета ИТ. Этому посвящены работы многих авторов и специальная монография [42], в которой приводится библиография указанных работ. Успешному развитию теории ИТ способствовали фундаментальные исследования Б. А. Введенского и В. К. Аркадьева [43] по установлению закономерностей переходных процессов в ферромагнетиках. Большое значение для теории ИТ сферритовым сердечником имеют работы К. М. Поливанова [44], А. И. Пирогова и Ю. М. Шамаева [45], В. В. Бардижа [46] и др. по исследованию динамических процессов намагничивания с учетом явления магнитной вязкости.

§ 5.2. НАМАГНИЧИВАНИЕ СЕРДЕЧНИКА ТРАНСФОРМАТОРА

1. Процессы в сердечнике ИТ определяются законом электромагнитной индукции, магнитным гистерезисом, магнитным насыщением, действием вихревых токов сердечника и его магнитной вязкостью, обусловленной инерционными свойствами магнитного материала, которые проявляются в запаздывании намагничения материала относительно намагничивающего поля.

2. При рассмотрении процессов намагничивания сердечника ИТ допустимо пренебречь влиянием активных со-



противлении и паразитных емкостей обмоток трансформатора. Можно также полагать, что коэффициент связи между обмотками k = \ (в действительности k s 0,99); такой трансформатор будем называть идеализирован-н ы м.

3. Приращение индукции в сердечнике. Пусть к первичной обмотке идеализированного ИТ в момент / = О приложен импульс напряжения «i(/) той или иной формы. Согласно закону электромагнитной индукции приложенное напряжение должно уравновешиваться индуктированной в первичной обмотке э. д. с, т. е. щ = е, где

e-. - w.- = WiS -; (5.1)

здесь Wi - число витков первичной обмотки; S - сечение сердечника и В - индукция магнитного потока Ф в сердечнике (Ф =BS)*\ Равенства (1) составлены в системе единиц СИ. Применительно к ИТ принято измерять время в микросекундах, геометрические размеры - в сантиметрах, индукцию (в системе СГСМ) - в гауссах. Имея это в виду и учитывая, что индукция в 1 Г = 1 Вб/м = 10* Гс, 1 м = = 10* см и 1с = 10 мкс, после интегрирования уравнения (1) получим

BB{0)-{-~lu,dt, (5.2)

WiS

где В(0) - начальное (в момент / = 0) значение индукции. Мгновенное значение приращения индукции

AB{t)B-B{Q)=-\uidt. (5.2а)

Полное приращение индукции за время действия импульса

ДВ, = ДБ(и=-$ udt. (5.3)

* Из-за действия вихревых токов индукция распределена по сечению сердечника неравиомерно. Однако если под индукцией В понимать среднее по сечению сердечника значение, то все рассматриваемые здесь и ниже формулы и соотношения остаются справедливыми.



Как видно, приращение индукции в сердечнике эа времядейст-вия импульса пропорционально площади импульса, выражаемой интегралом в правой части равенства (3).

4. Пример. Пусть к ИТ приложен треугольный импульс и} высотой Ui = 300 В, длительностью *ио = 0,5 мкс и пусть ш, = = 10 витков, а S = 0,25 см. Тогда площадь импульса 0,5Li/ho = = 0,5-300-0,5 = 75 В-мкс, и согласно формуле (3) ДВс =

100-75

= 25 =" 3000 Гс. Совершенно такое же приращение индук-

ции получится при действии прямоугольного импульса с площадью в 75 В-мкс.

5. Намагничивающий ток и индуктивность намагничивания. Из формулы (3) следует, что приращение индукции в сердечнике не зависит от его магнитных свойств. Последние влияют на величину намагничивающего тока i, нужного для создания приращения индукции в сердечнике.

При технических расчетах можно с допустимьм приближением полагать, что зависимость приращения индукции Дб от приращения, напряженности магнитного поля Д/У линейна, т. е. ДВ = (хДЯ, где при измерении индукции в гауссах Н - напряженность магнитного поля в эрстедах (1Э = 10/(4я)А/м) и [X - относительная магнитная" проницаемость в гауссах на 1 эрстед (для вакуума \х. = 1 Гс/Э). Приращение АН связано приращением намагничивающего тока Дгц (в амперах) линейной зависимостью

ДЯ.. (5.4)

[x 10 /

где / - средняя длина магнитопроеода (в сантиметрах). Подставляя в последнее равенство приращение индукции из формулы (2а) или (3), находим

Ai(t) = \uAt)dt; Дг;,(/„о) =

о .

=± J u,{t)dt; . (5.5)

здесь выражаемая в микрогенри индуктивность

4яш? Six



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 [20] 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195


0.0123