Главная Импульсный режим работы



-S/2 0

г 3

Рис. 12.

магнетика, из которого навит сердечник Характер распределения приращения индукции ДВ = Ф (х) по толщине ленты (в момент окончания действия импульса напряжения) показан на рис. 12, где координата х = О относится к середине толщины ленты В точке д; = О приращение индукции hB = Ф (0) минимально, а на поверхности ленты величина ДВж = Ф(±0,Бб) = ДВп достигает наибольшего значения. Последнее превышает среднее по толщине ленты значение ДВо приращения индукции. Величина ДВоб определяется заштрихованной "на рис. 12 областью, но независимо

от закона распределения индукции по толщине листа среднее значение ДВс однозначно определяется формулой (3), справедливой в силу закона электромагнитной индукции независимо от существования и величины вихревых гоков.

Как показывает анализ [42], отношение ДВп/ДВс является функцией относительной длительности график этой функции изображен на ис. 12. Как видно, при t„ = >в приращение индукции на поверхности ленты ДВп s гЗ,5ДВс, но даже при <и = = Збв величина ДВп ~ 2ДВс Можно показать [42], что неравномерное распределение индукции по толщине ленты само по себе не вызывает возрастания намагничивающего тока, если только оно не приводит к магнитному насыщению поверхностных слоев ленты и связанному с этим уменьшению проницаемости Цд из-за нелинейной зависимости [Хд = = / (ДВ) (см. рис. 7, е). Магнитное насыщение приводит к более равномерному распределению индукции по толщине ленты Поэтому при ДВп < 2ДВс влиянием неравномерности распределения индукции по толщине ленты можно практически пренебречь 19. Магнитная вязкость. Наблюдаемый в действительности ток намагничивания больше кажущегося тока намагничивания, учитывающего влияние вихревых токов. Это обусловлено инерционными свойствами магнитных материалов - их магнитной вязкостью. Анализ совместного действия магнитной вязкости и вихревых токов, выполненный при условии = const [42], показывает что влияние магнитной вязкости может быть учтено либо шунтированием индуктивности намагничивания L (рассчитанной при fx = Vk) сопротивлением потерь или же расчетом индуктивности намагничивания при ц = Ци < (Хи - импульсная магнитная проницаемость); здесь

ЮООГ,

1Хи =

(5.17)



где - постоянная времени магнитного последействия {в.микросекундах), зависящая как от свойств магнитного материала, .так и от технологии изготовления сердечника. Согласно опытным данным [42], для материалов с округлой петлей гистерезиса (в области, где [Хд S const) в большинстве случаев величина = 0,3 -f--1,5 мкс. Из второй формулы (17) видно, что если при часто выполняемых соотношениях Цк < 0,5 Цд и Т"! < принять просто Ни S 0,8Лк. то погрешность такого приближения не превысит 20%.

При применении магнитномягких сплавов с прямоугольной петлей гистерезиса, характеризуемых резкой зависимостью проницаемости Лд от приращения индукции ДВ, достаточно строгий анализ совместного действия магнитной вязкости и вихревых токов представляет трудную задачу, решенную в отдельных частных случаях [54-57]. При применении сердечников из вышеуказанных материалов и работе с импульсами длительностью t-a < (0,5 -f- 1) мкс технический расчет намагничивающего тока можно производить по методике, описанной в работе [58] (см. также [59]).

При применении ферритовых сердечников действием вихревых токов можно практически пренебречь; здесь основное влияние на импульсную проницаемость [Хи оказывает магнитная вязкость. Анализ процессов динамического перемагничивания сердечников с учетом магнитной вязкости выполнен в работах К- М. Поливанова, А. И. Пирогова, Ю. М. Шамаева, В. В. Бардижа и др. [44-46, 60].

Технический расчет намагничивающего тока ИТ с феррито-выми сердечниками облегчается тем, что в справочной литературе [50, 61] приводятся значения импульсной проницаемости и ферритов. Согласно данным, приведенным в справочнике [50], феррит марки 1500НМЗ при импульсах длительностью tj, = 3 мкс обладает импульсной проницаемостью Ни = 1500 Гс/Э, а при укорочении импульса до 0,5 мкс величина Хи уменьшается на 10%; для феррита марки ЮООННИ (Ни = 1000 Гс/Э) это уменьшение составляет только 5%. Для феррита марки ЗбОННИ. (Хи = 350 Гс/Э) величина импульсной проницаемости остается неизменной вплоть до длительности в 0,1 мкс.

§ 5.3. ЭКВИВАЛЕНТНАЯ СХЕМА ТРАНСФОРМАТОРНОЙ ЦЕПИ

1. Рассмотренная в § 5.2 эквивалентная схема (рис. 5) была построена в пренебрежении активными сопротивлениями обмоток и паразитными параметрами ИТ и нагрузки. С учетом таких параметров эквивалентная схема имеет вид, представленный на рис. 13 [3, 42, 51]; в схеме штрихом отмечены приведенные к виткам первичной обмотки параметры вторичной цепи ИТ (ww = п). Схема содержит следующие элементы:

R„ - внутреннее сопротивление источника импульсов; Си - выходная емкость источника импульсов;

- приведенное сопротивление нагрузки; Cjj - приведенная емкость нагрузки;



Ti- активное сопротивление первичной обмотки;

- приведенное активное сопротивление вторичной обмотки;

Ln - эквивалентная индуктивность намагничивания, рассчитываемая по формуле (6) при )х = [Лд; Z- - индуктивность рассеяния магнитного потока; Cti и Стг - приведенные динамические значения распределенных емкостей обмоток ИТ.

Приведенная емкость нагрузки определяется из условия равенства энергий, заключенных в емкости С„ (при напря-


Рис. 13.

жении Ыг) и в емкости С,/ (при напряжении Ы2 = щ!п)\ отсюда получаем

(5.18)

Формулы для расчета паразитных параметров ИТ приводятся в технической литературе [42, 51, 62, 63].

2. Приведенные динамические значения емкостей обмоток ИТ гакже находятся из условия равенства энергий, заключенных в распределенных емкостях обмоток и соответствующих им приведенных значениях емкостей Cti и Ст2 Величины последних быстро возрастают с повышением коэффициента трансформации особенно при противоположной фазировке обмоток ИТ (здесь наибольшее значение имеет междуобмоточная емкость).

Индуктивность рассеяния L учитывает несовершенство связи между обмотками ИТ. Из теории цепей известно [21, 23], что L = L] - Ljj = (1 - fe)/.], где L, - индуктивность первичной обмотки. Хотя коэффициент связи между обмотками ИТ близок к 1 и индуктивность рассеяния L < L, тем не менее она (вместе с паразитными емкостями) играет определяющую роль в искажении фронта и среза трансформированного импульса напряжения

Рассмотрим типичную для ИТ конструкцию цилиндрических однослойных обмоток (рис 14) Междуобмоточная емкость обратно пропорциональна толщине 6и изоляционного слоя между обмотками. Индуктивность же рассеяния L прямо пропорциональна суммарной толщине 6и + l/3(rfi + dg), которая определяет величину проводимости среды для магнитного потока рассеяния, проходящего между витками первичной и вторичной обмоток Как индуктивность L, так и междуобмотрчная емкость пропорциональны периметру витка обмотки, но междуобмоточная емкость прямо про



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


0.0111