ГЛАВА ТРЕТЬЯ. РАСЧЕТ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПАРАМЕТРОВ СХЕМЫ ЗАМЕЩЕНИЯ ПО ЗАДАННЫМ ИСКАЖЕНИЯМ ФОРМЫ ИМПУЛЬСА

3.1. СХЕМА ЗАМЕЩЕНИЯ ИМПУЛЬСНОГО ТРАНСФОРМАТОРА

В электромагнитном отношении ИТ представляет собой сложную систему с распределенными между элементами его конструкции магнитными и электрическими связями. Общее представление о характере этих распределенных связей можно получить на примере простейшего двухобмоточного ИТ (рис. 3.1). Магнитные связи между обмотками в целом, а также между их частями, которые разделены емкостными связями, учитываются коэффициентом взаимной индукции М. Электрические связи учитываются емкостями между МС и первичной обмоткой, между витками первичной обмотки, между первичной и вторичной обмотками, между витками вторичной обмотки и между вторичной обмоткой и МС. Распределенный характер носит также сопротивление обмоток, сопротивление потерь на вихревые токи, на гистерезис и в изоляции обмоток [7].

Исследование ИТ как электромагнитной системы с распределенными параметрами представляет собой одну из очередных задач непрерывно развивающейся общей теории ИТ. Начато оно только в последние годы и далеко от завершения. Получены лишь частные результаты численными [8] и весьма приближенными аналитическими [9, 10] методами для некоторых конструкций обмоток без ферромагнитного сердечника (воздушные ИТ). Обобщение результатов практически

отсутствует. Однако даже для этих частных случаев не найдено главного — методов управления влиянием распределенных магнитных и емкостных связей на протекающие в ИТ процессы. Поэтому результаты соответствующих исследований не удается пока использовать для решения задач практического конструирования ИТ.

Рис. 3.1. Распределенные магнитные и электрические связи в ИТ

Рис. 3.2. Схема замещения распределенных связей сосредоточенными

С другой стороны, весьма специфическое влияние распределенных связей на процессы в ИТ с МС не определяет главных характеристик процессов, что подтверждается многолетним опытом проектирования, испытаний и эксплуатации ИТ самых разных параметров и назначения. Вследствие этого, а также по причине недостаточной изученности ИТ как системы с распределенными параметрами распределенные магнитные и электрические связи в практических расчетах заменяют энергетически эквивалентными или сосредоточенными [2—5, 7, 11]. При этом второстепенными связями, например между отдельными витками обмоток, пренебрегают. В результате таких упрощенных представлений схема на рис. 3.1 замещается схемой, представленной на рис. 3.2, где - энергетически эквивалентные распределенным, так называемые динамические, емкость первичной обмотки трансформатора относительно МС, емкость между обмотками, а также емкость вторичной обмотки относительно МС и других элементов конструкции ИТ; индуктивность первичной и вторичной обмотки. Отметим, что замена распределенных емкостных связей сосредоточенными является вынужденным приближением и оправданна лишь в той мере, в которой опытные данные подтверждают ее допустимость.

После упрощений методами теоретической электротехники схема замещения ИТ приводится к виду, изображенному на рис. 3.3, где - сопротивление первичной и вторичной обмотки; -

индуктивность рассеяния первичной и вторичной обмотки; индуктивность намагничивания; — эквивалентное сопротивление потерь в МС; штрихом на схеме и далее отмечены параметры, приведенные к числу витков первичной обмотки.

Рис. 3.3. Схема замещения ИТ с сосредоточенными электромагнитными параметрами