3.7. РАСЧЕТ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПАРАМЕТРОВ СХЕМЫ ЗАМЕЩЕНИЯ

Необходимым опосредствующим звеном между исходными данными для проектирования ИТ и его конструктивным расчетом является расчет электромагнитяых параметров схемы замещения ИТ, т. е. электромагнитный расчет ИТ. Электромагнитный расчет состоит в выборе таких значений индуктивности рассеяния и намагничивания и суммарной динамической емкости обмоток, при которых искажения фронта и вершины импульса не превысят оговоренных исходными данными. Из формул (3.20), (3.21) и (3.31) можно получить выражения параметров схемы замещения:

где относительная длительность фронта импульса, выбранная с учетом линейных или нелинейных свойств нагрузки и допустимого выброса напряжения на фронте по соответствующим графикам переходных процессов.

После расчета и С определяются допустимые значения индуктивности рассеяния и емкости обмоток собственно ИТ:

Если значения достаточно велики, то может оказаться, что рассчитанные по формулам (3.48) и (3.49) значения электромагнитных параметров ИТ отрицательны, а следовательно, при заданных трансформатор с ограниченными искажениями фронта импульса нереализуем.

Из формул (3.48) и (3.49) видно, что если велика индуктивность и мала емкость монтажа, то проектирование трансформаторной цепи с индуктивной реакцией облегчает реализацию ИТ. В противоположном случае целесообразна трансформаторная цепь с емкостной реакцией. При этом необходимо отметить следующее. В некоторой конкретной конструкции ИТ при заданных напряжениях на обмотках изменение числа витков в обмотках, размеров магнитной системы или. других параметров конструкции практически не влияет на коэффициент рассеяния. Поэтому индуктивность намагничивания пропорциональна индуктивности рассеяния ИТ и больше при индуктивной реакции, чем при емкостной. Если принять, что то с учетом формулы (3.45) соответствующее увеличение индуктивности намагничивания

При и соответствующем ему оптимальном значении индуктивность намагничивания увеличивается в 5,85 раза, а при в 10,7 раза. При увеличение индуктивности намагничивания еще больше. Как видно из формулы (3.31), снижение напряжения на вершине импульса обратно пропорционально индуктивности намагничивания. Таким образом, проектирование трансформаторной цепи с индуктивной реакцией позволяет получать искажения вершины примерно на порядок ниже, чем при емкостной, т. е. цепь с индуктивной реакцией целесообразна и в этом отношении. Следовательно, при конструировании импульсной установки особенно важно принимать все возможные меры к уменьшению емкости трансформаторной цепи, с тем чтобы цепь обладала именно индуктивной реакцией.

Изложенные выше общие соображения по расчету индуктивности рассеяния и емкости ИТ существенно меняются в частном случае — при проектировании ИТ, предназначенного для работы в составе генератора с искусственной формирующей линией. Здесь индуктивность

рассеяния используется в качестве индуктивности первого звена искусственной линии, необходимой для получения импульса заданной формы. Индуктивность первого звена линии представляется наиболее целесообразным определять по специальной методике расчета искусственной линии, работающей на комплексную нагрузку [12]. Приближенная формула расчета

и тогда индуктивность рассеяния ИТ

В генераторах с формирующими линиями наличие емкости в трансформаторной цепи почти всегда приводит к выбросу напряжения на фронте импульса — тем большему, чем выше эта емкость. Поэтому желательно проектировать ИТ так, чтобы емкость его обмоток была минимальной или, по крайней мере, чтобы трансформаторная цепь имела индуктивную реакцию. Однако исключить выброс, варьируя параметры ИТ, никогда не удается, так как в трансформаторной дели всегда имеется емкость нагрузки и монтажа. С другой стороны, вследствие нелинейного характера реальной нагрузки генератор с искусственной линией в интервале времени формирования фронта импульса всегда работает в режимах, близких к холостому ходу. Поэтому напряжение на фронте нарастает быстро и появляется дополнительный выброс, который часто оказывается значительно сильнее выброса, обусловленного емкостью трансформаторной цепи. По изложенным причинам в генераторах с формирующими линиями — как в содержащих, так и в не содержащих ИТ — для устранения выбросов напряжения на фронте всегда вводят в цепь нагрузки специальные корректирующие цепи [13]. Возможность выброса устанавливается по окончании конструирования ИТ, в результате поверочного расчета.