1.4. ТРЕБОВАНИЯ К ИМПУЛЬСНОМУ ТРАНСФОРМАТОРУ

К импульсному трансформатору предъявляется широкий комплекс разнообразных требований, которые, можно разделить на функциональные, эксплуатационные и технико-экономические.

Функциональные требования определяют значения основных электрических параметров (напряжение, мощность и форма) импульсов, получаемых посредством ИТ. Функциональные требования являются безусловными. Однако по техническим причинам выполнить все функциональные требования удается не всегда.

Эксплуатационные требования — это, прежде всего, высокая надежность ИТ. Надежность ИТ определяется его электрической прочностью, устойчивостью к механическим и климатическим воздействиям, температурным режимом, способностью выдерживать перегрузки в возможных; аварийных режимах. Эксплуатационные требования абсолютна безусловны.

Технико-экономические требования — это минимальные габариты, масса и потери энергии, стоимость, трудоемкость изготовления, а также технологичность, возможность использования в конструкции ИТ доступных материалов и т. д. Степень выполнения технико-экономических требований определяется свойствами применяемых в ИТ магнитных, проводниковых, изоляционных и конструкционных материалов, уровнем технологии. В отличие от функциональных и эксплуатационных эти требования условны и в зависимости от конкретных обстоятельств могут изменяться в широких пределах. Так, мыслима ситуация, когда применение ИТ является единственным технически приемлемым способом получить импульсы с заданными параметрами; в этом случае технико-экономические требования приобретают второстепенное значение.

Традиционно наиболее важные и трудновыполнимые функциональные требования касаются искажений формы трансформированного

импульса. Искажения имеют вид переходного процесса, который в зависимости от соотношения между индуктивными и емкостными параметрами трансформаторной цепи носит колебательный или апериодический характер. В пренебрежении второстепенными деталями искаженный трансформированный импульс представлен на рис. 1.5, где предполагается, что генератор вырабатывает идеально прямоугольные импульсы с амплитудой и длительностью

Рис. 1.5. Параметры искажений трансформированного импульса

Искажения трансформированного импульса длительности принято характеризовать удлинением фронта измеренным между уровнями амплитудой максимального выброса напряжения на фронте снижением напряжения на вершине за время действия импульса; удлинением среза и амплитудой максимального выброса на срезе Обычно удобнее оперировать соответствующими относительными параметрами искажений. Дня современного применения мощных ИТ характерны следующие допустимые относительные искажения:

Форма импульса на нагрузке определяет протекание процессов в ней. Отклонения от заданной формы нарушают нормальный процесс и поэтому недопустимы. По этой причине главное функциональное требование, предъявляемое к ИТ, состоит в ограничении уровня вносимых им искажений формы трансформированного импульса. Однако соответствие этому функциональному требованию не является достаточным в практическом применении мощных ИТ. В установках импульсной электроэнергетики энергия, мощность и напряжение трансформированных импульсов весьма велики, поэтому при требуемых параметрах искажений формы импульса масса и объем ИТ могут достигать десятков тонн и кубометров. Кроме того, особое значение приобретает всемерное уменьшение потерь в ИТ; даже если потери и относительно малы, отвод выделяющейся при этом теплоты часто приобретает характер сложной

технической проблемы. Значительные технологические трудности возникают при изготовлении крупногабаритных МС мощных ИТ. Немаловажную роль играют также экономические факторы.

По перечисленным и другим причинам подобного характера к мощным ИТ помимо функциональных неизбежно предъявляете? еще и целый комплекс технико-экономических требований, главные из которых: минимальные габариты, масса, стоимость, потери энергии и высокая технологичность. Технико-экономические и функциональные требования часто оказываются одинаково важными, так как невьшолнение технико-экономических требований иногда приводит к невозможности или экономической нецелесообразности применения ИТ. Поэтому особое внимание дрлжро уделяться поиску конструкций с высокими технико-экономическими показателями при безусловном, естественно, выполнении ими своего функционального назначения.