8.4. ПРИМЕР РАСЧЕТА МОЩНОГО ВЫСОКОВОЛЬТНОГО ОДНОВИТКОВОГО ИМПУЛЬСНОГО ТРАНСФОРМАТОРА

Для иллюстрации преимуществ ОИТ при системном подходе к их проектированию рассмотрим расчет ОИТ с теми же исходными данными, что и для ИТ в § 6.3. Особенность расчета при системном подходе состоит в том, что, хотя индуктивности и емкости монтажа заданы исходными данными, ввести в расчет их нельзя, так как в начале расчета неизвестны первичное напряжение и коэффициент трансформации ОИТ. Поэтому на первом этапе расчета приходится принимать их равными нулю и затем, после определения коэффициента трансформации, вводить необходимые уточнения. Итак, на первом этапе расчета в формулах (8.9) и (8.10) коэффициенты икс принимаются равными 1.

Тороидальная МС может быть легко изготовлена из тонкой ленты, например толщиной 0,08 мм, что позволит уменьшить потери на вихревые токи и благодаря этому уменьшить искажения вершины импульса и расширить частотный диапазон работы ИТ. Поэтому в расчетах принято, что МС изготовлена из ленты (сталь 3425) толщиной 0,08 мм, имеет квадратное сечение и коэффициент заполнения сечения сталью . С учетом этого расчеты по формулам (8.7) ... (8.9) дают следующие предварительные значения параметров:

Рассмотрение полученных результатов показывает, что, во-первых, ОИТ со столь большой длиной намотки технически нереализуем, так как МС должна иметь диаметр около 250 м, и, во-вторых, отношение близко к 1. Второе означает, что допустимо увеличить отношение до 1,5, чем будет обеспечена глубокая индуктивная реакция и минимальный объем МС. Поэтому далее.расчет ориентирован на индуктивную

реакцию и производится по формулам (8.7), (8.11) . .. (8.13). В соответствии с этими формулами получим:

Рассмотрение результатов расчета показывает, что ОИТ с полученными размерами технически вполне реализуем, а его объем и масса МС в 1,6 раза меньше, чем у ИТ с шихтованной МС, т. е. преимущества ОИТ очевидны. Особо следует отметить, что первичное напряжение всего лишь 1,04 кВ. Это позволяет составить первичный генератор импульсов из 20 автономных генераторов-модулей на тиристорах типа Т273-1250 или аналогичных им [50]. Техническая возможность реализации и синхронной работы генераторов такого типа проверена экспериментально. Увеличение числа модулей на позволит существенно повысить надежность генератора за счет резервирования. Возможность реализации ИТ с высоким коэффициентом трансформации доказана теоретически [7]. Экспериментально подтверждена возможность реализации ОИТ с коэффициентом трансформации до 1000. В целом полученные результаты можно считать хорошими и перейти к выбору конкретного конструктивного исполнения ОИТ.

В данном случае, когда необходимо обеспечить стыковку ОИТ с многими генераторами-модулями, особенно целесообразна конструкция ОИТ, ориентированная на питание ОИТ от таких модулей (см. рис. 8.3). В этой конструкции индуктивность вывода первичной обмотки отсутствует. При соответствующей компоновке модулей вокруг ОИТ можно практически полностью исключить из трансформаторной цепи также и индуктивность монтажа первичной цепи. По этим причинам можно не учитывать индуктивность монтажа и не уточнять результаты расчета.

Расчет показывает, что длина внутреннего контура МС равна 3,5 м. Если установить МС на трех опорах, которые займут 10% длины внутреннего контура, то длина каждого сектора составит 1,05 м, что достаточно для обеспечения требуемой продольной электрической прочности и размещения в каждом секторе одной секции обмотки с вводом посредине.

Более детальные расчеты показывают, что благодаря значительному снижению расхода проводниковых материалов, уменьшению потерь в МС и совмещению функций витка первичной обмотки и бака спроектированный ОИТ имеет высокие как технико-экономические, так и функциональные показатели.