8.5. ОЦЕНКА ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ И ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ

Как видно из рассмотренного выше, ОИТ имеет существенные конструктивные, технико-экономические и функциональные преимущества по сравнению с ИТ традиционных конструкций. Поэтому представляется важной более широкая и общая оценка достижимых в ОИТ технико-экономических и функциональных показателей.

Для этого примем, что в ОИТ реализуется приращение индукции 3 Тл и напряженность электрического поля в изоляции 10 МВ/м, в МС применена лента из стали марки 3425 толщиной 0,05 мм, коэффициент заполнения сечения МС равен 0,9, коэффициент использования длины МС также равен 0,9, что легко достижимо в ОИТ, отношение ОИТ работает в составе линейного согласованного генератора импульсов, реакция трансформаторной цепи — индуктивная. Для установления потенциальных возможностей собственно ОИТ при оценке пренебрегаем индуктивностью и емкостью монтажа.

В качестве первого примера рассчитаны параметры ОИТ, предназначенного для получения напряжения 400 кВ при энергии импульса 1 МДж, длительности 10 мкс и допустимом удлинении фронта импульса 2 мкс. Результаты расчета, выполненного для оговоренных условий при различных значениях отношения приведены ниже:

Для всех вариантов потери энергии в МС не превышают 0,04% энергии импульса, а снижение напряжения на вершине — 0,08%. Учет потерь энергии в обмотках показывает, что ОИТ выполним с КПД до 99,9%. Из результатов расчета видно, что замена квадратного сечения прямоугольным позволяет незначительно уменьшить объем МС и существенно - ее диаметр, который в ряде случаев является критическим конструктивным параметром. Однако при этом увеличивается первичное напряжение, т. е. снижается главный функциональный показатель ОИТ — его способность повышать напряжение. Поэтому прямоугольное сечение целесообразно только дня уменьшения диаметра МС, если в этом возникает необходимость.

Результаты расчета параметров ОИТ на напряжение импульса 1 MB при энергии 1 МДж:

Из сравнения этих данных с предыдущими видно, что при увеличении напряжения примерно пропорционально возрастает объем МС, значительно увеличивается также диаметр МС и первичное напряжение. Расчеты показывают, что КПД снижается до 99,75%, а снижение напряжения на вершине импульса увеличивается до 0,2%. Замена квадратного сечения прямоугольным также позволяет уменьшить диаметр МС, что в данном случае важно, так как при квадратном сечении диаметр МС неприемлемо велик.

Интересно проследить, как изменяется первичное напряжение и конструктивные параметры ОИТ в зависимости от энергии импульса. Соответствующие данные для напряжения 400 кВ и квадратного сечения МС приведены ниже:

Результаты расчета показывают, что с увеличением энергии импульса главные технико-экономические показатели ОИТ повышаются (значение КПД при энергии 10 МДж дано ориентировочно), но существенно увеличивается первичное напряжение. В целом же можно констатировать, что ОИТ имеют высокие показатели и их применение весьма перспективно в импульсных системах большой мощности. Ограничено применение ОИТ необходимостью выбора оптимального напряжения, что не всегда технически целесообразно.