9.4. ПРИМЕРЫ ПРИМЕНЕНИЯ И РАСЧЕТА

Цель приводимых ниже примеров - оценка возможностей повышения посредством ВИТ импульсного напряжения в различного рода импульсных установках. Поэтому расчеты сделаны в пренебрежении индуктивностью и емкостью монтажа трансформаторной цепи. Для определенности принято: ступенчатое снижение напряжения на вершине импульса время заряда линии равно длительности импульса; отношение диаметра к длине катушки равно 0,5 и КПД ВИТ составляет что более или менее согласуется с опытными данными.

При емкостной реакции трансформаторной цепи коэффициент рассеяния должен быть практически недостижимо малым для ВИТ. Поэтому предполагается индуктивная реакция трансформаторной цепи. В достаточно мощных импульсных устройствах именно такая реакция, что подтверждают рассмотренные ранее примеры.

Пример 9.1. Пусть требуется посредством ВИТ (см. рис. 9.3) повысить напряжение генератора на лампе ГМИ-34 с частичным разрядам накопительного конденсатора. Длительность импульса 1 мкс, мощность 2 МВт и напряжение 25 кВ. В данном случае ВИТ может быть выполнен с пленочной изоляцией, имеющей диэлектрическую проницаемость 2 при напряженности электрического поля 10 МВ/м. Параметр а для такой импульсной установки равен примерно 0,9. Значения конструктивных параметров ВИТ и удлинения фронта трансформированного импульса при разном вторичном напряжении приведены ниже, причем число витков округлено до ближайших целых:

Результаты расчета показывают, что до напряжения удлинение фронта импульса приемлемо, С дальнейшим повышением вторичного напряжения удлинение фронта возрастает. С известными оговорками ВИТ еще применим при напряжении но при удлинение фронта становится недопустимо большим. Размеры ВИТ получились значительным!.. Аналогичный по своим параметрам ИТ с МС был бы гораздо меньше. Однако, учитывая конструктивную простоту, ВИТ с такими параметрами можно применять, и особенно для различных экспериментальных работ, когда важно быстро изготовить импульсную установку.

Пример 9.2. Пусть требуется получить импульсы длительностью мощностью и напряжением . В этом случае первичный генератор удобно выполнить линейным, с тиристорным коммутатором. Однако генераторы такого типа обычно дают небольшое, около напряжение и необходимо повышать его примерно на два порядка. Эта задача может быть решена посредством одновиткового ВИТ.

Если одновитковый ВИТ выполнен в соответствии с рис. 9.3, то он сравнительно легко реализуем с элегазовым заполнением изоляционной полости. В этом случае при напряженности электрического поля в элегазе 10 МВ/м размер изоляционного промежутка должен быть принят примерно 10 мм.

Расчеты показывают, что соответствующий ВИТ имеет диаметр число витков во вторичной обмотке 318. При таких конструктивных параметрах ВИТ для его нормальной работы необходимо напряжение генератора в согласованном режиме 0,4 кВ. Тогда ВИТ удлиняет фронт импульса на что, учитывая относительно большую длительность импульса, можно считать хорошим результатом. Главный недостаток этого ВИТ - весьма большие размеры, вызывающие сомнения в целесообразности его применения.

Пример 9.3. Особый интерес для импульсных систем большой мощности представляет повышение напряжения импульсов наносекундного диапазона при большой мощности импульса [1]. Оценим возможности ВИТ для решения соответствующих задач.

Пусть требуется получить посредством ВИТ импульсы высокого напряжения длительностью 50 нс при мощности от линейного генератора на мощных водородных тиратронах При конструкции ВИТ по рис. 9.3 и пленочной изоляции с учетом малой длительности импульса можно допустить напряженность электрического поля в изоляции 20 МВ/м. Соответствующие значения конструктивных параметров и удлинения фронта трансформированного импульса при разном вторичном напряжении приведены ниже:

Данные расчета не уточнены, в частности не округлялись значения коэффициента трансформации. (Одновнтковый ИТ невыполним с дробным числом витков во вторичной обмотке.). Тем не менее результаты наглядно свидетельствуют,

что ВИТ позволяет повышать напряжение импульсов длительностью 50 не от 19 до 120 кВ с умеренным удлинением фронта. Размеры ВИТ, учитывая его весьма большую мощность, можно считать вполне приемлемыми. Из этого примера видно, что ВИТ перспективен для повышения напряжения мощных импульсов наносекундного диапазона длительности.

В целом следует отметить, что перспективы применения ВИТ еще недостаточно изучены, как и недостаточно разработана его теория.