Вдовин С. С. - Проектирование импульсных трансформаторов
Вдовин С. С. Проектирование импульсных трансформаторов. — 2-е изд., перераб. и доп. — Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1991. — 208 е.: ил.
ISBN 5-283-04484-Х
Рассмотрены основы теории, конструкции и методы расчета импульсных трансформаторов для мощных импульсных систем. Излагаются принципы конструирования трансформаторов с высокими технико-экономическими характеристиками. Установлены предельные функциональные возможности импульсных трансформаторов, дан ряд конструкций и примеры расчета.
Первое издание вышло в
ПРЕДИСЛОВИЕ
Со времени выхода в свет первого издания книги "Проектирование импульсных трансформаторов" в прикладной физике и в технике сформировалось новое направление, получившее название физики и техники мощных импульсных систем [1]. Одна из актуальных задач этого направления состоит в получении электрических импульсов, энергия, мощность и напряжение которых измеряется мегаджоулями, тераваттами и мегавольтами.
Для преобразования напряжений в импульсной технике широко применяется импульсный трансформатор. Как к объекту импульсной техники к импульсному трансформатору традиционно предъявляется только функциональное требование: минимальное искажение формы импульсов. В мощных импульсных системах импульсный трансформатор выступает как объект, импульсной электроэнергетики и техники высоких напряжений. Поэтому кроме безусловного функционального требования к нему должны предъявляться также и разнообразные технико-экономические требования. Пренебрежение последними приводит при проектировании к неэкономичным или даже практически невыполнимым конструкциям.
Однако в известных монографиях, в том числе и в первом издании книги, технико-экономическим требованиям придается второстепенное значение, а следовательно, проектирование импульсных трансформаторов не ориентировано на получение конструкций с высшими технико-экономическими показателями. Публикации в периодической печати, будучи посвящены частным вопросам, не восполняют этого пробела. Во втором издании книги сделана попытка рассмотреть проектирование импульсного трансформатора с учетом как функциональных, так и технико-экономических требований. На основе этого подхода выявлены принципы проектирования импульсных трансформаторов с высшими технико-экономическими показателями, приведены конструкции, в которых эти принципы реализуются наиболее полно.
Автор стремился сделать книгу максимально полезной в практическом отношении. Этим объясняется ее насыщенность примерами конкретных конструкций импульсных трансформаторов, их анализом, методиками и примерами расчетов. Библиография расширена и содержит все основные публикации по данному вопросу. Опущен второстепенный или устаревший материал. В целом второе издание книги коренным образом отличается от первого и отражает происходящие изменения в теории и практике проектирования импульсных трансформаторов.
Автор надеется, что книга окажется полезной инженерно-техническим, научным работникам и студентам, работающим или специализирующимся в области физики и техники мощных импульсных систем.
Отзывы о книге, замечания и пожелания просьба направлять по адресу: 191065 Ленинград, Марсово поле, 1, Ленинградское отделение Энергоатомиздата.
Автор
ГЛАВА ПЕРВАЯ
ИМПУЛЬСНЫЙ ТРАНСФОРМАТОР В УСТАНОВКАХ ИМПУЛЬСНОЙ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКИ
1.1. ИМПУЛЬСНЫЕ РЕЖИМЫ РАБОТЫ
В современных электротехнических устройствах и при проведении различных электрофизических экспериментов необходимы электрические токи, достигающие сотен килоампер при напряжениях до нескольких мегавольт. При таких больших токах и напряжениях мощности измеряются гигаваттами, что лежит далеко за пределами технических возможностей современных электрогенераторов, если иметь в виду длительную их эксплуатацию. Поэтому единственным доступным способом получения столь больших мощностей является кратковременность режима работы соответствующих устройств. Такой режим, когда мощность генерируется и потребляется в течение небольшого интервала времени, принято называть импульсным. Собственно импульсы могут иметь разную форму — близкую к прямоугольной, трапецеидальную, треугольную, колоколообразную и др. Характер последовательности импульсов также может быть разным — строго периодическим, с переменным периодом, с периодом, изменяющимся по случайному закону, с импульсами разной длительности и с разным периодом.
В некоторых случаях необходимы одиночные импульсы, и тогда говорят о моноимпульсном режиме работы импульсного устройства. Мощности и напряжения импульсов могут изменяться в весьма широких пределах. Однако в целом в развитии прикладной физики и техники прослеживается общая тенденция к увеличению импульсных мощностей и напряжений, которые, в перспективе, могут достигать нескольких тераватт и мегавольт.
При изложении будут рассматриваться импульсные режимы, в которых длительность импульса мала по сравнению с периодом их повторения, а форма близка к прямоугольной. Именно в таком режиме большей частью работают мощные импульсные устройства. При этом периодичность импульсов не оказывает существенного влияния на конструкцию импульсного трансформатора (ИТ), которая определяется прежде всего параметрами собственно трансформированного импульса: длительностью, напряжением, мощностью, допустимыми отклонениями формы от заданной. Главное влияние периодичность оказывает на количество выделяющейся в активных частях ИТ - его магнитной системе (МС) и обмотках - теплоты. По изложенным причинам изменение периода повторения импульсов может не приниматься во внимание.
...