книги / Учебное пособие по курсовому проектированию импульсных трансформаторов
..pdfСумма коэффициентов приведения
2 а =0,0133+0,464+0,37=0,8473.
Во втором случае сумма коэффициентов приведения ем костей получается меньше, следовательно, меньше будет и паразитная емкость трансформатора.
Тогда
Lp-^KL'b \мк»гн\* |
(Н-30) |
Толщина изоляционного слоя между соседними обмот ками импульсного трансформатора мала. Поэтому в ряде случаев статическая междуобмоточная емкость может быть приближенно определена по формуле плоского конденсатора.
Для цилиндрических обмоток
Сс _ |
= |
0.0885-в |
| |
|
(11-31) |
|
пт |
10®.8пт |
|
|
|
So=0,0885-10-12 |
(ф/см) — диэлектрическая проницаемость ва |
||||
|
|
куума; |
|
|
|
|
е— относительная |
диэлектрическая |
|||
|
|
проницаемость изоляции; |
|
||
|
SK— поверхность обмотки (см2)\ |
|
|||
|
Фс — коэффициент, учитывающий умень |
||||
|
|
шение емкости, |
вследствие разгона |
||
|
|
витков обмотки по высоте; |
{см) ; |
||
|
Пп — периметр витка |
п-й обмотки |
|||
|
Ь'пт — изоляционное |
расстояние' |
между |
||
|
|
соседними обмотками от меди 'до |
|||
Обозначим |
|
меди |
{см). |
|
|
|
|
|
|
|
|
кс = 0,0885 |
10—в. |
(11-32) |
|||
Тогда |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(Н-ЗЗ) |
Динамическая междуобмоточная емкость |
|
|
|||
|
С, = *-Се = К'. ^ |
[мк-ф\. |
(Н-34) |
||
|
|
Ьпт |
|
|
Суммарная динамическая емкость трансформатора *
с?=s,ca |
Р аПт |
(И-35) |
|
|
|
г пт |
пт |
|
* В |
приводимом |
ниже выводе приближенно |
принято, что коэффици |
ент лгс' |
не зависит |
от толщины изоляции между |
обмотками. |
Для упрощения анализа приближенно в формуле для определения С / примем
8/ш ~ $пт
(что возможно при относительно малых диаметрах прово дов обмоток).
Тогда |
|
С'т^к'с |
(Ц-36) |
^птп |
|
Паразитная постоянная времени обмотки |
трансформатора |
Тт=вУ Lp'C\ [мк-сек]. |
(11-37) |
Используя формулы (П-30) и (П-36), найдем произведе ние паразитных параметров трансформатора
I . Сг = % • S 5»- • кг • 8 = *г •»•s |
^ • |
(П-38) |
В |
8 |
|
пт |
пт |
|
ГДе KT = 'K C'KL .
Необходимо получить минимальное значение паразитной постоянной времени обмотки трансформатора. Если приве денная суммарная толщина изоляции (6) предварительно определена (формулы 3—42 и 3—43), то для получения минимума Гт (как это следует из формулы П-38) необходи мо иметь минимальные значения коэффициентов приведения емкостей (аят) и правильно определить изоляционные рас стояния между всеми обмотками (6'т ).
Для определения минимального значения паразитной постоянной времени обмотки следует приравнять нулю 'про изводную функции, определяемой равенством (П-38), взя тую по изоляционным расстояниям.
Для упрощения вывода запишем равенство П-38 для конкретного трансформатора, имеющего 4 обмотки, распо ложенные на одном стержне. Примем порядковые номера обмоток, считая от стержня— 1, 2, 3, 4.
LPC'r = кг-8 ( ^ - |
+ ■&. + |
-21Л . |
(11-39) |
\ 812 |
523 |
S34 / |
|
Согласно формулы П-28, приведенная толщина изоляции
8 = 812 + 823 -Е 834 + ( d \ + d %+ d $ -}- d i).
О
И З
Это равенство можно записать в другом виде
5 = {bn + |
+ (оз4 + Й ± * ) |
(11-40)
Пренебрегая последним членом в равенстве П-40, полу чим (в соответствии с равенством П-26)
» = & + & + |
(11-41) |
Из равенства П-41 одно изоляционное расстояние между обмотками можно выразить через суммарную толщину изо ляции и остальные изоляционные расстояния
834 — 5— Big — 823. |
(П-42) |
Приравниваем к нулю частные производные уравнения П-39, взятые по каждому изоляционному расстоянию (с уче том равенства П-42)
д [ьрСт )
— Hj8*
д[LpCT}
(Н-43)
Решение этой системы уравнений дает
а\1 _ ДдЗ _ «34
(И-44)
W W W
Извлекая квадратный корень и используя формулы пре образования пропорций, получим
(11-45)
V«ii |
К^зз |
V<*H |
s y i r |
Этот вывод справедлив для трансформатора с любым количеством обмоток, поэтому равенство П-45 можно запи сать в общем виде
<2 — |
|
К,п |
Ь |
523 |
(11-46) |
||
V«|2 |
V а23 |
У^апт |
£ а |
На основании равенства Л-46 по известным коэффици ентам приведения статических емкостей к динамическим (а)
и приведенной суммарной толщине изоляции (6), можно определить изоляционные расстояния между двумя любыми соседними обмотками:
(11-47)
Эта формула приближенна, она дает лучшие результаты, когда диаметры проводов значительно меньше изоляцион ных расстояний между обмотками
Кт > (2-г- 3) (dn -f dm). |
(11-48) |
Преобразуем формулу П-36 для расчета паразитной емкости трансформатора. Запишем формулу П-36 в развер нутом виде
|
Г'Т- к 'с ( ^ - + |
- ^ - + |
+ |
■ |
(II-49) |
||
|
42 |
8, |
|
|
пт |
|
|
|
|
23 |
|
|
|
||
По равенству П-47 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
~ й. У?**.. a' |
пт |
|
||
|
Е / Г ' |
Ь23 = |
8 |
Ьпт |
Е / Г |
|
|
|
~ |
|
Ej/ Т ’ |
|
|||
Подставляем значения изоляционных расстояний в ра |
|||||||
венство П-49 и преобразуем его |
|
|
|
||||
4т = |
|
а,32 |
/ |
а |
|
| апт^Т М _ |
|
+ |
О* |
:£г + |
|
ьУ*пт / |
|||
|
|
/ |
|
« а . |
|
||
= Кс' |
{ V aia + V а23 + |
f |
|
^ |
К " -1 |
||
|
|
|
|
|
|
|
(II-50) |
Подставляем з.на.чение к0г (формула (П-32) и лолучаем расчетную формулу паразитной емкости трансформатора
|
|
[мк-ф\. |
(II-51) |
П — средний периметр витка |
(см). |
|
|
Выведем формулу для определения приведенной суммар |
|||
ной толщины |
изоляции б, используя формулы П-27 |
и П-51 |
|
р |
4т»*1^| |
10е-8 |
|
10М* 0,0885-£.lK-<р,. (Е / а ) 2
Откуда |
|
|
|
|
_ |
£ |
10s |
0,0835.е.<?с- (2 /Г )2 |
|
Qe TT^ ■ ■ —• |
— i — • |
■■ |
, 1 - |
|
Обозначим |
w* |
|
10° |
C'T |
|
|
|
(11-52) |
|
Ac = |
0,0885 • 10-* •«• <pc(S V« )2 |
|||
Тогда |
|
A'L= 4W*10“8*<P£. |
(11-53) |
|
|
|
|
|
В тех случаях, когда поперечное сечение стержня имеет не квадратную, а прямоугольную форму, для расчета пери метра витка обмотки удобно пользоваться коэффициентом
к — ^
Дс
Тогда
Ас== АС‘Кп\
AL — AL *Кп>
Следовательно,
Волновое сопротивление трансформатора
t T = V fL T l0 M ] -
Тогда
b= W t ' / f ' Pr М -
(II-54)
(И-55)
(11-56)
Вывод формул для расчета индуктивности рассеяния (Хр) и паразитной динамической емкости (С/) обмоток
При решении операторного управления, составленного на основании схемы замещения трансформаторной цепи (гл. 1), используется ряд выражений, приведенных ниже
|
|
(11-57) |
Сп — Со + |
Ст |
(И-58) |
|
|
(11-59) |
t _ t V |
i+т |
(II-60) |
1■— |
* • |
ТVLp+C'n
|
ТГ Rt_ |
(11-61) |
|
R'H |
|
В |
соответствии с равенством (П-60) активная |
длитель |
ность |
фронта трансформируемого импульса |
|
•тф‘ (11-62)
Из равенства (П-57) определяем Y Са и подставляем в равенство (П-62)
(11-63)
. |
ХФ |
(11-64) |
/1 + 1 р /Т + т |
Я* + |
|
Откуда получаем формулу для расчета индуктивности рас сеяния обмоток трансформатора
|
|
|
|
|
[мк*гн\. (11*65) |
Из равенства (П-57) определяем j/Z,p |
и подставляем в |
||||
равенство |
(П-62) |
|
|
|
|
|
|
V L , = tV C n - |
( 11-66) |
||
|
Сп |
'// |
Rn |
(11-67) |
|
|
■7=-Р*х# |
|
|||
Используя |
равенство |
(П-58), |
получим |
|
|
|
/ |
_ со + |
с т о п' |
(Н-68) |
|
|
* ф - - у = = - |
|
|||
|
|
|
|||
Определяем С / |
|
|
|
|
|
|
с т = и у т ^ - - г ^ — |
с ; = |
|||
|
|
|
RH'Ъ'ХФ |
|
|
|
_ t f V T + i |
( J - ____ R’H- Со |
(11-69) |
||
|
|
|
*фУ1+т |
||
|
|
|
|
||
Обозначим |
|
|
|
|
|
|
|
Ян-Со = |
а0. |
|
(11-70) |
|
^•КНЙГ |
|
|
|
Откуда получаем формулу для расчета паразитной" динами ческой емкости трансформатора
[мк’ф) (11-71)
Волновое |
сопротивление трансформатора |
|
|
рт— |^ / |
1-И *Я« *Р |
|
P*V |
|
V |
^*/1+7 |
1 —ao.p.'Cjj |
рг: |
*;-р |
______ |
|
|
/ 1— |
Паразитная постоянная |
времени |
Г' |
RH' Р |
T T = V ь - с ' т= у ^ / н - г
Ч
(И-72)
обмотки трансформатора 1+7 1—ao-P'V
IIп §'Ч