Импульсные трансформаторы
Особенностью импульсных трансформаторов является то, что колебания, представляемые ими от источника в нагрузку, являются однополярно импульсными, в результате чего магнитопровод такого трансформатора работает с постоянным подмагничиванием. Рабочая точка перемещается не по симметричной петле гистерезиса, а по частной.
Для передачи импульсов с широким спектром с малыми искажениями требуются малые индуктивности рассеняния Ls, ёмкости трансформатора С0 и значительная индуктивность намагничивания L0.
В установившемся режиме при подаче на первичную обмотку трансформатора колебания e(t) в виде прямоугольных импульсов, во вторичной обмотке получаются импульсы напряжения с отрицательными выбросами, которые возникают из-за рассеяния энергии, накопленной в магнипроводе во время действия импульса. Поскольку после окончания действия импульса цепь первичной обмотки оказывается разомкнутой, ток намагничивания проходит по вторичной обмотке, из-за чего и создаётся послеимпульсная скорость.
Нарастание и спад магнитной индукции B(t) определяется индуктивностью L0 и нагрузкой Rн. Ток первичной обмотки имеет трапецеидальную форму, так как содержит в себе не только ток , трансформируемый в нагрузку, но и ток намагничивания магнитопровода.
Для того, чтобы определить стационарную петлю частного цикла перемагничивания, рассмотрим процесс установления магнитного состояния магнитопровода при возбуждающимся ЭДС в виде прямоугольных импульсов амплитудой Um, длительностью τ и периодом Т. Считаем, что вначале магнитопровод размагничен.
При появлении первого импульса рабочая точка смещается по кривой первоначального намагничивания в положение, соответствующее индукции Bm, причём
При дальнейшем перемагничивании каждый из импульсов смещает рабочую точку вверх на Bm; установившемуся циклу соответствует частная петля гистерезиса, у которой Bmi-Bri=Bm1. Изменения напряжённости магнитного поля имеют вид треугольных импульсов с нарастающей амплитудой. Стационарному процессу соответствует амплитуда Hmi. Средняя за время действия импульса магнитная проницаемость
определяется индуктивностью намагничивания трансформатора L0. Отсюда следует, что для импульсных трансформаторов выгодно иметь малое значение Br и большое значение Bm. В качестве магнитопровода в импульсных трансформаторах используют тонкие ленты трансформаторных сталей и пермаллоев (витые магнитопроводы), а также ферриты с прямоугольной петлёй гистерезиса.
Полная эквивалентная схема трансформатора, обеспечивающего передачу импульсов от источника (Eu,Ru,Cu) к нагрузке(R`н,С`н).
Из-за конечного значения постоянной составляющей в области низких частот τn=L0/Rэк, где Rэк=RнR`н/(Rн+R`н), вершине импульса и за импульсом следует выброс противоположной полярности.
Оценить относительно скалярные вершины при малой его величине можно с помощью простого соотношения
Длительность фронтов выходного импульса
,где ξ=0,5(d1+d2)- параметр трансформаторной цепи;
Кср=R`н(Rн+R`н)- коэффициент передачи в область средних частот;
-затухание, связанное с нагрузкой; -затухание, связанное с источником; C`=Cн+С`0+C`н – полная ёмкость трансформаторой цепи;
Параметр цепи ξ полностью определяется и амплитудой выбросов, возникающих на переднем и заднем фронтах:
Приведённые соотношения связывают искажения импульса с параметрами трансформатора. Получить малые искажения возможно лишь при отрицательном проектировании трансформатора.
Дата добавления: 2021-01-11; просмотров: 323;