7. Укладка обмоток и уточнение размеров окна сердечника трансформатора

Для получения возможно малой индуктивности рассеяния и уменьшения распределенной емкости между обмотками импульсного трансформатора, эти обмотки следует выполнять по возможности однослойными или малослойными. В маломощных трансформаторах этого типа при мощностях в импульсе до нескольких сотен киловатт обмотки удается обычно выполнять однослойными и реже двухслойными.

При однослойном выполнении первичной обмотки и размещении ее на двух стержнях сердечника трансформатора (Рис. 3 .23) длина, занимаемая ею по высоте стержня, будет:

[см],

где W₁берется из пункта 3.2.5,d_1и– из пункта 3.2.6.

Рис.3.23. Основные размеры импульсного трансформатора

При размещении обмоток на одном стержне

[см].

Высота окна сердечника трансформатора

[см],

где ε₁– расстояние от обмоток до ярма (см), определяемое высшим напряжением обмоток (Табл. 13).

Табл. 13

Расстояние от обмотки до ярма в зависимости от напряжения

Высшее напряжение, кВт	Расстояние от обмотки до ярма ε1, см
до 0,5	0,1 – 0,2
0,5 – 2,0	0,2 – 0,6
3,0 – 6,0	0,8 – 1,2
свыше 6,0 до 12,0	1,4 – 1,8

Толщина первичной обмотки

[см].

Число витков вторичной обмотки в одном слое

[см],

где d_1и– из пункта 3.2.6.

Число слоев вторичной обмотки при размещении ее на двух стержнях

;

при размещении ее на одном стержне

.

Здесь обычно уточняется диаметр провода d_1итак, чтобы можно было получить один или два полных слоя вторичной обмотки на длинеl₁.

Толщина вторичной обмотки

[см],

где W₂берется из пункта 3.2.5.

При импульсном режиме работы трансформатора для уменьшения искажения прямоугольных импульсов напряжения необходимо, чтобы трансформатор обладал возможно малыми паразитными параметрами обмоток – индуктивностью рассеяния их L_sи распределенной емкостьюС_р. В этом случае волновое сопротивление обмоток импульсного трансформатора будет равно

[Ом],

где индуктивность рассеяния первичной и вторичной обмоток, приведенная к первичной по рассчитывается известной формуле

[Гн],

и распределенная емкость между обмотками при однослойном или двухслойном исполнении их по формуле плоского конденсатора:

[Ф];

при этом:

δ₁₂– толщина изоляции между первичной и вторичной обмотками трансформатора, см;

l_w– средняя длина витка обмоток, см;

l_s– общая длина витка обмоток по высоте стержней сердечника, см; при расположении обмоток на одном стержнеl_s ≈ l₁,на двух –l_s ≈ 2l₁.

ε = 3 ÷ 4 – диэлектрическая проницаемость изоляции.

Максимальный коэффициент передачи энергии импульса при заданных значениях длительности импульса и сопротивления нагрузки R_нтеоретически будет при условии равенства волнового сопротивления трансформатора и приведенного сопротивления нагрузки:

.

Тогда пренебрегая толщинами обмоток δ₁и δ₁, получим приближенно следующее значение толщины изоляции между обмотками импульсного трансформатора:

[см],

где – активное сопротивление нагрузки, приведенное к первичной обмотке:

.

Однако по условиям электрической прочности изоляции между обмотками на практике нередко приходится отступать от полученого значения δ₁₂в сторону увеличения.

Ширина окна сердечника трансформатора при размещении обмоток на двух стержнях (см. Рис. 3 .23) будет равно:

[см],

где см – толщина изоляции между обмоткой и стержнем (см), выполняемой обычно из электрона;

ε₂– расстояние между нагружными поверхностями обмоток (см), определяемое по Табл. 14

Табл. 14

Расстояние между обмотками соседних стержней в зависимости от напряжения

Высшее напряжение, кВт	Расстояние между обмотками соседних стержней ε2, см
до 0,5	0,1 – 0,2
0,5 – 2,0	0,2 – 0,4
3,0 – 6,0	0,6 – 0,8
свыше 6,0 до 12,0	1,0 – 1,4

Отношение высоты окна сердечника к ширине его обычно составляет

.

Длина ярма:

[см],

Общая длина магнитопровода сердечника трансформатора изначально будет равна:

[см],

где a_cберется из пункта 3.2.4.

H– высота окна сердечника, см.

Окончательное значение отношения поперечного сечения стержня S_cк длине магнитопроводаlбудет:

,

где S_cберется из пункта «Выбор индукции в стержне сердечника автотрансформатора» п. 3.2.4.