§ 40. КАТУШКИ ВЫХОДНЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ
Для ВТ могут применяться тороидальный, броневой и стержневой типы конструкций. В целях уменьшения рассеяния катушки должны выполняться концентрическими, иногда — чередующимися (см. § 4). На конструктивное оформление обмоток большое влияние оказывает необходимость обеспечения высокой электрической прочности.
Для ВТНН предпочтительно применение замкнутых ленточных сердечников, обеспечивающих высокие значения индуктивности L\ и минимально возможные потери рс. Наиболее распространены из них тороидальные трансформаторы ТТ. Обмотки здесь должны располагаться равномерно вдоль сердечника.
Рис. 136. Способы расположения обмоток выходных трансформаторов: а, б — для ТТ; вг г — для СТ; д, е, ж — для БТ.
Если обмотка имеет среднюю точку, вдоль всего сердечника должна размещаться каждая половина обмотки, желательно в целое число слоев (pine. 136, а). Делается это для улучшения связи между обмотками и их половинами. Для обеспечения полной симметрии половинок первичной обмотки по отношению ко вторичной можно прибегать к перекрестно-секционированному выполнению первичной обмотки (рис. 136, б и 16). Достоинством этого способа, как и секционированной обмотки вообще, является снижение межслоевых напряжений, недостатком — полное напряжение между обмоткой и сердечником и трудность выполнения перемычек между секциями. Конструкции тороидальных ВТ показаны на рис. 14—16.
У стержневых трансформаторов СТ теоретически наилучшим вариантом размещения обмоток при наличии средней точки является разбивка вторичной обмотки (или каждой ее половины) и каждой половины первичной обмотки на две части, располагаемые на разных стержнях и соединяемые последовательно, причем для каждой половины одна часть располагается ближе к сердечнику, другая — дальше (рис. 136, в). Серьезным недостатком этого способа является конструктивная сложность, появление лишнего изоляционного промежутка на полное рабочее напряжение и, как следствие, увеличение размеров окна и рассеяния.
Простотой отличается способ, когда каждая половина первичной обмотки находится на своем стержне, а вторичная разбивается на две части, расположенные на разных стержнях и соединяемые для обеспечения полной связи с каждой половиной первичной обмотки обязательно параллельно (рис. 136, г). Эта схема обеспечивает полную симметрию и на практике дает хорошие результаты. Однако ее органическим недостатком является наличие уравнительного тока во вторичной обмотке. Он вызван небалансом э. д. с., индуктируемых в частях вторичной обмотки вследствие плохой связи между работающей в данный полупериод полуобмоткой и расположенной на другом стержне частью вторичной обмотки. Уравнительный ток приводит к росту полного действующего тока во вторичной обмотке, увеличению потерь в катушках в кк раз и снижению к. п. д. Уравнительный ток особенно заметен у ВТН, поскольку наличие зазора сильно увеличивает рассеяние между стержнями. Ориентировочно на основании экспериментальных данных можно принять:
для ВТНН кк=1,2;
для ВТН кк= 1,35.
У броневых трансформаторов ненастраиваемых обмотки располагают вдоль стержня с учетом всех тех замечаний, что были сделаны для ТТ (рис. 136, д). Для улучшения симметрии вторичную обмотку можно расположить между полуобмотками первичной. Наилучший результат можно получить, дробя каждую половину первичной обмотки на две части и помещая вторичную между этими частями. При этом вторая часть полуобмотки, у которой первая часть располагалась непосредственно на сердечнике, должна быть отнесена наиболее далеко и наоборот (рис. 136, е). Однако для настраиваемых трансформаторов, где зазор сильно увеличивает имеющуюся несимметрию, даже этот способ полной симметрии не обеспечивает, первые же варианты вообще непригодны. Для этого случая может быть рекомендовано расположение обмоток по рис. 136, когда полуобмотки транспозируются двумя частями по высоте стержня. Если вторичная обмотка тоже имеет среднюю точку, ее следует выполнить таким же образом.
Особо тщательное обеспечение симметрии важно для ВТ предоконечных каскадов. Для уменьшения паразитных емкостей, что важно при верхних частотах рассматриваемого диапазона,
обмотку целесообразно выполнять секционированной с последовательным соединением секций. Расчет рассеяния ВТ ведется обычными методами (см. п. 28, § 28). При наличии во вторичной обмотке -параллельных ветвей для расчета рассеяния необходимо воспользоваться известной эквивалентной схемой трехлучевой звезды, как это делается для трехобмоточных трансформаторов.
Относительно выбора типа конструкции на основе ранее сказанного могут быть сделаны следующие рекомендации. Для ВТНН предпочтительны ТТ (при малом числе обмоток), однако если допустимо соответствующее снижение эффективной магнитной проницаемости по (6), возможно применение и СТ и БТ (желательно на разрезных ленточных сердечниках). Это может создать технологические преимущества, хотя дает проигрыш в весах и габаритах. Для ВТН могут применяться только последние два типа. Из них при отсутствии средних точек в обмотках выгоднее СТ (см. § 22). При наличии средних точек в обмотках лучшим может оказаться БТ, особенно при большом количестве выводов (отводов), размещение которых у СТ из-за двух катушек встречает конструктивные затруднения. При больших мощностях БТ целесообразно выполнять с радиально расположенными сердечниками по рис. 38.
Заметим, что ввиду сложности вопроса, специфичности условий работы и часто возникающих специальных требований выбор оптимального типа ВТ должен обосновываться каждый раз на основе заданных конкретных условий.
Выбор проводов для ВТ осуществляется по § 7. При больших токах в обмотках часто приходится прибегать к тонкой медной ленте, а иногда и к медным трубкам. В настоящее время в ГДР выпущен расщепленный гибкий высокочастотный провод «литцендрат» больших активных сечений — до 50 мм2. Разработка подобных проводов ведется и в СССР.
Конструкции и технологии изготовления катушек и их выводов были рассмотрены в главах II и IV (см. § 4, 12).
§ 41. ТРАНСФОРМАТОР В СБОРЕ
Конструкции ВТ принципиально не отличаются от описанных в гл. II. Конструкции на ленточных сердечниках для ВТ являются особенно рациональными и прогрессивными. Применение подобных конструкций с использованием высококачественных магнитных сплавов, изоляции с помощью термореактивных компаундов вместо масла и реализация соответствующих высоких электромагнитных нагрузок позволили уменьшить веса и габариты выходных трансформаторов в несколько раз. На рис. 137 приведены для иллюстрации фотографии старого и новых ВТ при одинаковых электрических данных.
