Импульсных усилителях

Некоторое увеличение изоляции витка предусмотрено для усиления продольной изоляции обмотки НН при импульсных воздействиях.

Для защиты от перенапряжений при импульсных воздействиях у начала каждой фазной обмотки ВН устанавливаются емкостные кольца, расположенные по 10-9; катушки во входной зоне выполняются с дополнительной изоляцией всей катушки.

В связи с этими особенностями поведения трансформатора при импульсных воздействиях необходимые габариты и конструкция продольной изоляции определяются грозовыми перенапряжениями, С целью снижения напряжения на продольной изоляции при импульсных воздействиях применяют емкостные экраны (например, показанный на 11-8 экран в виде кольца снижает напряжение между витками первой катушки), а в последние годы — так называемые переплетенные обмотки, в которых витки соединяются друг с другом в определенной последовательности ( 11-6). При

При выборе витковой изоляции необходимо учитывать конструктивное исполнение обмоток и способ защиты обмоток от импульсных перенапряжений. В многослойных цилиндрических обмотках распределение перенапряжения при импульсных воздействиях близко к линейному. Обмотки этого типа, наматываемые из круглого и прямоугольного провода, широко применяются для трансформаторов классов напряжения 6—35 кВ мощностью до 80000 кВ-А. При классах напряжения выше 35 кВ осуществляется дополнительная защита обмотки установкой экрана.

3. Какие факторы определяют строение продольной изоляции обмоток? Как обеспечивается ее электрическая прочность при импульсных воздействиях?

ние должно обладать определенной импульсной прочностью, т. е. иметь определенные разрядные характеристики при импульсных воздействиях.

Рассматривая пробой при импульсах, необходимо обратить внимание на развитие процесса во времени. Обычно при кратковременных импульсных воздействиях, когда напряжение на фронте вол-ны достигает значения напряжения пробоя при длительном воздействии (t/c — статическое пробивное напряжение), пробоя не происходит. Это объясняется тем, что для развития разряда необходимо определенное время — большее, чем при достижении величины f/c при импульсной волне. Отрезок времени от момента достижения статического пробивного напряжения до момента окончательного формирования разряда называется временем запаздывания разряда. В свою очередь, время запаздывания разряда составляется из статистического времени запаздывания ?CT и времени формирования разряда t$

менностью импульсных воздействий и, во-вторых, малым влиянием примесей и загрязнений на электрическую прочность при импульсных воздействиях.

Электрический пробой твердых диэлектриков. Когда количество тепла, выделяющееся в диэлектрике под действием электрического поля, незначительно, тепловой пробой невозможен. В этих случаях нарушение электрической прочности диэлектрика называют электрическим пробоем. Электрический пробой имеет место при кратковременных импульсных воздействиях, при которых тепловые процессы не успевают развиваться, при малых диэлектрических потерях и интенсивном охлаждении диэлектрика, при низких температурах окружающей среды.

Импульсное испытательное напряжение при полной волне устанавливается с учетом явления кумулятивное™ при многократных импульсных воздействиях в эксплуатации, а также с учетом того, что в момент прихода волны перенапряжения к изоляции приложено рабочее напряжение. Величина импульсного испытательного напряжения определяется из выражения

где &к.и—коэффициент кумулятивное™ при импульсных воздействиях;

мя граничными частотами: низшей о>н = 2я/н и высшей огв = 2тг/в. В пределах ь^ — u^ частотные искажения считаются допустимыми. Естественно, полоса пропускания зависит от назначения усилителя: так, в усилителях низкой (звуковой) частоты она обычно составляет 20-20 000 Гц, в усилителях постоянного тока расширяется в сторону инфранизких частот, вплоть до постоянного тока (/н = 0); в широкополосных и импульсных усилителях верхняя граница может достигать нескольких мегагерц; избирательные усилители имеют узкую полосу в любой части диапазона частот и т.д.

В импульсных усилителях существенную роль играют переходные характеристики, представляющие собой зависимость выходного напряжения от времени при подаче на вход усилителя «ступеньки» напряжения ( 6.7, а).

Спад вершины А в высококачественных импульсных усилителях не должен превышать 10% от стационарного значения выходного сигнала, принятого за единицу. Длительность фронтов не должна превышать (0,1 -т- 0,3) т„.

Эмиттерный повторитель целесообразно применять при Ra S= 10 ом. Эта величина значительно меньше, чем в катодном повторителе. Благодаря 100%-ной отрицательной обратной связи, схема эмит-терного повторителя отличается высокой температурной стабильностью. Высокая стабильность параметров, малые частотные искажения и большое входное сопротивление делают эмиттерный повторитель хорошим согласующим устройством, особенно в импульсных усилителях, так как согласующие трансформаторы вносят большие искажения, а эмиттерный повторитель позволяет осуществить согласование каскадов без согласующего трансформатора.

В импульсных усилителях для коррекции используют также схемы с отрицательной обратной связью, что позволяет увеличить коэффициент усиления каскада при сохранении заданной длительности и фронта усиливаемого импульса.

импульсных усилителях используют резисторные каскады, которые обладают наилучшими амплитудно-частотными, фазовыми и переходными характеристиками.

Различают резисторные, трансформаторные и дроссельные схемы однотактных оконечных каскадов. Резисторные оконечные каскады — это, как правило, каскады усиления высокого уровня напряжения. К ним условно относят эмиттерные, истоковые и катодные повторители, которые анализировались в гл. 4 и для которых получены расчетные выражения основных параметров. Они применяются в операционных, широкополосных и импульсных усилителях.

Во-вторых, анализ импульсных усилителей существенно отличается от анализа усилителей гармонических сигналов. Например, оценка искажений при усилении импульсных сигналов по существу сводится к анализу переходных процессов, протекающих в импульсных усилителях, с помощью ПХ вместо известного метода АЧХ, который широко применяется при анализе усилителей гармонических сигналов, В свою очередь, по ПХ усилителя с помощью интеграла Дюамеля можно определить форму напряжения на выходе импульсного усилителя при действии на его входе как простого, так и сложного сигнала.

Для низкочастотных осциллографов полоса пропускаемых усилителем частот лежит в пределах от единиц герц до 1—5,5 МГц. В осциллографах, предназначенных для исследования сигналов в широком диапазоне частот и для импульсных измерений, применяются усилители с верхней границей полосы пропускания примерно 50 МГц. Входное сопротивление усилителей равно 1—50 МОм, входная емкость 30—40 пФ. В импульсных усилителях с помощью особой выносной головки входная емкость может быть уменьшена до единиц пикофарадов.

В усилителях низкой (звуковой) частоты полоса частот составляет от 50-4-150 Гц до 54-10 кГц; в широкополосных и импульсных, усилителях требуемая полоса частот значительно шире (до Мгц); в избирательных усилителях узкая полоса частот распелагается-в той или иной области частотаого диапазона.

В многокаскадных импульсных усилителях время фронта и спад плоской вершины выходного импульса увеличиваются.