Peak transformer

Peak transformer  - en elektrisk transformer , der konverterer en sinusformet eller tæt på sinusformet spænding , der leveres til transformatorens primære vikling, til bipolære spændingsimpulser med samme frekvens taget fra sekundærviklingen.

Designet til at styre gasudledningsenheder , for eksempel kviksølvensrettere , thyratroner , tyristorer og til andre formål.

Sådan virker det

Funktionsprincippet for en spidstransformator er baseret på fænomenet magnetisk mætning af et ferromagnetisk materiale . Induktionens afhængighed af magnetiseringsfeltet i ferromagneter er ikke-lineær; ved lave felter stiger induktionen hurtigt, men med en stigning i det ydre felt aftager væksthastigheden, og i et stærkt felt øges den praktisk talt ikke med en stigning i feltet. Denne afhængighed er karakteriseret ved en hysterese-loop .

Den magnetiske flux er lig med produktet af induktion i kernen af ​​sekundærviklingen og dens tværsnitsareal:

Sekundærviklingens EMF er proportional med ændringshastigheden af ​​den magnetiske flux , der trænger ind i sekundærviklingen og antallet af dens vindinger i overensstemmelse med loven om elektromagnetisk induktion af M. Faraday og udtrykkes:

Med et sinusformet magnetiseringsfelt med tilstrækkelig amplitude til at mætte det ferromagnetiske materiale, ændres fluxen i kernen ved sinusoidens toppunkter næsten ikke (figur 1), men ændres hurtigt nær overgangene af sinusoiden af ​​magnetiseringsfeltet gennem nul, og hastigheden af ​​dens ændring er jo større, jo smallere er hysteresesløjfen, magnetisk permeabilitetskerne og ændringshastigheden af ​​magnetiseringsfeltet.

Relativt korte klokkeformede impulser dannes på transformatorens sekundære vikling nær de øjeblikke, hvor magnetiseringsfeltet passerer gennem nul og den maksimale hastighed af fluxændring, er polariteten af ​​disse impulser bestemt af retningen af ​​ændringen i induktion, så deres polaritet skifter.

Konstruktion

Der er to designs af spidstransformatorer - med en ekstra modstand i det primære viklingskredsløb og med en magnetisk shunt.

Transformatorer med en ekstra modstand (figur 3) adskiller sig i det væsentlige ikke fra en konventionel transformer, men den primære vikling af en sådan transformer tændes gennem en modstand, der begrænser den strøm, der forbruges fra strømkilden i de perioder, hvor kernen går i mætning. Forsyningsspændingen, modstandsværdien, kernetværsnittet og antallet af vindinger af primærviklingen vælges fra betingelsen om at sikre dyb mætning af kernen ved halvbølger af en sinusformet spænding. For at forkorte pulsernes varighed er kernen lavet af et blødt magnetisk materiale med høj magnetisk permeabilitet, for eksempel fra permalloy . Amplituden af ​​udgangsimpulserne bestemmes af antallet af omdrejninger af sekundærviklingen. Ulempen ved en sådan transformer er de aktive tab i den ekstra modstand, fordelen er enkelheden af ​​det magnetiske kredsløb.

I transformere med en magnetisk shunt er det magnetiske kredsløb lavet af tre stænger, på den første og anden stang med et lukket magnetisk kredsløb er der henholdsvis en primær vikling og en sekundær vikling, den tredje stang er en magnetisk shunt, adskilt fra de første to af en luftspalte. Med en stigning i magnetiseringsfeltet bliver det lukkede magnetiske kredsløb først mættet, da dets magnetiske modstand er lille. Med en yderligere stigning i den magnetiske flux lukkes den gennem en magnetisk shunt, mens primærviklingens reaktans ikke falder så markant som i en transformer med et mættet lukket magnetkredsløb, og denne foranstaltning begrænser spidsstrømmen. Fordelen ved dette design er reduktionen af ​​aktive effekttab og fraværet af en ekstra modstand, ulemperne er komplikationen af ​​det magnetiske kredsløb.

Udnævnelse

Spidstransformatorer bruges til at konvertere en sinusformet spænding til korte klokkeformede impulser. Sådanne spændingsimpulser med korte stigninger og fald bruges til at styre gasudladningsenheder ved hjælp af kontrolelektroder  - kviksølvensrettere , thyratroner og halvlederenheder  - tyristorer , triacs .

Spidstransformatorer bruges også i telefonkontakter i pulsfordelere og til andre formål.

Links