Что такое пик трансформатор

ПИК-ТРАНСФОРМА́ТОР

Зависимости магнитного потока и напряжения вторичной обмотки пик-трансформатора от времени: Φ – магнитный поток; U1 и U2 – напряжение в первичной и вторичной обмотке соответственно; t .

ПИК-ТРАНСФОРМА́ТОР, элек­три­че­ский транс­фор­ма­тор , пред­на­зна­чен­ный для пре­об­ра­зо­ва­ния им­пуль­сов на­пря­же­ния с не­боль­шой кру­тиз­ной фрон­та, под­во­ди­мых к пер­вич­ной об­мот­ке, в им­пуль­сы на­пря­же­ния за­ост­рён­ной (пи­ко­об­раз­ной) фор­мы во вто­рич­ной об­мот­ке. Та­кая фор­ма вы­ход­но­го на­пря­же­ния дос­ти­га­ет­ся вслед­ст­вие на­сы­ще­ния всей маг­нит­ной сис­те­мы или её эле­мен­тов (см. Маг­нит­ное на­сы­ще­ние ); при этом маг­нит­ный по­ток $Φ$ , соз­да­вае­мый то­ком вто­рич­ной об­мот­ки, име­ет силь­но уп­ло­щён­ную фор­му (близ­кую к тра­пе­цеи­даль­ной), а на­во­ди­мая маг­нит­ным по­то­ком эдс при­об­ре­та­ет пи­ко­об­раз­ный ха­рак­тер (рис.). П.-т. при­ме­ня­ет­ся гл. обр. как ге­не­ра­тор им­пуль­сов в ис­сле­до­ва­тель­ских ус­та­нов­ках вы­со­ко­го на­пря­же­ния, а так­же в уст­рой­ст­вах ав­то­ма­ти­ки (напр., для управ­ле­ния ти­ри­сто­ра­ми и др. элек­трон­ны­ми уст­рой­ст­ва­ми). Для ог­ра­ни­че­ния то­ка в П.-т. в пер­вич­ную об­мот­ку, как пра­ви­ло, вво­дит­ся ре­зи­стор.

пик-трансформатор

электрический трансформатор, преобразующий напряжение синусоидальной формы в импульсное напряжение переменной полярности. Пик-трансформатор простейшей конструкции имеет магнитопровод переменного сечения. Первичная обмотка располагается на участке магнитопровода с большим поперечным сечением, а вторичная – с меньшим. При протекании в первичной обмотке синусоидального тока насыщение более тонкого участка магнитопровода наступает уже при малых значениях силы тока, в результате чего ЭДС, индуцированная во вторичной обмотке, имеет импульсный (пиковый) характер. Пик-трансформаторы используют в исследовательских установках высокого напряжения, а также в ряде устройств автоматики.

Энциклопедия «Техника». — М.: Росмэн . 2006 .

Пик-трансформаторы — принцип действия, устройство, назначение и применение

Существует особая разновидность электрического трансформатора, называемая пик-трансформатором. Трансформатор данного типа преобразует синусоидальное напряжение, подаваемое на его первичную обмотку, — в импульсы разной полярности и той же частоты, что первичное синусоидальное напряжение. Синусоида подается здесь на первичную обмотку, а импульсы снимаются со вторичной обмотки пик-трансформатора.

К использованию пик-трансформаторов прибегают в некоторых случаях для управления газоразрядными приборами, такими как тиратроны и ртутные выпрямители, а также для управления полупроводниковыми тиристорами, и в некоторых других специальных целях.

Принцип действия пик-трансформатора

В основе работы пик-трансформатора лежит явление магнитного насыщения ферромагнитного материала его сердечника. Суть в том, что величина магнитной индукции B в намагничиваемом ферромагнитном сердечнике трансформатора нелинейно зависит от напряженности намагничивающего данный ферромагнетик поля Н.

Так, при малых значениях намагничивающего поля H — индукция B в сердечнике сначала быстро и почти линейно нарастает, но чем большим становится намагничивающее поле H — тем медленнее продолжает нарастать индукция B в сердечнике.

И в конце концов, при достаточно сильном намагничивающем поле, индукция B практически перестает увеличиваться даже несмотря на то, что продолжает увеличиваться напряженность H намагничивающего поля. Данная нелинейная зависимость B от H характеризуется так называемой петлей гистерезиса.

Известно, что магнитный поток Ф, изменение которого и вызывает наведение ЭДС во вторичной обмотке трансформатора, равен произведению индукции B в сердечнике данной обмотки на площадь S поперечного сечения сердечника обмотки.

Итак, в соответствии с законом электромагнитной индукции Фарадея, ЭДС E2 во вторичной обмотке трансформатора оказывается пропорциональна скорости изменения магнитного потока Ф, пронизывающего вторичную обмотку и количеству витков w в ней.

Учитывая оба вышеупомянутых фактора можно легко понять, что имея достаточную амплитуду чтобы насытить ферромагнетик в промежутки времени, приходящиеся на верхушки синусоиды напряжения подаваемого на первичную обмотку пик-трансформатора, магнитный поток Ф в его сердечнике в данные моменты практически уже не будет изменяться.

Но лишь вблизи моментов переходов синусоиды намагничивающего поля H через ноль, магнитный поток Ф в сердечнике будет изменяться, причем достаточно резко и быстро (см. рисунок выше). И чем уже петля гистерезиса сердечника трансформатора, чем больше его магнитная проницаемость, и чем выше окажется частота напряжения, подаваемого на первичную обмотку трансформатора, — тем значительнее будет и скорость изменения магнитного потока в эти моменты.

Соответственно, вблизи моментов перехода намагничивающего сердечник поля H через ноль, учитывая что скорость этих переходов высока, на вторичной обмотке трансформатора будут формироваться короткие колоколообразные импульсы чередующейся полярности, поскольку направление изменения инициирующего данные импульсы магнитного потока Ф также чередуется.

Устройство пик-трансформатора

Пик-трансформаторы могут быть выполнены с магнитным шунтом либо с дополнительным резистором в цепи питания первичной обмотки.

Решение с резистором в первичной цепи мало чем отличается от классического трансформатора. Только здесь пиковый ток в первичной обмотке (потребляемый в промежутки времени когда сердечник входит в насыщение) ограничивается резистором. Конструируя такой пик-трансформатор, руководствуются требованием обеспечить глубокое насыщение сердечника на вершинах полуволн синусоиды.

Для этого подбирают подходящие параметры напряжения питания, номинал резистора, сечение магнитопровода и количество витков в первичной обмотке трансформатора. Чтобы импульсы получились как можно короче, для изготовления магнитопровода применяют магнитомягкий материал с характерно высокой магнитной проницаемостью, например пермаллой.

Амплитуда получаемых импульсов будет напрямую зависеть от количества витков во вторичной обмотке готового трансформатора. Наличие резистора, конечно, обуславливает в такой конструкции значительные активные потери мощности, зато сильно упрощает конструкцию сердечника.

Пик-трансформатор с токоограничительным магнитным шунтом изготавливается на трехстержневом магнитопроводе, где третий стержень отделен от первых двух стержней воздушным зазором, а первый и второй стержни замкнуты друг с другом, и несут на себе первичную и вторичную обмотки.

Когда намагничивающее поле H нарастает, замкнутый магнитопровод насыщается первым, ведь его магнитное сопротивление меньше. При дальнейшем нарастании намагничивающего поля, магнитный поток Ф замыкается через третий стержень — шунт, при этом реактивное сопротивление цепи чуть-чуть возрастает, что и ограничивает пиковый ток.

По сравнению с конструкцией включающей резистор, здесь активные потери ниже, хотя конструкция сердечника и оказывается несколько сложнее.

Применение пик-трансформаторов

Как вы уже поняли, пик-трансформаторы нужны для получения коротких импульсов из синусоидального переменного напряжения. Получаемые данным способом импульсы отличаются короткими фронтами и спадами, что позволяет использовать их для питания управляющих электродов например полупроводниковых тиристоров, вакуумных тиратронов и т. д.

Телеграмм канал для тех, кто каждый день хочет узнавать новое и интересное: Школа для электрика

пик трансформатор и его применение. Пик трансформатор

Это дифференцирующий трансформатор. Вот для этого и применяется. В смысле — для формирования коротких импульсов из широких.

ик-трансформатор
Трансформатор, преобразующий напряжение синусоидальной формы в импульсное напряжение с изменяющейся через каждые полпериода полярностью. П. -т. одной из простейших конструкций имеет магнитопровод с разной толщиной стержней. Вторичная обмотка располагается на более тонком стержне. При протекании в первичной обмотке синусоидального тока в магнитопроводе возникает магнитный поток, который уже при малых значениях силы тока насыщает тонкий стержень магнитопровода, вследствие чего эдс, индуцированная во вторичной обмотке, имеет импульсный (пиковый) характер. П. -т. используется как генератор импульсов главным образом в исследовательских установках высокого напряжения, а также в устройствах автоматики.

Источник: Большая Советская Энциклопедия

Похожие вопросы