Дослідження імпульсних трансформаторів на кільцевих осердях

Мета роботи – вивчити принцип дії і методику визначення основних параметрів малогабаритних імпульсних трансформаторів на ферритових кільцевих осердях.

8.1. Опис лабораторного стенда.

Принципова схема лабораторного стенда зображена на рис. 8.1.

На лицьову панель стенду виведені гнізда “Вх “ для підключення генератора імпульсів Г5-54, гнізда “Вих” для підключення осцилографа, тумблери S1 …….. S6 для комутації схеми стенду і перемикач S7 для вибору досліджуваного імпульсного трансформатора. В положенні “І” перемикача S7 досліджується трансформатор ТІ типу ТІ188В, в положенні “2” – трансформатор Т2 типу 101, в положенні “3” трансформатор Т3 типу МПТ 4 В.

Для одержання стабільного рисунка на екрані осцилографа перед вимірюваннями необхідно з”єднати гніздо “Синхроімпульси” генератора Г5-54 з гніздом “Вхід синх. “ осцилографа.

8.9. Лабораторне завдання.

8.2.1. Теоретична частина

1. Вияснити призначення і область використання імпульсних трансформаторів на кільцевих осердях.

2. Дослідити вплив тривалості вхідних імпульсів і амплітуди вхідних імпульсів на форму вихідних імпульсів кожного імпульсного трансформатора. Для цього встановити перемикачі в такі положення: S1 – “Викл.”, S2 – “Вкл.”, S3 –“Викл.”, S4 –“Вкл.”, S5 –“2”, S6 – “І”. Перемикач S7 встановити в положення “І”, що відповідає вибору трансформатора ТІ.

Для трансформатора ТІ тривалість вхідних імпульсів змінювати у межах 10…..1000 мкс при амплітуді імпульсів 2 В і частоті слідування імпульсів 1000 Гц. Необхідно зарисувати форму перекручених вихідних імпульсів і замінити межі тривалості вхідних імпульсів, в яких викривлення мінімальні.

T1 T2 T3

S1 T

1 3 S3

U подм

22

S1 6 5 S4

“1” S6

Вх

R4 “2”

R1 S2 R2 C1 C2

“1” “2”

Выход

S5

Рис. 8.1. Принципова схема стенда для дослідження імпульсного трансформатора.

При дослідженні впливу амплітуди імпульсів тривалість вхідного імпульсу встановити рівною 400 мкс, а амплітуду змінювати в межах 1…..15 В. Частота слідування імпульсів 1000 Гц. Зарисувати форму викривлениψх імпульсів і помітити, при яких амплітудах ці викривлення мінімальні.

3. Повторити п. 2 для трансформатора Т2 (перемикач S7 поставити в положення “2”). Діапазон зміни тривалості вхідних імпульсів 10…..500 мкс, діапазон зміни амплітуди вхідних імпульсів – 0,6….30 В.

4. Повторити п. 2 для трансформатора Т3 (перемикач S7 поставити в положення “3”). Діапазон зміни тривалості вхідних імпульсів 10….500 мкс, діапазон зміни амплітуди вхідних імпульсів – 1…..30 В, при тривалості імпульса 200 мкс.

5. Зняти і побудувати криву намагнічування для імпульсного трансформатора Т2.

Для цього перемикачі встановити в такі положення S1, S2, S4 – “Викл.”, S5 –“І”, S7 –“2”. Тумблер S6 необхідно поставити в положення “І” для вимірювання максимальної амплітуди напруги на ємності СІ, в положення “2” для вимірювання максимальної ампліттуди напруги на опорі R2. Послідовно установлюють амплітуду вхідних імпульсів U_вх = 1,2,3,4,5,6, 7 В, виміряти максимальну амплітуду напруги на ємності СІ U_{c max} і на опорі R2-U_{R max}. Результати занести в таблицю.

Розрахувати значення приросту потокозцілення Ψ у вторинній обмотці імпульсного трансформатора на лінійній ділянці кривої намагнічування за формулою, Вб:

ΔΨ = U_Rmax /R₂ CI (8.1)

Значення струму в первинній обмотці імпульсного трансформатора, , А;

І_{1 max} = U_Rmax /R₂ (8.2.)

Значення опорів R2 = 82 Ом, R3 = 2 кОм, значення ємності СІ = 2000 пФ. Обчислення проводити тільки в системі СІ.

Результати обчислень звести в таблицю і побудувати графічну залежність

Ψ = f(I_{1 max}), яка являє собою криву намагнічування для трансформатора Т2.

6. Визначити параметри L_p, L^\ i C еквівалентної схеми заміщення імпульсного трансформатора Т2. Для цього перемикачі поставити в таке положення: S1, S2, S4 – “Вкл.”, S6 – “І”, S4- “2”. Перемикач S5 поставити в положення “І” для підключення ємності СІ до вихідної обмотки трансформатора. При цьому змінюється період коливального процесу на передньому фронті вихідних імпульсів: Т¹ – для СІ і Т⁴ – для С2. Амплітуда вхідних імпульсів повинна бути 2 В, частота слідування вхідних імпульсів 1000 Гц, тривалість вхідних імпульсів 400 мкс. Часова розгортка осцилографа при цьому повинна бути мінімальною.

По одержаних значеннях періодів розрахувати еквівалентну ємність:

C = (T^|)²C^|₂ / (T^|)² – (T^||)² (8.3.)

Де С ^| ₂ = C₂ n² ; C2 = 4300 пФ; n = 0,11.

Значення параметра

L_p = (T^|)²/ 4π²C (8.4.)

Розрахувати значення параметра L ^| еквівалентної схеми:

L^| = ΔΨ₂/I_1max * n (8.5.)

Всі обчислення проводити в системі СІ.

Література: (1;3;5).