2.5. Методи одержання імпульсних струмів

При проведенні різних фізичних досліджень: створення сильних магнітних полів, одержання ударних хвиль високотемпературної плазми і т.д.  потрібні імпульсні струми, величина, форма і тривалість яких змінюється в широких межах. Широко застосовуються імпульсні струми при випробуванні комутаційних апаратур для енергосистем і різних електрофізичних установок. Представлення про різноманітність застосування імпульсних струмів можна одержати з наукової літератури, наприклад з [1-4, 8].

Будь-яке джерело або генератор імпульсів являє собою один з видів накопичувачів енергії з комутатором. До найпоширеніших накопичувачів у наш час відносяться ємнісні (рис. 2.14), індуктивні, електромеханічні (ударні генератори), хімічні (імпульсні акумулятори), а також різні комбінації декількох накопичувачів.

Рис. 2.14. Електрична схема ГІТ: V – високовольтний випрямляч; R_ЗАЩ – опір для обмеження зарядного струму; С₁-Ссn – батарея конденсаторів; Р – розрядник керований; R_Н – навантаження; L – індуктивність розрядного контуру

Ланцюг імпульсного струму ГІТ (розрядний ланцюг) складається з послідовно з'єднаних і заряджених до напруги U₀ ємностей С, індуктивності L й активного опору R_к. Індуктивність L й активний опір R_к містять у собі, відповідно, індуктивність й опір накопичувача, комутатора і сполучних шин.

Перехідний процес може носити коливальний або аперіодичний характер, залежно від величини g » 0,5 R(С/L)^0,5, що залежить від співвідношення параметрів розрядного контуру ГІТ і навантаження.

При розробці і створенні ГІТ на базі ємнісного накопичувача прагнуть зменшити індуктивність й активний опір розрядного контуру і накопичувача. Досягається це шляхом застосування паралельних розрядників, сполучних шин великого перетину і кабелів, а також скорочення довжин шин і кабелів, що з'єднують накопичувач із навантаженням.

Конструктивно ГІТ повинен виконуватися компактно з можливими мінімальними відстанями між блоками конденсаторів, навантаженням і розрядником. Як правило, це розташування блоків конденсаторів по периметрі окружності або багатокутника з розташуванням навантаження і розрядника в центрі. Конструкції ГІТ можуть відрізнятися типом ошиновки, збірних шин і розрядників, кількістю блоків конденсаторів у них і т.д.  (рис. 2.15).

Крім ємнісних накопичувачів енергії, перспективними є індуктивні накопичувачі, у яких енергія накопичується в магнітному полі індуктивності [4].

в

б

а

Рис. 2.15. Схема конструктивного виконання ГІТ: а – блок накопичувача з кабельної ошиновкою і одним розрядником на блок; б – те ж, але з розрядником на кожен конденсатор блоку; в – накопичувач із плоскою ошиновкою і одним розрядником; 1 – блок конденсаторів; 2, 3, 4 – ошиновка; 5 – розрядник; 6 – навантаження