Страница 35 из 39
Амплитуды импульсов измеряются с помощью специальных ёмкостных, омических или смешанных делителей напряжения.
Импульсы сильных токов применяются: 1) для создания импульсных магнитных полей в термоядерных установках, ускорителях заряженных частиц, при ускорении плазмы, и металлических тел, при магнитно-импульсной обработке металлов, в быстродействующих электромагнитных клапанах, импульсном электроприводе и т. д.); 2) для быстрого нагрева газа и проводников (нагрев газа при аэродинамических и термоядерных исследованиях, получение мощных ударных волн и расходящихся потоков жидкости для эхолокации и сейсморазведки, деформирование и разрушение материалов, электрический взрыв проводников, питание импульсных источников света, электроэрозионная обработка металлов, импульсная сварка и др., см. Электрофизические и электрохимические методы обработки); 3) для испытания электротехнических устройств, коммутационной аппаратуры, моделирования разрушающего действия тока молнии и т. д.
Источниками импульсов тока служат: ударные электрические генераторы, накапливающие энергию до 108 дж в виде кинетической энергии массивного ротора (см. Генератор электромашинный); аккумуляторы, конденсаторные батареи (ёмкостные накопители), заряжаемые от источника постоянного напряжения (например, контур Горева); индуктивные накопители (накопление энергии происходит в катушке индуктивности); взрывные генераторы, в которых происходит уменьшение объёма контура или катушки с током при взрыве или под действием магнитного поля (рис. 5).
Для присоединения нагрузки к импульсным источникам сильных токов используют тиратроны, (при токе до 103—104 а и напряжении ~ 20—30 кв), разрядники с повышенным и атмосферным давлением (токи до 106 а и напряжения до 105 в), вакуумные разрядники с непрерывной откачкой (токи до 106 а, напряжения до 10—20 кв) и запаянные (токи до 103 а и напряжения до 105в). Применяются также разрядники с твёрдым диэлектриком, заменяемым после каждого разряда (токи ~ 106 а, напряжения ~ 104 в). Для согласования ёмкостных и индуктивных накопителей с нагрузкой применяются импульсные трансформаторы. Измерение импульсных токов проводится с помощью шунтов или измерительных трансформаторов (пояса Роговского) с интегрирующими цепями. Для этой же цели применяются устройства, использующие явление вращения плоскости поляризации (угол поворота плоскости поляризации пропорционален напряжённости магнитного поля, создаваемого измеряемым током).
Лит.: Техника высоких напряжений, под ред. Л. И. Сиротинского, ч. 1, М., 1951; Гончаренко Г. М., Жаков Е. М., Дмоховская Л. Ф., Испытательные установки и измерительные устройства в лабораториях высокого напряжения, М., 1966; Фрюнгель Ф., Импульсная техника. Генерирование и применение разрядов конденсаторов, пер. с нем., М.—Л., 1965; Техника больших импульсных токов и магнитных полей, под ред. В. С. Комелькова, М., 1970; Месяц Г. А., Насибов А. С., Кремнев В. В., Формирование наносекундных импульсов высокого напряжения, М., 1970; Физика быстропротекающих процессов, пер. с нем., под ред. Н. А. Златина, т. 1, М., 1971.
И. П. Кужекин.
Рис. 4. Спиральный генератор.
Рис. 2. Схема кабельного генератора наносекундных импульсов высокого напряжения; К — отрезки коаксиального кабеля; П — искровой промежуток; О — нагрузка.
Рис. 1. Схема генератора импульсных напряжений (ГИН, или схема Аркадьева — Маркса): ПН — источник постоянного напряжения; С — конденсаторы; R — зарядные сопротивления; Rд — демпфирующие сопротивления: Rp — разрядное сопротивление; П — искровые промежутки; О — объект испытания.
Рис. 5. Амплитуды и длительности токов, получаемых от различных импульсных источников тока: I — взрывные генераторы; II — ёмкостные накопители энергии; III — индуктивные накопители: IV — импульсные аккумуляторы; V — контур Горева; VI — ударные генераторы.
Рис. 3. Схема генератора Блюмлейна: ИП — источник постоянного напряжения или ГИН; Л — трёхполосная полосковая линия.
Импульсное управление электроприводом
И'мпульсное управле'ние электроприво'дом, метод управления частотой вращения или вращающим моментом электродвигателей, основанный на периодическом изменении параметров цепей двигателя или схемы его присоединения к источнику энергии. Например, при замкнутом контакте импульсного элемента (ИЭ) (см. рис.) цепь якоря Я подключена к источнику Uп и двигатель разгоняется. При разомкнутом контакте двигатель тормозится статическим моментом нагрузки Mc. Среднее значение частоты вращения n определяется относительным временем t1 включения ИЭ и нагрузкой Mc, т. е., меняя продолжительность импульса питающего напряжения, можно регулировать частоту вращения в широких пределах. В качестве коммутирующих ИЭ применяются реле, контакторы, магнитные усилители, ионные приборы, транзисторы. Подобные схемы отличаются низкими кпд и коэффициентом использования двигателя при глубоком регулировании частоты вращения.
Для И. у. э. характерны простота и надёжность, а схема управления на транзисторах отличается, кроме того, высокой экономичностью, малыми габаритами и массой, поэтому такие схемы широко применяются в самолётных электроприводах и металлообрабатывающих станках.
Лит.: Твердин Л. М., Система УРВ-Д с импульсным регулированием скорости вращения, в кн.: Автоматизированный электропривод, в. 2, М., 1960; Нагорский В. Д., Управление двигателями постоянного тока с помощью импульсов повышенной частоты, «Изв. АН СССР. Отделение технических наук», 1960, № 2.
Импульсное регулирование частоты вращения электродвигателя: а — схема включения электродвигателя и временная диаграмма его работы; б — механические характеристики электропривода; ИЭ — импульсный элемент управления; Я — якорь электродвигателя; Uп — источник электроэнергии; Mc — нагрузка: uя — напряжение на якоре; iя — ток в якоре; n — частота врашения.