Представлені основні результати досліджень трьох груп магнітно-напівпровідникових генераторів: Однотактний однополярних; двотактних однополярних і різнополярних. Показано, що за допомогою цих трьох груп генераторів ефективно вирішується основні завдання по розширеним можливостям їх застосувань. Досягаються: адекватність з генераторами на базі іонних комутаторів, що оцінюється за вихідним параметрам навантажень; висока надійність; розширені і нові функції; співмірні і кращі інші показники.

Анотація наукової статті з електротехніки, електронної техніки, інформаційних технологій, автор наукової роботи - Волков Ігор Володимирович, Зозульов Віктор Іванович, Калюжний Андрій Анатолійович, Шолох Дмитро Олександрович


The main results of investigations of three groups of semiconductor-magnetic generators: single-contact unipolar ones, double-contact unipolar and bipolar ones have been introduced. It was shown that the main problems of advanced opportunities of their applications are efficiently solved by these three groups of generators. Adequacy with generators on the basis of ion switches estimated by output load parameters; high reliability; extended and new functions; commensurable and better other indices were achieved.


Область наук:
  • Електротехніка, електронна техніка, інформаційні технології
  • Рік видавництва: 2011
    Журнал: Известия Томського політехнічного університету. Інжиніринг ГЕОРЕСУРСИ

    Наукова стаття на тему 'Магнітноoполупроводніковие генератори наносекундних імпульсів з розширеними можливостями їх застосувань'

    Текст наукової роботи на тему «Магнітноoполупроводніковие генератори наносекундних імпульсів з розширеними можливостями їх застосувань»

    ?СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ

    1. Melvill WS. The Use of Saturall Reactors as Discharge Devices for Pulse Generators // Proc. IEE. - 1951. - V. 98. - № 53. - P. 185.

    1. Гарбер І.С. Магнітні імпульсні модулятори. - М .: Радянське радіо, 1964. - 159 с.

    2. Меерович Л.А., Ватин І.М., Зайцев Е.Ф., Кандикін В.М. Магнітні генератори імпульсів. - М .: Радянське радіо, 1968. - 475 с.

    2. Зозульов В.І., Калюжний А.А. Застосування вузлів магнітного стиснення в генераторах збудження лазерів на парах міді // Техн. електродінамка, Тематичні. віп .: Проблеми Сучасний! елек-тротехшкі. - 2002. - Ч. 6. - С. 67-70.

    3. Зозульов В.І. Основні підходи до аналізу і оптимального побудови компресійних магнітно-напівпровідникових генераторів // Техн. електродінамка. Тематичні. віп .: Проблеми Сучасний! електротехнкі. - 2006. - Ч. 3. - С. 77-81.

    4. Волков І.В., Зозульов В.І., Шолох Д.А. Магнітно-напівпровідникові генератори з різнофункціональних вузлами магнітної компресії імпульсів // Пр. 1н-ту електродінамь

    ки НАН Укршні: Зб. наук. пр. - Kim: 1 ОД НАНУ. - 2010. -Віп. 26. - С. 79-89.

    3. Важдаев В.А., Катаєв І.Г. Магнітополупроводніковий формувач імпульсів з керованим вузлом стиснення // Прилади і техніка експерименту. - 1992. - № 6. - С. 128-134.

    5. Русин Ю.С., Чепарухін А.М. Проектування індуктивних елементів приладів. - Л .: Машинобудування, 1981. - 172 с.

    4. Важдаев В.А., Катаєв І.Г. Магнітополупроводніковий формувач імпульсів з керованим вузлом стиснення // Прилади і техніка експерименту. - 1992. - № 6. - С. 128-134.

    5. Одноключовій магштно-нашвпровщніковій генератор одне-полярного шверсніх iмпульсiв: пат. № 44910 Україна. Заявл. 12.01.2009; опубл. 25.06.2009, Бюл. № 12.

    6. Двоключовій магттно-нашвпровщніковій генератор одне-полярного шверсніх iмпульсiв: пат. № 41501 Україна. Заявл. 18.12.2008; опубл. 25.05.2009, Бюл. № 10.

    надійшла 01.09.2010р.

    УДК 621.314

    Магнітно-Напівпровідникові ГЕНЕРАТОРИ імпульсів Наносекунди з розширеними можливостями їх застосування

    І.В. Волков, В.І. Зозульов, А.А. Калюжний, Д. А. Шолох

    Інститут електродинаміки НАН України, м Київ E-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

    Представлені основні результати досліджень трьох груп магнітно-напівпровідникових генераторів: однотактний однопо-лярних; двотактних однополярних і різнополярних. Показано, що за допомогою цих трьох груп генераторів ефективно вирішується основні завдання по розширеним можливостям їх застосувань. Досягаються: адекватність з генераторами на базі іонних комутаторів, що оцінюється за вихідним параметрам навантажень; висока надійність; розширені і нові функції; співмірні і кращі інші показники.

    Ключові слова:

    Магнітно-напівпровідниковий генератор, магнітний генератор, вузол магнітної компресії, дросель насичення, комутаційний дросель. Key words:

    Semiconductor-magnetic generator, magnetic generator, magnetic compression nod, saturated reactor, switching reactor.

    В сучасних передових сферах науки, техніки і промисловості поширені імпульсні електротехнологічні пристрої, в яких до останнього часу застосовувалися переважно тиратронні генератори імпульсів (ТГИ) і тиратронах-магнітні ГІ. Основи по магнітним ГІ були викладені ще до і в 60-х рр. минулого століття в [1, 2], а пізніше - в ряді публікацій з магнітно-напівпровідникових ГІ (МПГ) [3-5]. МПГ в порівнянні з ТГИ мають кращі массогаба-Ритні і енергетичні показники і не менше ніж на порядок більший ресурс роботи, за допомогою МПГ можна реалізувати ряд якісно нових параметрів, характеристик і функцій.

    Досвід досліджень МПГ ​​показав, що побудова ефективних МПГ досягається в основному за рахунок застосування в них різнофункціональних вузлів. При цьому під ефективними МПГ подрузі-

    Мева такі, які адекватно і краще можуть замінити генератори, що базуються на іонних комутаторах; мають високу надійність за рахунок виключення іонних комутаторів, незастосування напівпровідникових приладів на високовольтній стороні МПГ і забезпечення їм сприятливих режимів комутації; формують різноманітні за формою і параметрами вихідні імпульси МПГ.

    Відповідно до викладеного положеннями подаються такі три групи МПГ: од-нотактние однополярні, двотактні однополярні, і різнополярні.

    1. Магнітно-напівпровідниковий генератор одно-полярних прямих імпульсів (МПГ-1). Схема цього МПГ представлена ​​на рис. 1, а, описана в [6]. Схема МПГ-1 відпрацьована спільно з газорозрядної трубкою (ГРТ) до рівня її практичного примі-

    Мал. 1. Схема МПГ-1 (а): ип - джерело ОС-харчування; 5 - односпрямований напівпровідниковий ключ; Ц - лінійний зарядний дросель; С.С5 - накопичувальні конденсатори; С0 - загострює конденсатор; Ц.Ц - комутаційні дроселі; ГРТ - газорозрядна трубка лазера; епюри імпульсних струмів в елементах МПГ-1 (б-г)

    нання. Ключ? працює в сприятливому режимі, що разом з іншими пасивними елементами забезпечує високу надійність. На догоду цій властивості дросель Ьх має дещо завищений масогабаритні показник. Інші елементи, завдяки введенню узгоджувальних вузлів (на Ц, Х5), обрані оптимально. Це перша представлена ​​схема і, згідно з публікаціями, одна з перших схем МПГ, за допомогою якої досягнута потужність випромінювання мідного лазера на 10 ... 15% більше, ніж при порушенні цього ж лазера ти-ратронним ГІ. В експерименті використовувалася ГРТ типу KULON ЕТ-1,5 Сі, яка порушувалась імпульсами струму: /^=220...250 А, тривалість імпульсів тГРТ = 80 ... 90 нс. Узгодження МПГ з низкоомной ГРТ досягнуто, мабуть, єдиним способом: за рахунок наростаючого перекриття суміжних імпульсів струмів - АТ 2 ... АТ4 на рис. 1.

    2. одноключевой магнітно-напівпровідниковий генератор однополярним інверсних імпульсів (МПГ-2). Схема МПГ-2 представлена ​​на рис. 2, а, має такі ж характеристики і особливості, що і МПГ-1 (рис. 1, а). Виняток то, що магніто-провід трансформатора ТІ перемагнічується практично по повній петлі гистерезиса. Опис схеми МПГ-2 дано в [7], випливає вона з схеми [5], але в схемі МПГ-2 ключ на основі ЮВТ-транзистора (1200 В, 400 А, коммутирующий ток тривалістю -3 мкс) замінений на переключающий дросель Ь' а 2-й УМК, виконаний на з-

    Глас дроселі Ц, забезпечує формування імпульсів струму через первинну обмотку трансформатора ТІ з оптимальною тривалістю -1,2 ... 1,5 мкс. Цим забезпечується сприятливий режим роботи ключа висока надійність і, імовірно, менша вартість в порівнянні зі схемою [5].

    3. двохключового магнітно-напівпровідниковий генератор однополярним інверсних імпульсів (МПГ-3). Схема МПГ-3 представлена ​​на рис. 3, а. МПГ-3 має такі ж характеристики і особливості, що і МПГ-1 (рис. 1, а) і МПГ-2 (рис. 2, а). Виняток то, що розряд конденсатора С1 відбувається через додаткові ключ? 2 і лінійний дросель Х02. Це дозволяє зменшити імпульсний відбір енергії від джерела ІП, поліпшити захисні властивості схеми і зменшити час тю для відновлення ключа? 2. Схема в більшій мірі відповідає принципу побудови схеми [5] і опис її дано в [8]. За допомогою макета цієї схеми досягнуті трохи кращі результати, ніж для МПГ-1: /ІГРТ=240.270 А, тГРТ = 70 ... 80 нс; потужність випромінювання ГРТ на 15.25% більше, ніж при її тестуванні на тиратронах генераторі.

    Крім того схема МПГ-3 в експериментах працювала найбільш стійко.

    4. Магнітно-напівпровідниковий генератор однополярним перезарядний-інверсних імпульсів (МПГ-4). Схема МПГ-4 представлена ​​на рис. 4, більш докладний опис її дано в [9]. Перезарядний-компресійний вузол виконаний на елементах Ь02,? 2,

    З,

    ип

    і

    а

    і

    а)

    З \

    >>

    А

    2 \

    мкс

    50 \ / д їв

    1

    / \

    / \

    / \

    /

    50 НЕ /, Юл

    В)

    Мал. 2. Схема МПГ-2 (а): УМК - вузли магнітної компресії схеми рис. 2 (а); інші позначення відповідають схемі рис. 2 (а і б). Епюри імпульсних струмів в елементах Ц, Ц Ц - (б); реальний імпульс струму, що збуджує ГРТ - (в)

    +0

    га

    і,

    п

    I

    01

    й С,

    а

    С »

    >>

    ГРТ

    Ц А А

    Мал. 3. Схема МПГ-3 (а): Б ,, Ц02 - додаткові ключ і лінійний дросель; інші позначення відповідають схемі рис. 3 (а). Епюри імпульсних струмів в елементах Ц01, 102, Ц Ц (б)

    Ц, УБ, С2. При заряді конденсатора С! струм через дросель Г1 блокується діодом УБ. По закінченню часу відмикається ключ? 2. конденсатор

    С1 перезаряджається по ланцюгу: Г02,? 2, Г2, щ, заряджаючи конденсатор С2 і перемагнічівая дросель Г1 через 2. Після перезарядження конденсатора С! насичується дросель ь1 і конденсатор С! передає накопичену енергію при струмі ^ в конденсатор С2 по колу: С2, УБ, Ц !. Далі процеси магнітної компресії імпульсів відповідають схемі рис. !, А. Індуктивні елементи Ц, Г2, ТИ функціонують практично при повній петлі перемагнічіва-ня їх сердечників. Експериментально підтверджено, що в результаті застосування перезарядний-компресійного вузла вдалося зменшити тривалість розрядного струму через дросель Г1 з 4,2 ... 4,5 до 2,0 ... 2,2 мкс, через дросель Г2 -с2,0 .. .2,4 до 1,0.1,2 мкс.

    Мал. 4. Схема МПГ-4: Б2, Ц02 - додаткові ключ і лінійний дросель; 1. - опір для перемагнічі-вання дроселя Ц; УМК, 1Н - вузли магнітної компресії і навантаження, відповідні рис. 1 (а); УО -блокірующій діод; позначення інших елементів відповідають схемі рис. 1 (а)

    Елемент може бути виконаний у вигляді зовсім невеликого дроселя і підключений до отпайки дроселя Г02. І, як видно, МПГ-4 має властивість інверсії полярності джерела ІП, що може бути важливим, якщо немає трансформатора ТІ.

    5. Магнітно-напівпровідниковий генератор з дросельним вузлом формування двотактних од-нополярних імпульсів (МПГ-5). Схема МПГ-5 представлена ​​на рис. 5, а), опис її наведено в [10]. Дросельний вузол формування двухтакт-

    них однополярним імпульсів [11] виконано на елементах Г4 (Г'4 + Г "4), Ь5 (Г'5 + Г" 5), С5. Інвертор ЕП через дросель Г0 заряджає конденсатор С1. Далі за допомогою УМК-1 і 2, ТИ, С3, ь3 проводиться компресія імпульсів струму інвертора ЕП до імпульсів струму ^ аналогічно як в схемі рис. 1, а), але тільки в різнополярних режимі. Фазировка подмагничивания струмом 1П визначена так, що при струмі г3, насичується дросель Г4 і через його складові Г4, Г'4 формується струм г4. При струмі Інасищается дросель Ц пі через його складові Г5, Г'5 формується струм г5. Тобто в вузлі (Г4, Г5) в одному процесі відбувається Л-випрямлення », вірніше, L-однополярізація вхідних різнополярних імпульсів струму / 3 і їх компресія по тривалості, в результаті чого формуються двотактні однополярні імпульси г4 і г5. По завершенню іхформірованія виникає негативні струми У і г5, які при великих шпаруватості імпульсів (0>20 ... 50) мають значення не більше 2,0.3,0% від амплітудних значень струмів 14, 15.

    Вузол (Г4, Г5) крім однополярізаціі і компресії імпульсів здатний, при відповідній зміні струму 1П, регулювати амплітуду імпульсів, створювати їх асиметричність, змінювати їх полярність, в тому числі у вигляді разнопо-лярних пачок імпульсів і виконувати інші функції. Тобто істотно розширюються функціональні можливості МПГ-5, що дає право визначити його також як універсальний МПГ. При цьому слід особливо підкреслити, що в порівнянні з МПГ [12], де тиратрон замінений на складовою ключ з ЮВТ-транзисторів в схемі МПГ-5 їх замінює всього один, «зайвий» дросель Г5. Очевидно, що надійність МПГ-5 значно вище, вартість, швидше за все, менше і є можливість додатково реалізувати наведені вище функціональні можливості.

    6. Магнітно-напівпровідниковий генератор з трансформаторних вузлом формування однотакт-них однополярним імпульсів (МПГ-6). Схема МПГ-6 представлена ​​на рис. 6, опис її наведено в [9]. Трансформаторний вузол формування двотактних однополярним імпульсів виконаний

    Мал. 5. Схема МПГ-5 (а): ЕП - джерело АС-харчування; УМК-1і2 - вузли магнітної компресії аналогічно Ц, 12 (рис.1, а); 1'4, Ц "і Ц5, Ц - відповідно двохобмотувальні переключають дроселі Ц, Ц; 1П - струм підмагнічування дроселів 1_4, Ц; інші позначення елементів відповідають схемі рис. 1 (а). Епюри імпульсів струму в елементах Ц3, Ц4 (Ц4 + Ц4), Ц) - (б)

    на елементах Ть Т2, С5. Формування струму / 3 відповідає схемі рис. 5. Фазировка струму 1П трансформаторів Ть Т2 визначена так, що при струмі р насичується трансформатор Т2, а Т1 працює в лінійному режимі, трансформуючи в обмотку струм? "2 (рис. 5, б). При струмі А насичується трансформатор Ть а Т2 працює в лінійному режимі, трансформуючи в обмотку ^ 4ток I "4. В обох тактах зустрічні струми ґ "4 г і У2 насичених трансформаторів Т і Т2 знаходяться 15 співвідношеннях з трансформуються струмами: I" 4 "г" 2, г "2<< ?"4. Тому без помітного ослаблення трансформують властивостей трансформаторів Т1 і Т2 в ланцюзі" 2, С5, "4 (" 4, "2, С5) формуються однополярні іммпульси в першому такті - г" 2, і в другому такті - г "4 , які в одному процесі однополярізаціі ( «Т-ви-Прямління») імпульсів струму г3 також стискається по їх тривалості. МПГ-6 має такі ж характеристики і переваги як МПГ-5, але має ще важливе функціональне властивість: другу гальванічну розв'язку з навантаженням . Массогаба-Ритні показники Т1, Т2 і Ь4, Ь5 (рис. 6, а) приблизно однакові. за допомогою МПГ-5, МПГ-6 отримана потужність випромінювання ГРТ типу KULON ЕТ-1,5 співмірна з отриманої від досить відпрацьованих МПГ- 1, МПГ-3.

    Мал. 6. Схема МПГ-6: в - частина МПГ-5 до конденсатора С3, Т, Т2 - переключають трансформатори собмотка-ми г г і г г4, \ г6; інші позначення відповідають схемі рис. 6 (а); ? Й2, г4 на рис. 6 (б) -трансформіруемие струми в обмотках \ ^ 2 ,, г4

    У МПГ-5 і МПГ-6 все індуктивні елементи, крім кінцевих, працюють при симетричній петлі перемагнічування їх сердечників, для цих МПГ можна застосувати серійні інвертори. В експериментах МПГ-5, МПГ-6 працювали найбільш стійко з усіх МПГ, навіть при нагріванні ГРТ, швидше за все, за рахунок їх токостабілізірующіх властивостей.

    7. Магнітно-напівпровідниковий генератор одно-полярних прямих і інверсних імпульсів. Схема МПГ-7 представлена ​​на рис. 7. Структури формування прямих імпульсів - Х01, С1, (Х03), S1, С2, ь1, (ТІ) і інверсних імпульсів - Х02, С3, "2 (Х03), S2, С4, Ь2, (ТІ) - функціонують відповідно структурам МПГ-1 (рис. 1, а) і МПГ-2 (рис. 2, а), включаючи обмотку (ТІ). Опис схеми дано в [13]. МПГ-7 властива також універсальність у формуванні вихідних імпульсів, розглянута для МПГ-5 і 6, висока надійність і переваги перед МПГ, в якому однополярен-ні імпульси формуються на високій стороні за допомогою ЮВТ-транзисторів [10].

    8. Магнітно-напівпровідниковий генератор раз-нополярних імпульсів (МПГ-8). Схема МПГ-8 представлена ​​на рис. 8. На місці дроселя Ь4 схеми рис. 8 в МПГ-5 і МПГ-6 встановлено відповідно дросельний і трансформаторний вузли однополярізаціі різнополярних імпульсів. Порівняльні експериментальні випробування МПГ-5, МПГ-6 з МПГ-8 показали, що споживана потужність від мережі МПГ-5 і 6 (Р5С6) і МПГ-8 (Р /) знаходиться в співвідношенні Р5С6 «1,03.Р8С. Тобто на однополярізацію імпульсів витрачається додатково всього ^ 3,0% потужності. Функціонування схеми частини Про МПГ-8 відповідає схемі МПГ-5, а далі - схемі МПГ-1, але для разнопо-лярних імпульсів. Потенційно МПГ-8 є найбільш простим, його все індуктивні елементи працюють при симетричній петлі гистерезиса, що разом покращує його масогабаритні і надежностние показники. Передбачається, що головна перевага різнополярних МПГ полягає в підвищенні ресурсу роботи ГРТ і інших навантажень, якщо їх виконати різнополярними.

    Мал. 7. Схема МПГ-7: Е - джерело АС харчування; Ц01, Ц02,? 03 -лінійні дроселі; 5, 52 - ключі; Ц, 12 - погоджують дроселі; ТИ - імпульсни1й трансформатор, в, 1Н - частина МПГ-1, рис. 2 (а) і його навантаження

    X

    Мал. 8. Схема МПГ-8: в - частина МПГ-5до конденсатора С3; Ц, Ц ІЦ - переключають і узгоджувальний дроселі; С3-С5, С0 - накопичувальні і загострює конденсатори /; 1Н - комплексне навантаження

    9. Магнітно-напівпровідниковий генератор пар-но-різнополярних імпульсів (МПГ-9). Схема МПГ-9 представлена ​​на рис. 9.

    Фазировка струму 1П і індуктивність дроселів L4, L5 визначені так, що при імпульсі струму Р (або р) з тривалістю Т3 дроселі L4, L3 не досягають режиму насичення, конденсатор С3 передає задану енергію в конденсатори С4, С5. По завершенню імпульсу струму г3 "(Г3") дросель L4 насичується, а дросель L5 (L4) на час Т3 + Т4 (Т3 + т5) залишається в режимі намагнічування. При розряді конденсатора С4 (С5) через насичений дросель L4 формується позитивний імпульс струму г4 (г'5 ") на навантаженні Після закінчення імпульсу струму г5 (г'5) насичується дросель L5 (L4) і при розряді конденсатора С5 (С4) через насичений дросель L5 (L4) на навантаженні Ян формується негативний імпульс струму г3 (г3). мпн-9 має всі особливостями і перевагами, що і МПГ-5, у випадку необхідності здійснення парно-

    різнополярних імпульсів (ПРИ). До теперішнього часу опрацьовується застосування ПРИ для збудження ЛПМ. Причому при створенні асиметрії між струмами г "і г", так як встановлено, що потужність випромінювання ГРТ зростає, якщо фронт імпульсів починається в предімпульсной його негативній частині (рис. 2, в).

    На закінчення за оригінальними двотактним однополярним схемами МПГ-5-МПГ-7 можна відзначити, що вони мають ряд зазначених позитивних властивостей. Те саме можна сказати до певної міри до МПГ-4, МПГ-9. Цих властивостей можна досягти в однотактний МПГ. Схемні рішення цих МПГ і в більшій мірі їх розширені варіанти містять, на наше переконання, відповідну в перспективі затребуваність для імпульсних лазерів, електротехнологій та інших традиційних і нетрадиційних застосувань.

    висновки

    Поліпшення основних показників МПГ додатково досягається шляхом використання в структурах МПГ різнофункціональних УМК: зарядно-стабілізуючих; перезарядних; формують в низьковольтної або високовольтної частини МПГ двотактні однополярні імпульси з різнополярних (дроссельного і трансформаторного типу), які також розширюють функціональні можливості МПГ. До них відносяться: управління амплітудою імпульсів, потактовой їх коригування та асімметрірованіе; зміна полярності імпульсів, створення пакетів імпульсів і ін.

    На додаток до [3] пропонується класифікація на прикладі розглянутих МПГ.

    За вироблюваним імпульсам: однотактний однополярні (МПГ-1-МПГ-4); двотактні од-нополярние (МПГ-5-МПГ-7); різнополярні (МПГ-8), парно-різнополярні (МПГ-9).

    За співвідношенням зарядних і формованих імпульсів: прямих (МПГ-1,5,6,8,9), інверсних (МПГ-2, 3), прямих і інверсних (МПГ-7), перезарядний-інверсних (МПГ-4) і перезарядний -Прямо імпульсів.

    Мал. 9. Схема МПГ-9 (а): в - частина МПГ-5до конденсатора С3, рис. 7 (а); Ц ... Ц - переключають дроселі; С3 ... С5 - накопичувальні конденсаториI; НН - навантаження. (Б, в) - епюри / імпульсів струму 3, ц, / 5 відповідно в елементах Ц-Ц

    СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ

    1. Гарбер І.С. Магнітні імпульсні модулятори. - М .: Радянське радіо, 1964. - 159 с.

    2. Меерович Л.А., Ватин І.М., Зайцев Е.Ф., Кандикін В.М. Магнітні генератори імпульсів. - М .: Радянське радіо, 1968. - 475 с.

    3. Dai Yuhang. Pulsed Power Supply Employing Magnetic Pulse Compression Technology // Proc. PEMC'98. - Prague, Czech Republic, 1998. - V. 2. - P. 2-185-2-188.

    4. Важдаев В.А., Катаєв І.Г. Магнітополупроводніковий формувач імпульсів з керованим вузлом стиснення // Прилади і техніка експерименту. - 1992. - № 6. - С. 128-134.

    5. Nakhe S.V., Rajanikanth B.S., Bratnager R. Energy disposition studies in a copper vapour laser under different pulse excitation schemes // Measurement Science and Technology. - 2003. - № 14. - P. 608.

    6. Магштно-нашвпровщніковій генератор однополярним нано-секундних iмпульсiв: пат. № 40523 Україна МПК Н03К 7/00; заявл. 28.11.2008; опубл. 10.04.2009, Бюл. № 7.

    7. Одноключовій магнггно-нашвпровщніковій генератор однополярним шверсніх iмпульсiв: пат. № 44910 Україна. Заявл. 12.01.2009; опубл. 25.06.2009, Бюл. № 12.

    8. Двоключовій магштно-нашвпровщніковій генератор однополярним шверсніх iмпульсiв: пат. № 41501 Україна. Заявл. 18.12.2008; опубл. 25.05.2009, Бюл. № 10.

    9. Волков І.В., Зозульов В.І., Шолох Д.А. Магнітно-напівпровідникові генератори з різнофункціональних вузлами магнітної компресії імпульсів. // Препринт 1н-ту електро-динамки НАН Укра'ші: Зб. наук. пр. - Кйв: 1 ОД НАНУ, 2010. - Вип. 26. - С. 79-89.

    10. Магштно-нашвпровщніковій генератор з дросельними Вузли формирование двотактніх однополярного iмпульсiв: пат. № 51753 Україна. Заявл. 01.03.2010; опубл. 26.07.2010, Бюл. №14.

    11. Магштній вузол формирование двотактніх однополярного ш-пульів: пат. № 6627A, Україна, МПК. Заявл. 18.09.2003; опубл. 15.04.2004, Бюл. № 4.

    12. Малашина М.В., Мошкунов С.І., Хомич В.Ю. Система накачування лазера на парах міді на основі складеного твердотільного комутатора // Лазери на парах металів: Тез. доп. Симпозіуму (ЛПМ-2010). - Ростов-на-Дону: Изд-во ПФУ, 2010. -С. 64.

    13. Магштно-нашвпровщніковій генератор двотактніх однополярного iмпульсiв: пат. № 46235 Україна. Заявл. 17.03.2009; опубл. 10.12.2009, Бюл. № 23.

    надійшла 01.09.2010р.

    УДК 621.791

    ПРИСТРІЙ ДЛЯ ЗВАРЮВАННЯ В ДИНАМІЧНОМУ РЕЖИМІ ГОРІННЯ ДУГИ

    А.Ф. Князьків, О.С. Бірюкова

    Томський політехнічний університет E-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.; Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

    Розглянуто процес формування імпульсів зварювального струму, що забезпечують стійке горіння дуги в динамічному режимі. Розроблено пристрій з формуючим елементом, виконаним на базі штучної формує лінії. Проведено дослідження при зварюванні неплавким електродом в середовищі аргону. Показано переваги зварного з'єднання при зварюванні дугою, що горить вдінаміческом режимі.

    Ключові слова:

    Зварювальний дуга, динамічний режим горіння, штучна формує лінія. Key words:

    Dynamic mode of burning, welding arc, artificial forming line.

    Перспективним напрямом вдосконалення зварювальних систем харчування є створення пристрою, що забезпечує концентрований введення теплової енергії в виріб, що зварюється за рахунок імпульсного харчування дуги. Виділяють динамічний режим горіння дуги між неплавя-щимся електродом і виробом з гарантованою якістю зварного шва у всіх просторових положеннях. Динамічний режим горіння дуги досягається при тривалості імпульсів менш 450 ... 500 мкс [1] внаслідок відставання переходу дуги до статичного стану через швидкої зміни значення струму і напруги. Швидка зміна струму призводить до виникнення динамічних «сплесків» напруги [3]. Існування «сплесків» пояснюється невідповідністю термічної емісії електронів з катода поточному

    значенням струму внаслідок теплової інерції. Недолік термічної емісії заповнюється автоелектронної емісією, що забезпечує зростання напруги дуги. При цьому спостерігається контрагентів-вання стовпа дуги і зменшення розмірів анодного плями на виробі, що збільшує глибину проплавлення [1].

    Одним з варіантів пристрою для імпульсного живлення зварювальної дуги є застосування штучної формує лінії (ІФЛ), що складається з ЬС осередків [4].

    На рис. 1 представлена ​​схема пристрою для формування імпульсів зварювального струму. Пристрій складається з трифазного випрямляча В, що володіє жорсткою зовнішньою вольтамперної характеристикою і регульованою напругою холостого ходу. До вихідних клем для змен-


    Ключові слова: магнітно-напівпровідниковий генератор / магнітний генератор / вузол магнітної компресії / дросель насичення / комутаційний дросель / semiconductor-magnetic generator / magnetic compression nod / saturated reactor / switching reactor

    Завантажити оригінал статті:

    Завантажити