- •Предисловие
- •1. Основные сведения об импульсных процессах
- •1.1. Импульсные режимы работы
- •1.2. Форма и параметры импульсов
- •1.3. Основные принципы генерирования мощных импульсов тока
- •1.4. Принципы построения зарядных устройств емкостных накопителей
- •2. Генераторы прямоугольных импульсов тока на основе реактивных формирующих двухполюсников
- •2.1. Переходные характеристики формирующих двухполюсников
- •2.3. Формирующие двухполюсники 1-го рода
- •2.2. Канонические схемы формирующих двухполюсников
- •2.4. Формирующие двухполюсники 2-го рода
- •2.5. Длинная линия в качестве формирующего двухполюсника
- •3. Генераторы импульсов тока на основе длинных линий
- •3.1. Волновые процессы в длинной линии
- •3.2. Согласование длинной линии и нагрузки
- •3.3. Однородная искусственная линия
- •3.4. Двойная длинная линия
- •3.5. Короткозамкнутая длинная линия, заряжаемая током
- •3.6. Коррекция формы импульсов
- •3.7. Работа однородной искусственной линии на комплексную нагрузку
- •3.8. Работа однородной искусственной линии на нелинейную нагрузку
- •3.9. Особенности расчета и проектирования генераторов на основе реактивных формирующих двухполюсников
- •4. Генераторы прямоугольных импульсов тока регулируемой длительности
- •4.1. Принципы построения генераторов импульсов регулируемой длительности
- •4.2. Частичный разряд емкостных накопителей
- •4.3. Частичный разряд эквивалентных формирующих двухполюсников
- •4.4. Энергетика процессов частичного разряда однородной искусственной линии
- •4.5. Длинная линия с распределенным диодом
- •4.6. Однородная искусственная линия с вентилями
- •4.7. Генераторы с дискретной регулировкой длительности импульсов
- •4.8. Особенности расчета и проектирования генераторов на основе однородных искусственных линий с вентилями
- •5. Генераторы импульсов тока регулируемой формы
- •5.1. Длинная линия с распределенным ключом
- •5.2. Теорема о соответствии формы эпюра зарядного напряжения длинной линии и формы импульса тока нагрузки
- •5.3. Длинная линия при одновременной коммутации распределенного ключа
- •5.4. Генераторы импульсов тока регулируемой формы на основе однородных искусственных линий
- •5.5. Генераторы импульсов тока регулируемой формы на основе расщепленных емкостных накопителей
- •5.6. Практическая реализация генераторов импульсов тока регулируемой формы
- •6. Зарядные устройства емкостных накопителей
- •6.1. Резистивный заряд емкостных накопителей
- •6.2. Индуктивный заряд емкостных накопителей
- •6.3. Управляемый резонансно-диодный заряд емкостных накопителей
- •6.4. Заряд емкостных накопителей от неуправляемых выпрямителей
- •6.5. Заряд емкостных накопителей от источников тока
- •6.6. Заряд расщепленных емкостных накопителей с помощью коммутатора зарядного тока
- •6.7. Энергетика процессов резистивного заряда расщепленных емкостных накопителей
- •6.8. Резонансно-диодный заряд расщепленных емкостных накопителей
- •Заключение
- •Список литературы
- •Оглавление
Заключение
B предлагаемой монографии автором в сжатой форме приведены основные результаты работ, которые проводились в СПбГЭТУ «ЛЭТИ» в течении последних сорока лет (на кафедре "Установки промышленной электроники" (впоследствии кафедра "Электротехнологическая и преобразовательная техника" – ЭТПТ)) в области силовой импульсной техники. В 60-е – 70-е годы предыдущего столетия отсутствовали мощная вычислительная база и специализированные программные средства, позволяющие сравнительно просто решать задачи анализа электромагнитных процессов. Это приводило к необходимости в каждом конкретном случае либо использовать достаточно сложный математический аппарат, либо самостоятельно создавать численные модели для анализа переходных процессов, писать и отлаживать программы вычислений и т. п. Следует отметить, что результатом численного анализа обычно является решение, найденное только для какой-либо конкретной схемы или какого-либо режима работы импульсного генератора, а обобщение этих результатов связано с определенными трудностями.
Исследования проводимые на кафедре ЭТПТ в области силовой импульсной техники изначально были направлены на создание импульсных систем питания радиотехнических устройств, а в последующем – на создание систем питания различных электротехнологических установок. При этом в соответствии с требованиями различных электротехнологий усложнялись задачи, стоящие перед разработчиками импульсных генераторов. Так, возникла необходимость перейти от задач генерирования импульсов тока или напряжения прямоугольной формы с заданными параметрами к задачам генерирования импульсов тока регулируемой длительности, а затем и регулируемой формы. Более сложные задачи требовали создания оригинальных схемных решений как непосредственно самих формирователей импульсов, так и различных (в общем случае многоканальных) зарядных устройств. При этом усложнялись и задачи анализа электромагнитных процессов в генераторах.
С появлением персональных компьютеров и современных систем схемотехнического моделирования решение подобных задач не представляет непреодолимых трудностей. Однако для обобщения результатов анализа и получения общих выводов и рекомендаций во многих случаях можно получить точные аналитические зависимости, используя два основополагающих закона электротехники – закон сохранения энергии и закон сохранения заряда. Результатом такого подхода явилось формулирование и доказательство ряда теорем, поясняющих энергетику электромагнитных процессов и принципы построения схем генераторов импульсов различных видов. Были получены условия согласования генераторов с нелинейными резистивными нагрузками, объяснены особенности учета нелинейности зарядных индуктивных элементов.
Поскольку объем монографии ограничен, ее автор не имел возможности включить самостоятельные разделы, посвященные рассмотрению конкретных импульсных систем питания разнообразных радиотехнических и электротехнологических установок. Тем не менее, материал данной работы будет полезен при расчетах и проектировании импульсных систем, предназначенных для генерирования импульсов миллимикросекундного диапазона в технике физического эксперимента, в радиопередающих и локационных системах, в системах питания импульсных газовых и твердотельных лазеров, в конденсаторных контактных сварочных машинах и т. п. Несмотря на то, что монография ориентирована на сравнительно узкий круг специалистов, работающих в области силовой импульсной техники, автор надеется, что она будет полезна и инженерам-электрикам более широкого профиля. Автор будет признателен всем читателям, кто сочтет возможным ознакомиться с предлагаемым материалом и при необходимости высказать критические замечания.
