3.2.3.2 Принцип действия магнитоимпульсного устройства (миу)

При подключении цепи обмоток ЛЭИД к батарее конденсаторов энергия, накопленная в ней, мгновенно, в течение нескольких миллисекунд, переходит в энергию электромагнитного поля, превращаясь в энергию механического воздействия.

Генератор магнитоимпульсной установки предназначен для питания индукционно-динамического или электромагнитного двигателя электрической энергией, запасаемой в конденсаторной батарее генератора.

Функциональная схема генератора представлена на рисунке 3.28. Питание генератора осуществляется от однофазной сети переменного тока. Силовая часть генератора состоит из цепи заряда и цепи разряда конденсаторной батареи. В процессе заряда конденсаторная батарея накапливает электрическую энергию из сети через повышающий трансформатор и выпрямитель. Дополнительное сопротивление в цепи заряда снижает нагрузку на сеть. В процессе разряда конденсаторная батарея отключается от сети и включается на катушку двигателя.

Рис. 3.28 - Функциональная схема генератора

Технические характеристики генератора, используемого при проведении лабораторных работ, приведены в табл. 3.4.

Таблица 3.4
Наименование характеристики генератора	Ед. измерения
Напряжение питания	220В; 50 Гц
Емкость конденсаторной батареи	1200 мкФ
Максимальное напряжение заряда конденсаторной батареи	1000 В
Максимальная запасаемая энергия	600 Дж
Длина×ширина×высота	0,6×1,0×1,0 м
Масса	80 кг

При начальном напряжении на конденсаторной батарее 1 кВ по обмотке двигателя протекает значительный ток разряда, достигающий 400 А. Это приводит к необходимости решения достаточно серьезной задачи подбора коммутационной аппаратуры на базе полупроводниковых приборов.

3. Индукционно-динамический двигатель

Принцип действия индукционно-динамического двигателя (ИДД) (рисунок 3.29) основан на взаимодействии двух токов. ИДД имеет два магнитносвязанных контура, одним из которых является неподвижно закрепленная катушка, по которой протекает ток (например, ток разряда конденсаторов). Вторым контуром является диск, выполненный из электропроводного материала, плотно прижатый к катушке. Таким образом, диск представляет собой короткозамкнутый контур, гальванически не связанный с катушкой.

Рис. 3.29 - Принцип действия ИДД

При появлении в первичном контуре 1 тока i₁ возникает переменный по величине магнитный поток, который сцепляется с короткозамкнутым контуром 2 и индуцирует в нем ЭДС, создающую в диске ток i₂, направленный навстречу i₁. Между контурами, обтекаемыми токами противоположных направлений, возникает усилие, стремящееся отбросить их друг от друга. Поскольку катушка закреплена неподвижно, диск отбрасывается и воздействует на механизм. Причем ИДД реагирует не на величину тока, а на величину скорости нарастания тока di/dt. При этом, чем выше скорость возрастания тока в первичном контуре di₁/dt , тем большая ЭДС наводится во вторичном контуре и тем больший ток i₂ протекает в диске, следовательно, тем больше сила отталкивания F диска от катушки.

Конструкция ИДД показана на рисунке 3.29. Достоинствами ИДД являются: большая начальная скорость подвижной части, высокая стабильность механических характеристик всего механизма, малое время трогания, что выгодно отличает ИДД от существующих ударных механизмов (гидравлических, пневматических, механических, электромеханических, пиротронных). К недостаткам можно отнести малую механическую прочность поверхности катушки, на которую воздействует диск при перемещении в исходное положение посредством механизма возврата, быстро разбивая изоляцию обмотки катушки.

Рис. 3.30 - Конструкция ИДД