Устройство моделирования магнитокумулятивного генератора

 

Изобретение относится к области физигки высоких энергий и в частности может «т , Ь .I 2 - . I 04V1 V - быть использовано для моделирования физических процессов, протекающих в магнитокумулятивных генераторах, Устройство моделирования магнйтокумулятивного генератора содержит 1 блокинг-генератор 14, 1 источник питания 12,1 импульсный трансформатор 15 с одной первичной и двумя вторичными обмотками, 4 ключа 10,11,13 и 17, 1 линию задержки 16, 3 управляемых коммутатора 5,7 и 8,1 дополнительный конденсатор 9, 1 дрсгсселъ 4 с двумя управляющими обмотка ми, 1 индуктивный накопитель 1, 1 резистор 2, 1 дроссель ч с насыщающимся сердечником, причем выводы индуктивного накопителя яряяются входами Модели, выходами м одели являются второй вывод резистора и один из выводов рабочей обмотки Дросселя. 1 ил. (Л С фч х| Р1 я 00 о (Л KI

Я2ы 17553б5 А1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з H 03 К 3/53

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ:

IlQ ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

l; ,/

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЪСТBY."„ ь (21) 4832473/21: ..: .-,: - :;:-:::::: " .быть использовано для моделирования фи(22) 29.05.90; .,:.,:: ..:.:,: -,.;:::::::.:;. .:,:-:," эических процессов, протекающих в:магни(46) 15.08.92. Бюл, Ы 30 ......., ..: .::;- :::.:. токумулятивных генераторах; "Устройство (72) И.Н.Грйшняев и Э.С,Камолов;:, :.„: ;:.-:.,;.,:,: моделирования магййтокумулятивнoro re(56) Демидов В.А; и др, Высокоиндуктивные . "нератора содержит 1 блокинг- генератор 14, взрывомагнитнйе: генераторы с большим„ :: — 1 источник питания"12; 1 импульсный транс".коэффициейтом усиления энергии, - При.-. ::. форматор 15 с .одной первичной и двумя кладная механика — теоретическая физика - вторичными обмотками,.4 ключа 10, 11, 13 и

1981; Ь 6, с. 106-1.11.. - " -:.-::.:::::;,- . :: -::: 17, 1 линию задержки 16, 3- управляемых

Кнопфель Г."Сверхсильнйе импульсные " "коммутатора 5, 7 и 8; 1 .дополнительный-кон... магнитйые поля; М,; Мир, 1972, с, 199, рис.: денсатор 9, 1 дроссель 4 с двумя управляю8.1, .: ..:., :::;, .:, . ": ..: .-;:-":.:::::,:.=,: щими обмотка м и",. 1 индуктивi btA накопитель 1, 1 резистор. 2, l дроссельЧ с (54) УСТРОЙ СТВО МОДЕЛИРОВАНИЯ., ; насышающимся сердечником, причем"выМАГНИТОКУМУЛЯТИВ НОГО ГЕ НЕРАВНО-:.... 6оды ийдуктивного накопителя являются

PA: :: . ., ;:.:: ; :.,-.::,,::. .:,:. :. . ::::,: входами модели, въЫодами модели являют(57) Изобретение относится к области физи-" - - ся второй вывод резйстора и "один иэ выво ки выСокйх энергий и в частноСти может . . дов рабочей обмотки Дросселя . 1 ил, 3

1755365

3

Изобретение относится к физйке высоких эйергий и может быть использовано для моделирования физических процессов, протекающих в магнитокумулятивных генераторах, Известны магнитокумулятивные генераторы, содержащие контур сжатйя и индуктив ную нагрузку, Недостатком этих генераторов является одноразовость действия, что приводит при проведении исследований к увеличению материальных затрат, времени исследования, использованию специального оборудования, Наиболее близким к предлагаемому является устройство моделирования магнитокумулятивного генератора, состоящее из последовательно соединенных емкостей накопителя, первого управляемого коммутатора, нагрузочного ийдуктивного элемента, резистора и йндуктивного элемента переменной величины.

Недостатком этого устройства является одноразовость действия индуктивного элемента переменной величины, что приводит к увеличенйю материальных затрат, времени исследования;

Цель изобретения — повышение эффективноСти исследований за счет сокрашения времени на йсследование и снижение материал ьных затрат .

Поста вленная цель достигаешься тем, что в устройство- моделйрования магнитокумулятивного генератора, содержащее последовательно включенные емкостной накопитель, первый управляемый коммутатор, нагрузочный индуктивный элемент, резистор, индуктивный элемент переменной величины, введен вместо индуктивного элемента переменной величины дроссель с насыщающиМся сердечником и двумя управляющими обмотками, параллельно последовательно включенным первому управляемому коммутатору и емкостному накопителю подключен индуктивный накопитель, между выводом дросселя и точкой подключения емкостного и индуктивного накопителей подключен второй управляемый коммутатор, параллельно первой управляющей обмотке дросселя подключена цепь из последовательно включенных третьего управляемого коммутатора и дополнительного конденсатора, параллельно которому через первый ключ подключена вторая управляющая обмотка дросселя и через sTopoA ключ первый и второй выходы источника питания, подключенные через третий ключ к входаМ

6ло кйнг — генератора, пара ллел ь но в ыходу которого подключена первичная обмотка

4 импульсного трансформатора, первая вторичная обмотка которого подключена между управляющйм электродом первого управляемого коммутатора и точкой соеди5 нения основйого электрода этого коммутатора и индуктивного накопителя, вторая вторичная обмотка импульсного трансформатора подключена параллельно входам линии задержки, один из выходов которой

10 подключен к управляющим электродам второго и третьего управляемых коммутаторов, а другой выход которой подключен к точке соединения емкостного и индуктивного накопителей и точке соединения основного

15 электрода третьего управляемого коммутатора-и первой управляющей обмотки дросселя, емкостной накопитель через четвертый ключ подключен. параллельно дополйительному конденсатору.

20 На чертеже показана функциональная электрическая схема предлагаемого устройства моделйровайия магнитокумулятивного генератог.а. Устройство содержит последовательно включенные индуктивный накопи25 тель 1, резистор 2, нагрузочный индуктивный элемент 3, индуктивный элемент 4 переменной величины, выполненный в виде дросселя-с насыщающимся сердечником и двумя управляющими обмотками, 30 второй управляемый коммутатор 5. Параллельно индуктйвному накопителю 1 подключены последовательно включенные емкостной накопитель 6 и первый управляемый коммутатор 7, Параллельно первой уп35 равляющей обмотке W> дросселя 4 подключена цепь из последовательно включенных третьего управляемого коммутатора . 8 и дополнительного конденсатора 9, параллельно которому через первый ключ 10 под40 ключена вторая управляющая обмотка ЧЧд дросселя 4 и через второй ключ 11 первый и второй выходы источника 12 питания. Выходы источника 12 питания подключены через третий ключ 13 к входу блокинг-генератора

45 14, параллельно выходу котооого подключена первичная обмотка WT импульсного трансформатора 15. Первая вторичная обмотка NIT трансформатора 15 подключена г между управляющим электродом первого

50 управляемого коммутатора 7 и точкой соединения основного электрода этого коммутатора и индуктивного накопителя 1. Вторая вторичная обмотка W импульсного трансформатора 15 подключена параллельно входам линии 16 задержки. Один из выходов линии 16 задержки подключен к управляющим электродам второго 5 и третьего 8 управляемых коммутаторов, а другой выход которой подключен к точке соединения емкостного,6 и индуктивного 1 накопителей и

1755365 точке соединения основного электрода третьего управляемого коммутатора 8 и первой управляющей обмотки И/д дросселя 4, Емкостной накопитель 6 через четвертый ключ 17 подключен параллельно "дополни- 5 тельному конденсатору 9.

В качестве источника питания и блокинг-гейератора могут быть использованы любые стандартные схемы, которые, могут обеспечивать питание основных элементов 10 схемы и пуска соответственно, а в качестве, .. управляемых коммутаторов можно исполь-, зовать вакуумно — искровые разрядники, Устройство работает следующим образом.: - 15

В первоначальный момент времени замыкаются второй 11 и четвертый 17 ключи.

При этом происходит заряд емкости накопителя 6 и дополнительного конденсатора 9 от источника 12 питания. После заряда клю- 20

30

40 пителе 1 и в нагрузку 3 не поступает. 45

При отработке модели взрывного типа для защиты от продуктов взрыва, необходимо специальное оборудование, Обычно эти

0 исследования (эксперименты) проводятся либо в бронекамере, либо на полигоне. Все это создает трудности при проведении экспериментов. Предлагаемая конструкция позволяет проводить . исследования (эксперименты) практически в любом помещении за счет отсутствия взрывчатого вещества, При этом сокращается также время проведения исследований в связи с быстрым приведением модели в исходное состояние. чи 11 и 17 размыкаются. В исходном состоянии емкостной накопитель 6 и дополнительный. конденсатор 9 остаются заряженными до максимального значения, При замыкании третьего ключа 13 запускается блокинг — генератор 1 и вырабатывает прямоугольный импульс, который поступает на первичную обмотку W, трансформа1 тора 15. Во вторичных обмотках этого трансформатора 15 наводится ЭДС взаимоиндукции. ЭДС, наведенная на первой вторичной обмотке WT трансформатора 15, прикладывается между управляющим и первым рабочим выводами первого управляемого коммутатора 7. Он срабатывает и замыкает цепь разряда емкостного накопителя 6 на индуктивный накопитель 1. Емкостной накопитель 6 начинает разряжаться, Как только энергия в индуктивном йакопйтеле 1 достигнет максимума управляемый коммутатор 7 размыкает цепь, Из — за того, что в исходном состоянии второй управляемый коммутатор 5 еще не сработал, энергйя запасается только в индивидуальном накоОдновременно с этим импульс напряжения с второй вторичной обмотки Wт трансформатора l5 поступает в линию 16 задержки. Задержанный импульс с выхода линии 16 задержки поступает на управляющие и первые рабочие выводы второго 5 и третьего 8 управляемых коммутаторов, Коммутаторы 5 и 8 срабатывают и создают цепь передачи энергии, запасенной в индуктивном накопителе 1виндуктивный нагрузочный элемент 3 через резистор 2 и рабочую обмотку Ч/д дросселя 4 и цепь разряда до1 полнительного конденсатора 9 на первую управляющую обмотку М/д дросселя 4 че рез третий управляемый коммутатор 8. Как только начинается передача эйергии, запасенной в индуктивном накойителе 1 в нагрузку 3, через обмотку ЧЧд дросселя 4, 1 йндуктивность последней начинает умень-- шаться, Измененйе индУктивности происходит за счет протекания тока разряда дополйительного конденсатора 9 через первую уйрэвля ющую обм отку И/д дросселя 4.

При этом сердечник дросселя 4 намагничивается, что при в одит к ум ейьше нию ин дуктивности рабочей обмотки М/д дросселя 4, На выходе устройства моделирования матнитокумулятивного генератора появится импульс тока, возрастающий экспоненциально, Закон измененйя импульса тока можно запйсать в следующем виде: где 4 — начальный ток в контуре

4> -индуктивность соленоида;

L(t) — "сжимаемая" собственная индуктивность, R — сопротивление, определяющее все потери в контуре.

Для приведении схемы в исходное состояние после проведения эксперимента, т,е, размагничивания сердечника дросселя

4, замыкается первыи ключ 10, При этом повторно заряженный от источника 12 питания, через второй ключ 1 дополнительный конденсатор 9 начинает разряжаться на вторую управляющую обмотку Wa дроссез ля 4.

Таким образом использование предлагаемого устройства моделирования магнитокумулятивного генератора "позволяет уменьшить материальные затраты и время проведения исследований, а следовательно, повысить эффективность исследований, например в моделях г1агнитокумулятивного генератора.

1 (. 9

Составитель И, Гришняев

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор М; Шарошй

Редактор Ю; Середа

Заказ 2898 Тираж ": Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35. Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

7: .: . : "- . " - 1755365, " 8

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я ., и дополнительного конденсатора, паралустройство моделирования магнитоку- лельно которому через первый ключ подмулятивного генератора,"содержащее по- - клвчена вт6рая управляющая обмотка следовательно включенные емкостной. дросселя и через второй ключ первый и втонакопитель, первый управляемый коммута- 5 рой выход источника питания, подключентор, резистор, нагрузочный индуктивный " ные через третий клЮч;: к входам элемент; индуктивный элемейт переменной блокинг-генератора,"парзллельно: выходу величины, о т л"и ч а ю щ е е с я" тем, что, с" : которого подключена первичная обмотка цел ью повышения эффективности исслед1з-" импульсного трансформатора, первая вто- ваний,"в него введены йндуктивный накопи- 10 ричйая обмотка которого подключена ме - тель, второй и третий управ л яем .ые ду управл яющ им элект ро дом ri ервОго коммутаторы, дополнительный конденса-: управляемого коммутатора и точкой среди-: . тор, четыре ключа, блокийг-.генератор, им - "" нения основного злеюрод4"этого коммута-. пульсный трансформатор, линия задерЖки,"": тора и йндуктивного накопителя, "вторая индуктивный элемент переменной величи- 15 вторичная обмотка импульсного трайсфорны выполнен в виде дросселя с насыщаю- матора подключенапарзллельновходамли-: щимся сердечником и двумя управляюЩими : нии задержки.: одйн йЗ- выходов которой обмотками, индуктивный. накопитель под- подключен к управляющим:электродам вто-. ключен параллельно последовательно" рого и третьего управляемых коммутаторов, включенным первому управляемому комму- 20 а другой выход которой"подквочен-к точке TBTopy и .емкостному накопителю, между соединения емкостного и..индуктивного на-,, вводом дросселя с насыщающимся сердеч- копителей .и точке соединения "основного ником и точкой подключения емкостного и электрода третьего управляемого коммута- индуктивного накопителей подключен вто.- тора и первой управляющей обмотки дрос -. рой управляемый коммутатор, йараллельно 25 селя ; eéкостной "накопитель через первой управляющей обмотке дросселя четвертый ключподклЮченпараллельнодоподкаючена цепь йз последовательно вклю- полнительному"конденсатору. ченных третьего управляемого коммутатора