Емкостные накопители энергии. Общие сведения о емкостных накопителях энергии (ГИН, ГИТ, ФЛ), страница 3

Вывод: Полученные выражения показывают, что для получения максимальной мощности в нагрузке P_max, минимального времени достижения током максимума t_max и, соответственно, максимальной скорости нарастания мощности при заданных величинах , С, U_O, нужно уменьшать L, т.к.

3.2.4. Схема с замыкателем нагрузки (кроубар).

В некоторых случаях, например при исследованиях сжатия и удержания плазмы магнитным полем, желательно в индуктивной нагрузке получить импульс тока с малым временем нарастания и медленным спадом. Это достигается включением в момент максимума тока малоиндуктивного устройства, замыкающего нагрузку. Энергия, запасенная к этому времени в магнитном поле нагрузки, не переходит далее в энергию электрическую, а рассеивается в активном сопротивлении нагрузки и замыкающего устройства. Принципиальная

схема ГИТ с кроубаром:

После замыкания К₁ ток в нагрузке i_H нарастает примерно по закону sin(t). Для батарей, работающих на индуктивную нагрузку в режиме колебательного разряда, зависимость от тока может быть выражена формулой:

(3.27)

Основные процессы в колебательном контуре с замыкающим устройством можно рассматривать по упрощенной схеме, если принять R = 0. Тогда при замыкании К₂ в момент t = t_m, i(t_m) = I_m токи в нагрузке, замыкающем устройстве и в конденсаторе определятся так:

	(3.28)
	(3.29)
	(3.30)

где         - круговая частота собственных колебаний контура после замыкания К₂.

{график}

Из уравнений ясно, что ток в нагрузке в отсутствие затуханий состоит из постоянной и колебательной составляющих. Причем амплитуда последней определяется только соотношением индуктивностей замыкающего устройства и нагрузки. Эффект от применения замыкателя тем выше, чем меньше соотношение L_З/L_H. В рационально сконструированных установках обычно выполняется соотношение L_H >> L_O, L_З. В этом случае, даже при соизмеримых значениях R_H и R_O, периодическая составляющая тока в нагрузке затухает значительно быстрее апериодической, поскольку:

апериодическая постоянная затухания

	(3.31)
	(3.32)

- периодическая постоянная затухания.

В литературе замыкатель нагрузки часто называют «кроубар». К таким замыкателям предъявляются очень жесткие требования:

1) -   замыкатель должен выдерживать полное напряжение накопителя, а срабатывать в момент максимума тока, когда напрядение на индуктивной нагрузке близко к нулевому значению.

На практике величина остаточного напряжения на нагрузке составляет не более 10 – 15 % от первоначального.

2) – замыкатель должен иметь низкие значения собственной индуктивности и активного сопротивления.

Реальная зависимость тока в нагрузке:

{график}

3. Емкостные накопители энергии. 1

3.1 Общие сведения о емкостных накопителях энергии (ГИН, ГИТ, ФЛ). 1

3.2 Генераторы импульсных токов. 3

3.2.1. Схема замещения ГИТ. 3

3.2.2. Основные решения для RLC-цепи с сосредоточенными параметрами. 4

3.2.3. Энергетические характеристики RLC-контура. 7

3.2.4. Схема с замыкателем нагрузки (кроубар). 9