Труды КНЦ вып.34 (ЭНЕРГЕТИКА вып. 8/2015(34))

Введение В работе [1] исследовалась эффективность передачи импульсного напряжения и энергии к породоразрушающему устройству в схеме с импульсным трансформатором (ИТ), дополненном контуром обострения фронта высоковольтных импульсов согласно схеме (рис.1). “ * 1 Рис.1. Переходный процесс в генераторе импульсов с импульсным трансформатором: а - схема генератора; б - осциллограмма напряжения на обостряющей емкости в режиме холостого хода; в - осциллограмма напряжения на нагрузке В экспериментальном исследовании варьировались значения емкостей первичного (Сі) и вторичного (С2) контуров импульсного трансформатора, осуществлялась регистрация напряжения заряда накопительной емкости Ui и импульсного напряжения с первичной и вторичной сторон импульсного трансформатора, и непосредственно на нагрузке. При определении передачи энергии из основного накопителя (Сі) в обостряющую емкость (С2) нагрузка не подключалась. Энергия накопителя определялась как W i =(C i U i 2)/2, энергия обостряющей ёмкости (W2) оценивалась по амплитуде U2 первой полуволны напряжения на вторичной стороне__ИТ W2=(C2U22)/2, (рис. 16), кпд энергопередачи рассчитывался как я=\Ѵ2/\Ѵ|. Осциллограммы напряжения с низкой и высокой сторон ИТ при изменении емкости С2приведены на рис.2. При аналитическом расчете переходного процесса использована эквивалентная схема замещения ИТ, показанная на рис.З. Представленные на рис.4 экспериментальные зависимости W2/Wi = /(С2тг/СѴ дополнены аналитическим расчетом (пунктирные линии) переходного процесса в ИТ в приближении, допускающем отсутствие потерь (оценка сверху). Пренебрегая потерями энергии в коммутаторе и токопроводниках (Ri=0) и принимая Lm » L s i и Ls2, расчет переходного процесса можно свести к расчету перезаряда емкостей Q и С2через Lsi и Ls2. В этом случае напряжение на обострителе: U2(t) = U„ (1-coscpt). (1) и значения максимального напряжения на обострителе на амплитуде первой полуволны напряжения будет: U2=п2/(1+ к) Ui, (2) а энергия в обострителе W 2= [4 k /(1+ k )2]W i , (3) где n=W2/Wi - коэффициент трансформации по соотношению витков первичной и вторичной обмоток ИТ, к = п2С2/Сі - соотношение емкостей в приведенной схеме замещения ИТ. 48