Вестник МГТУ. 2018, №4.

Вестник МГТУ. 2018. Т. 21, № 4. С. 596-606. DOI: 10.21443/1560-9278-2018-21-4-596-606 Основными элементами схемы такого ГИТ являются индуктивный накопитель энергии и размыкатель тока [9]. В ходе исследований была разработана схема ГИТ [8], в которой в качестве ИНЭ используется повышающий трансформатор, а в качестве размыкающего ключа - IGBT-транзистор (рис. 2, а). Выходной каскад ГИТ выполнен по схеме повышающего обратноходового преобразователя (step-up flyback converter), в котором фаза накопления (накачки) энергии и фаза передачи ее в нагрузку разделены во времени, а повышающий трансформатор (обозначен T на рис. 2, а) является по сути двухобмоточным накопительным дросселем [10]. Рис. 2. Функциональная схема выходного каскада генератора импульсов тока: а - с трансформатором в роли индуктивного накопителя и IGBT-транзистором в качестве ключа; б - накопительным дросселем и MOSFET-транзисторами Fig. 2. Circuit diagrams of the inductive pulse generator output stage: a - with the transformer based inductive energy storage and the IGBT switch; б - with the inductor and MOSFET switches Изменением длительности фазы накачки At HK можно регулировать энергию, запасаемую в ИНЭ, и амплитуду импульса тока в нагрузке соответственно. Как уже отмечалось, особенностью работы ГИТ в составе разработанного измерительного комплекса является наличие волновых процессов в нагрузке - линии с током. Сопротивление нагрузки генератора Z H складывается из сопротивления ЗУ и сопротивления токовой линии, определяемого импульсными процессами за время пробега волны тока до конца линии и обратно (0,5-1 мкс). По истечении времени двойного пробега вторая составляющая Z H в зависимости от степени согласования линии с заземляющим электродом может определяться относительно небольшим волновым сопротивлением линии (400-500 Ом) или стремиться к сопротивлению заземляющего электрода, которое может быть значительным (1-3 кОм в районах с высоким удельным сопротивлением грунта). В случае обрыва подводника токового контура при проведении измерений сопротивление нагрузки ГИТ будет бесконечно большим (Z H = ю). Так как фазе разряда ИНЭ амплитуда напряжения коллектор/эмиттер U CE транзистора VT пропорциональна Z H , то при большом значении Z H напряжение U CE может превысить предельно допустимую величину U CE max (даже при правильно выбранном по классу допустимого напряжения ключе). Для защиты транзистора от пробоя в схеме используется варистор RU2 [8]. Другой варистор RU1 используется для защиты диода (обозначен VD на рис. 2, а) от перенапряжения, возникающего на нем в том случае, если ток в нагрузке носит периодический характер. Характер тока (периодический или апериодический) определяется соотношением Z H и характеристического сопротивления колебательного контура, образованного емкостью проводника токовой линии относительно поверхности земли C CL и индуктивностью намагничивания трансформатора ИНЭ [8]. На основе разработанной схемы был создан действующий макет ГИТ с ИНЭ, позволяющий формировать импульс тока амплитудой до 5 А и с длительностью фронта 200-300 нс. Принципиальная 599