Вестник МГТУ. 2018, №4.

Колобов В. В. и др. Генератор импульсов с индуктивным накопителем энергии... Таким образом, в рассматриваемом режиме транзисторы VT2-VT6 закрываются при максимально возможном для ГИТ токе через индуктивность 5 А. Возникает режим лавинного пробоя, при котором падение напряжения на закрытых транзисторах за время At A V , пока ток через индуктивность и каналы транзисторов уменьшается до нуля, будет ограничено суммарным напряжением лавинного пробоя ключей VT2-VT6: 5BV dss = 5 •900 = 4 500 В. Энергия, накопленная в индуктивности за время фазы накачки ИНЭ Л?ж , будет рассеяна в ключах за время пробоя At A V . Таким образом, по окончании первой микросекунды после начала импульса тока разрядный контур можно рассматривать как цепь с сосредоточенными параметрами. Основными элементами контура являются индуктивность ИНЭ L , емкость проводника токовой линии относительно поверхности земли C CL и сопротивление электрода R CE [8]. Если R CE > 0,5 L / C CL , в контуре с током возникают периодические колебания. В этом случае ток в нагрузке ГИТ имеет емкостный характер: при уменьшении тока разряда ИНЭ до нуля напряжение на нагрузке растет. Затем ток, поменяв направление, протекает через диод супрессора TVS и индуктивность ИНЭ. Накопленная в емкости нагрузки энергия переходит в энергию магнитного поля ИНЭ. Когда напряжение на истоке закрытого транзистора VT 1 станет равно напряжению на первичном емкостном накопителе (200 В), антипараллельный диод VT 1 начинает проводить ток. При этом накопленная в индуктивности ИНЭ энергия поглощается первичным емкостным накопителем ГИТ (обозначен С на рис. 2, б ). Результаты и обсуждение Экспериментальные осциллограммы тока через активную нагрузку, полученные с помощью генераторов, выполненных по двум рассмотренным схемам (ГИТ с использованием в качестве ИНЭ трансформатора и ГИТ на основе накопительного дросселя с непосредственной связью ИНЭ с нагрузкой), приведены на рис. 4. Сравнивая осциллограммы, можно сделать вывод о том, что импульс тока, формируемый ГИТ с накопительным дросселем, не только имеет форму, близкую к единичному импульсу на измерительном интервале, но и обладает более коротким фронтом (100-150 нс). t, мкс t, мкс Рис. 4. Экспериментальные осциллограммы тока через активную нагрузку, полученные с использованием индуктивного генератора импульсных токов, выполненного на основе трансформатора (1) и дросселя (2) для нагрузки сопротивлением: а - 500 Ом; б - 1 000 Ом Fig. 4. Experimental waveforms of the resistive load current obtained by the inductive pulse generator based on the pulse transformer (1) and the inductor (2): for 500 Ohm load ( a ); for 1 000 Ohm load ( б ) Схема ГИТ с ИНЭ на основе трансформатора более проста в реализации, так как требует включения меньшего количества силовых полупроводниковых ключей. Высокое напряжение, обусловливающее повышенные требования к электрической изоляции схемы, присутствует только на вторичной обмотке трансформатора. Рассматривая особенности генераторов с накопителями энергии емкостного и индуктивного типа с точки зрения их использования в составе измерительного комплекса для экспериментального определения параметров заземляющих устройств, следует отметить, что ГИТ с ИНЭ обладает рядом преимуществ. Кроме формы импульса тока в измерительном контуре, можно выделить следующие характеристики: - индуктивные накопители обладают значительно большей запасаемой удельной энергией, что позволяет при аналогичных массогабаритных параметрах ГИТ повысить энергию импульса тока через ЗУ и увеличить соотношение "полезный сигнал - помеха" на входе измерительной части комплекса. Это преимущество актуально прежде всего при проведении измерений параметров ЗУ в районах с высоким удельным сопротивлением грунтов; 602