ВЗРЫВОМАГНИТНЬШ ГЕНЕРАТОР Советский патент 1970 года по МПК H02N11/00 

Изобретение относится к устройствам для получения мощных кратковременных импуль:ов тока, в частности к генераторам особого типа, в выходном контуре которых индицируется импульсная электродвил ущая сила в результате изменения магнитного потока, охватываемого выходным контуром, происходящего при взрывной деформации первичного контура генератора. Подобные устройства обычно называются взрывомагнитными генераторами (ВМГ).

В ряде случаев использования электрической энергии от источника требуется отдача значительной мощности в течение короткого периода времени. Традиционные способы получения импульса электрической энергии в количестве десятков и сотен килоджоулей продолжительности порядка нескольких единиц или десятков микросекунд сводятся к применению массивных и громоздких батарей конденсаторов. Большие размеры и вес таких систем, обусловливающие их существенную стационарность и высокую стоимость, а также переходные процессы, неизбежно сопутствующие увеличению размеров и усложнению электрических коммуникаций, являются серьезными недостатками, препятствующими применению традиционных способов в целом ряде областей использования мощных электрических импульсов.

В качестве альтернативы традиционных способов в последнее время развиваются способы генерации электрических импульсов, индуцируемых в проводящем выходном контуре генератора в результате изменения магнитного потока, пронизывающего этот контур, при взрывной деформации замкнутого первичного проводящего контура, охватывающего магнит.ный поток, первоначально созданный каким,либо способом, и захватывающего этот ноток при своей деформации. Использование наряду с электрическим источником энергии, служащим для создания начального магнитного потока, химических источников энергии, таких

как взрывчатые вещества, нозволяет создать экономичные генераторы мощных электрических импульсов, имеющие значительно меньшие размеры и вес на единрщу отдаваемой мошности. Простота и компактность этих генераторов нолностью компенсируют необходимость восстановления взрывного блока генератора после каждого цикла работы.

ВМГ могут применяться во всех областях электротехники и физических исследований,где

требуются мощные сильноточные электрические импульсы, время повторения которых не играет существенной роли.

генератора активной нагрузки эквивалентно увеличению внутреннего сопротивления генератора, что уменьшает коэффициент сохранения магнитного потока и снижает эффектив.ность преобразования энергии взрывчатого вещества в электрическую энергию. Кроме того, время нарастания тока в нагрузке не JMOжет быть без потерь сделано меньше времени работы генератора, что сугцественно ограничивает область его применения.

Цель изобретения - сокраш.ение времени нарастания тока в нагрузке и уменьшение влияния нагрузки на работу генераторов, а также упрощение конструкции генератора. Это достигается введением в цепь, соединяющую нагрузку с выходным контуром генератора, коммутирующего устройства - взрывного замыкателя, замыкающего вторичную цепь нагрузки лишь на последних стадиях процесса деформации первичного контура генератора.

Замыкатель состоит из изолированных друг от друга стержня н диска, введенных в центральную цилиндрическую трубу, являющуюся частью первичного контура генератора и заполненную взрывчатым веществом со стороны, противоположной стороне, в которой размещено детонационное устройство.

На чертеже, представлен предложенный взрывомагнитный генератор в продольном разрезе.

Первичный контур генератора состоит из медной спирали 1, тороидальной электропроводной поверхности 2, являющейся первичной обмоткой трансформатора, связывающего первичный контур с цепью нагрузки, конусной детали 5 и центральной трубы 4 с размещенным внутри нее зарядом 5 взрывчатого вещества. Вторичная обмотка 6 трансформатора надштана кабелем, один конец которого закорочен, а другой через диски 7, 8 и 9 соединяется с нагрузкой. Диск 9 отделен от детали 3 изолято,ром 10. Стержень 11, впаянный в диск 9, отделен от впрессованного в трубу 4 медного диска 12 тонкой изоляционной прокладкой 13, желательно полиэтиленовой. Батарея конденсаторов 14 и управляемый разрядник 15 составляет схему, обеспечивающую начальное магнитное поле в первичном контуре генератора.

При работе ВМГ в его первичном контуре создается магнитное поле, затем происходит запал и взрыв взрывчатого вещества. При взрыве происходит последовательная деформация первичного контура и сжатие захваченного им магнитного потока. Соответственно возрастающее магнитное поле в это время свободно проникает внутрь разомкнутой цепи пагрузки, точнее внутрь вторичной обмотки

трансформатора, относящейся к этой цепи. В конце взрывного процесса магнитпая энергия оказывается практически полностью сосредоточенной внутри тороидальной поверхности. Когда фронт детонационной волны достигает

диска 12, прокладка 13 пробивается и вторичная цепь оказывается замкнутой. Момент замыкания можно регулировать, изменяя длину стержня 11. Начиная с момента замыкания, уменьшение тока в первичном контуре нриводит к индуцированию электродвижущей силы во вторичной обмотке трансформатора и к возбулсдению тока через нагрузку.

Предмет изобретения

1. Взрывомагнитный генератор, содержащий первичный замкнутый электропроводный контур, цень нагрузки, индуктивно связанную с первичным контуром, схему, обеспечивающую начальный магнитный поток, охватываемый первичным контуром, и средства взрывной деформации этого контура, обеспечивающие сжатие магнитного потока, охватываемого контуром, отличающийся тем, что, с целью сокращения времени нарастания тока в пагрузке и уменьщения влияния нагрузки на работу генератора, цепь нагрузки содержит нормально разомкнутый взрывной замыкатель, связанный со средствами взрывной деформации первичного контура и замыкающий цепь

нагрузки на последних стадиях работы генератора под действием продуктов взрыва.

2. Устройство но п. 1, отличающееся тем, что, с целью упрощения конструкции генератора, замыкатель состоит из изолированных

друг от друга стержня и диска, введенных в центральную цилиндрическую трубку, являющуюся частью первичного контура генератора н заполненную взрывчатым веществом со стороны, противоположной стороне, в которой

размещено детонационное устройство.

12