ИСПЫТАТЕЛЬНЫЙ КОНЦЕНТРАТОР ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ИМПУЛЬСА

Полезная модель относится к силовой импульсной электронике и может быть использована в испытательных стендах для проверки стойкости электронного оборудования к мощным и сверхмощным электромагнитным импульсам.
Известны испытательные концентраторы электромагнитного импульса, включающие генератор импульсов со схемой управления и токовую катушку, подключенную к выходным выводам канала генерирования импульсного тока (Болдырев В.Г., Бочаров В.В., Булеков В.П., Резников С.Б. Электротехническая совместимость электрооборудования автономных систем. М., Энергоатомиздат, 1995, стр.296, рис.7.3).
Недостатком известных испытательных концентраторов электромагнитного импульса является слабое проявление электрической составляющей поля электромагнитного импульса.
Известен испытательный концентратор электромагнитного импульса, включающий генератор импульсов со схемой управления, токовую катушку и потенциальные (емкостные) электроды, расположенные внутри токовой катушки, выводы которых подключены, соответственно, к выходным выводам каналов генерирования импульсного тока и импульсного напряжения генератора импульсов (см. там же, стр.267, рис.6.30 и стр.271, рис.6.32). В качестве токовой катушки в нем использованы кольца Гельмгольца с двумя согласно-последовательно включенными сосредоточенными кольцевыми секциями.
Недостатком известного испытательного концентрата электромагнитного импульса является относительно малая пиковая
интенсивность (удельная энергия) электромагнитного импульсного поля в рабочем пространстве размещения испытуемого оборудования.
По технической сущности наиболее близким к предлагаемому является последний из перечисленных известных испытательных концентраторов электромагнитного импульса.
Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является создание испытательного концентратора электромагнитного импульса с большой пиковой интенсивностью (удельной энергией) электромагнитного импульсного поля в рабочем пространстве размещения испытуемого оборудования.
Технические результаты предложения является увеличение амплитудных значений напряженностей импульсных электрического и магнитного полей в рабочем пространстве устройства, что позволяет расширить диапазон пиковой интенсивности испытательного электромагнитного импульса.
Указанный результат обеспечивается благодаря тому, что испытательный концентратор электромагнитного импульса, включающий генератор импульсов со схемой управления и электропроводящую экранирующую камеру, во внутренней полости которой расположены потенциальный электрод и токовая катушка, первый вывод которой и вывод потенциального электрода, размещенного внутри нее, подключены, соответственно, к первым выходным выводам каналов генерирования импульсного тока и импульсного напряжения генератора импульсов, вторые выходные выводы которых соединены между собой и с электропроводящей экранирующей камерой и заземлены.
Технический результат обеспечивается и тем, что испытательный концентратор электромагнитного импульса по п.1, витки токовой
катушки распределены вдоль ее оси и образуют согласно-параллельные включенные секции.
Технический результат обеспечивается также тем, что испытательный концентратор электромагнитного импульса по п.1, генератор импульсов содержит зарядное устройство с выходным накопительным конденсатором, первый вывод которого через первый и второй управляемые ключи подключены к первым выходным выводам каналов генерирования импульсного тока и импульсного напряжения, соответственно, а второй вывод - к соединенным между собой вторым выходным выводам этих каналов, причем выходные выводы канала генерирования импульсного напряжения зашунтирован заземляющим резистором.
Технический результат обеспечивается также и тем, что испытательный концентратор электромагнитного импульса по п.3, в качестве второго управляемого ключа импульсного генератора применен управляемый разрядник со схемой поджига в цепи управления.
Указанный технический результат обеспечивается благодаря рациональному распределению витков и совмещению в токовой катушке функции и концентратора магнитного поля и функции второго потенциального электрода для концентрации электрического поля (совместно с электропроводящей экранированной камерой). Кроме того, в устройстве обеспечиваются крутые временные импульсные фронты напряженностей с регулируемым взаимным запаздыванием, благодаря использованию управляемых ключей в каналах генерирования импульсного тока и импульсного напряжения.
Лабораторные и натурные испытания подтверждают возможность широкого промышленного использования предложенного испытательного концентратора электромагнитного импульса.
На фиг.1. приведена принципиально-конструктивная схема предлагаемого испытательного концентратора электромагнитного импульса.
Испытательный концентратор электромагнитного импульса включает в себя изолированную токовую катушку 1, внутри которой расположен изолированный потенциальный электрод 2 и генератор импульсов 3, содержащий зарядное устройство 4 с выходным накопительным конденсатором 5, первый вывод которого через первый 6 и второй 7 управляемые ключи подключены к первым выходным выводам каналов генерирования импульсного тока и импульсного напряжения, соответственно, а второй вывод - к соединенным между собой вторым выходным выводам этих каналов.
В качестве первого управляемого ключа импульсного генератора может быть применен тиристор, а в качестве второго - управляемый разрядник со схемой поджига 8 в цепи управления, которая вместе с цепью управления первого управляемого ключа подключена к схеме управления 9.
Токовая катушка и потенциальный электрод размещены во внутренней полости заземленной электропроводящей экранируемой камеры 10, соединенной со вторым выводом 11 токовой катушки, первый вывод 12 которой и вывод потенциального электрода, зашунтированный заземляющим резистором 13, подключены, соответственно, к первым выходным выводам каналов генерирования импульсного тока и импульсного напряжения генератора импульсов, вторые выходные выводы которых соединены между собой и с электропроводящей экранирующей камерой. Витки токовой катушки распределены вдоль ее оси и образуют согласно-параллельные включенные секции. Испытуемое электронное оборудование
размещается в рабочем пространстве между токовой катушкой и потенциальным электродом.
Испытательный концентратор электромагнитного импульса работает следующим образом. Накопительный конденсатор 5 предварительно заряжается до высокого напряжения с помощью зарядного устройства 4. При этом потенциальный электрод 2 заземлен с помощью резистора 13. Синхронно или с заданным временным запаздыванием от схемы управления 9 на управляющие выводы управляемых ключей 6 и 7 подаются отпирающие импульсы (для ключа 7 - через схему поджига 8).
При включении первого управляемого ключа 6 на потенциальном электроде 2 возникает импульс потенциала относительно заземленных экрана 10 и витков токовой катушки 1, благодаря чему в рабочем пространстве возникает импульс магнитного поля с векторами напряженности Н, показанным на фиг. и направленными параллельно оси токовой катушки.
При включении второго управляемого ключа 7 возникает цепь разрядки накопительного конденсатора 5 на обе параллельные секции токовой катушки 1, благодаря чему в рабочем пространстве возникает импульс электрического поля с векторами напряженности Е, показанным на фиг. и направленными перпендикулярно оси токовой катушки 1.
Таким образом, благодаря рациональному расположению витков и совмещению в токовой катушке 1 функции концентратора магнитного поля и функции второго потенциального электрода для концентрации электрического поля, а также благодаря обеспечению крутых временных импульсных фронтов напряженностей с рациональным взаимным сдвигом, достигается увеличение амплитудных значений напряженностей составляющих электромагнитного поля в рабочем
пространстве, что позволяет расширить диапазон пиковой интенсивности испытательного электромагнитного импульса.