Разработаны и испытаны ступени линейного трансформатора LTDR с запасаемой энергией 2-5 кДж, позволяющие получать электрические импульсы с пиковой мощности свыше 20 ГВт.

Работы по созданию мощных первичных накопителей на основе ступеней трансформатора LTD, проводимые в ИСЭ СО РАН в течение последних 6 лет, позволили создать компактные генераторы, нашедшие применение в экспериментах по обжатию лайнеров в физике высокотемпературной плазмы, по созданию ударных волн в физике твердых тел, а также для накачки мощных эксимерных лазеров. Работы, проведенные в 2002 году, были направлены на создание ступени LTDR импульсного генератора для исследования быстропротекающих процессов, где фронт нарастания и длительность импульса на нагрузке на уровне 80% от максимума должны быть менее 100 нс.

Для уменьшения длительности импульса в схеме ступени LTDR использованы кон-денсаторы GA 35384 с емкостью 20 нФ. В составе ступени имеется 10 пар таких конденсаторов, заряжаемых до напряжения ±100 кВ, которые с помощью 10 газовых разрядников разряжаются на общую нагрузку. Для повышения мощности в схеме ступени использованы пиковые конденсаторы. На рис. 1 показана форма импульса напряжения и тока на критической резистивной нагрузке ~ 1,1 Ом, на рис. 2 показана выходная мощность в зависимости от величины нагрузки.

Рис. 1. Напряжение и ток на критической нагрузке.


Рис. 2. Зависимость выходной мощности от нагрузки.

Руководитель работ - академик РАН Ковальчук Б.М.


Разработана и испытана ступень линейного трансформатора с вакуумной изоляцией вторичного витка, имеющая энергозапас 5,5 кДж при зарядном напряжении 90 кВ, собственную индуктивность ~ 15 нГн, выходную мощность в критическом режиме ~18 ГВт.

В разработанной ступени каждый из восьми конденсаторов ИКЭ-100/0,17 коммутиру-ется своим многоканальным разрядником на первичный виток.

В прежних вариантах 4 конденсатора включались одним разрядником. Введение восьми разрядников позволило вдвое снизить собственную индуктивность ступени. Размер ступени в осевом направлении уменьшен с 280 до 160 мм. Это практически вдвое уменьшает размер линейного трансформатора при заданном уровне напряжения и снижает индуктивность вторичного витка.

На рис. 3 приведены осциллограммы тока и напряжения и рассчитанная по ним мощность при разряде ступени на нагрузку ~0,21 Ом.

Рис. 3. Осциллограммы тока и напряжения и рассчитанная по ним мощность при разряде ступени на нагрузку ~0,21 Ом


Рис. 4. Фотография ступени со снятой верхней крышкой

Руководитель работ - д.ф-м.н. Ким А.А.