RU96259U1

RU96259U1 - ELECTROMAGNETIC PULSE CONCENTRATOR

Info

Publication number: RU96259U1
Application number: RU2010111066/22U
Authority: RU
Inventors: Станислав Борисович Резников; Евгений Владимирович Парфенов
Priority date: 2010-03-23
Filing date: 2010-03-23
Publication date: 2010-07-20

Abstract

1. Концентратор электромагнитного импульса, содержащий формирующие обмотки, электропроводящую экранирующую камеру, управляемый ключ, зарядное устройство с накопительным конденсатором, положительный вывод которого подключен к аноду управляемого ключа, а отрицательный - к общей точке соединения экранирующей камеры и земли, блок управления, выходы которой подключены к управляющим выводам управляемого ключа и зарядного устройства, а также замкнутый магнитопроводящий сердечник и два взаимно раздвинутых электрода, анодный и катодный, образующие вместе с сердечником полость, в которую можно поместить линейный фрагмент кабеля, при этом экранирующая камера, магнитопроводящий сердечник и электроды выполнены в виде разборных сочленяющихся парных конструкций, первая часть каждой пары которых имеет форму полуцилиндра, отличающийся тем, что формирующие обмотки охватывают первую часть магнитопроводящего сердечника, вторая часть которого, а также вторые части электродов и экранирующей камеры выполнены плоскими, причем анодный электрод соединен с общей точкой катода управляемого ключа и всеми первыми выводами формирующих обмоток, вторые выводы которых соединены с катодным электродом и отрицательным выводом накопительного конденсатора. ! 2. Концентратор электромагнитного импульса по п.1, отличающийся тем, что внутренние и внешние части формирующих обмоток расположены вдоль соответствующих внутренних и внешних образующих полуцилиндра первой части магнитопроводящего сердечника. 1. An electromagnetic pulse concentrator containing forming windings, an electrically conductive shielding chamber, a controllable key, a charger with a storage capacitor, the positive terminal of which is connected to the anode of the controllable key, and the negative one - to the common connection point of the shielding chamber and the ground, the control unit whose outputs are connected to the control terminals of the controlled key and charger, as well as a closed magnetically conductive core and two mutually spaced electrodes, the anode and cathode, together with the core, a cavity into which a linear fragment of the cable can be placed, while the shielding chamber, the magnetically conducting core and the electrodes are made in the form of collapsible mating paired structures, the first part of each pair of which has the shape of a semi-cylinder, characterized in that the forming windings cover the first part of the magnetically conducting core, the second part of which, as well as the second parts of the electrodes and the shielding chamber are made flat, moreover, the anode electrode is connected to a common point of the cathode second key, and all the first terminals forming windings, second terminals of which are connected to the cathode electrode and the negative terminal of the storage capacitor. ! 2. The electromagnetic pulse concentrator according to claim 1, characterized in that the internal and external parts of the forming windings are located along the corresponding internal and external generators of the half-cylinder of the first part of the magnetic core.

Description

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.The utility model relates to pulsed power electronics and can be used in test benches to check the resistance of electronic equipment to powerful and heavy duty electromagnetic pulses.

Известны 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).Known electromagnetic pulse concentrators, including a pulse generator with a control circuit and a current coil connected to the output terminals of the pulse current generating channel (Boldyrev V.G., Bocharov V.V., Bulekov V.P., Reznikov S.B. Electrical compatibility of electrical equipment autonomous systems. M, Energoatomizdat, 1995, p. 296, Fig. 7.3).

Недостатком известных концентраторов электромагнитного импульса является слабое проявление электрической и магнитной составляющих поля электромагнитного импульса при воздействии на испытуемый объект, например кабельный фрагмент.A disadvantage of the known electromagnetic pulse concentrators is the weak manifestation of the electric and magnetic components of the electromagnetic pulse field when exposed to the test object, for example a cable fragment.

Известен концентратор электромагнитного импульса, включающий генератор импульсов с выходным емкостным накопителем, схему управления и электропроводящую экранирующую камеру, во внутренней полости которой поверх испытуемого кабельного фрагмента расположены два соосных взаимно раздвинутых цилиндрических электрода и цилиндрический тепловой диэлектрический изолятор, по азимуту внешней поверхности вдоль образующих которого закреплены управляемые импульсно-разрядные лампы, охваченные снаружи общим цилиндрическим магнитопроводящим сердечником и подключенные силовыми выводами к емкостному накопителю генератора импульсов через соответствующие балластные дроссели и разрядный электронный ключ, а управляющими выводами - к схеме высоковольтного поджига, управляющие входы которой и электронного ключа подключены к соответствующим выходам схемы управления, причем первый цилиндрический электрод подключен к точке соединения балластных дросселей с электронным ключем, а второй вместе с экранирующей камерой и точкой соединения силовых выводов ламп с емкостным накопителем - заземлены. Экранирующая камера, цилиндрические электроды, тепловой диэлектрический изолятор и магнитопроводящий сердечник выполнены разборными - в виде полуцилиндров (патент №74483 на полезную модель, Бюл. №18 опубликовано 27.06.2008 г.).A known electromagnetic pulse concentrator, including a pulse generator with an output capacitive storage, a control circuit and an electrically conductive shielding chamber, in the inner cavity of which over the test cable fragment there are two coaxial mutually spaced cylindrical electrodes and a cylindrical thermal dielectric insulator, along the azimuth of the outer surface along whose generators are controlled pulsed-discharge lamps, externally covered by a common cylindrical magnetically conductive the core and connected by power leads to the capacitive storage of the pulse generator through the corresponding ballast chokes and a discharge electronic key, and the control leads to the high-voltage ignition circuit, the control inputs of which and the electronic key are connected to the corresponding outputs of the control circuit, and the first cylindrical electrode is connected to the ballast connection point throttles with an electronic key, and the second together with a shielding chamber and a point of connection of the power terminals of the lamps with a capacitive storage - grounded. The shielding chamber, cylindrical electrodes, thermal dielectric insulator and magnetic core are made collapsible - in the form of half-cylinders (patent No. 74483 for utility model, Bull. No. 18 published on June 27, 2008).

Недостатком указанного известного концентратора электромагнитного импульса является слабый электромагнитный импульс, наводимый в испытуемом кабельном фрагменте, а также невозможность охвата цилиндрическими частями концентратора плоско расположенных кабельных жгутов без их демонтажа.The disadvantage of this known hub of the electromagnetic pulse is the weak electromagnetic pulse induced in the tested cable fragment, as well as the inability to cover the cylindrical parts of the concentrator of flat cable bundles without dismantling them.

По технической сущности наиболее близким к предлагаемому является последний из перечисленных известных концентраторов электромагнитного импульса.By technical nature, the closest to the proposed one is the last of the listed known electromagnetic pulse concentrators.

Техническим результатом предложения является увеличение амплитудных значений напряженностей импульсов электрического и магнитного полей в рабочем пространстве концентратора, в частности - в испытуемом фрагменте кабеля, что позволяет расширить диапазон пиковой интенсивности испытательного электромагнитного импульса и обеспечить съемность устройства, при индуцировании импульсных перенапряжений во фрагменте кабеля без его отсоединения от испытуемой электронного оборудования.The technical result of the proposal is to increase the amplitude values of the electric and magnetic field pulse intensities in the working space of the concentrator, in particular, in the tested cable fragment, which allows expanding the range of peak intensity of the test electromagnetic pulse and ensuring the removability of the device when inducing pulse overvoltages in the cable fragment without disconnecting it from the tested electronic equipment.

На фиг. приведена принципиально-конструктивная схема предлагаемого концентратора электромагнитного импульса.In FIG. The principal structural diagram of the proposed electromagnetic pulse concentrator is shown.

Указанный результат обеспечивается благодаря тому, что в концентраторе электромагнитного импульса, включающем формирующие обмотки 1, электропроводящую экранирующую камеру 2, управляемый ключ 3, зарядное устройство 4 с накопительным конденсатором 5, положительный вывод которого подключен к аноду управляемого ключа, а отрицательный - к общей точке соединения экранирующей камеры и земли, блок управления 6, выходы которой подключены к управляющему выводу управляемого ключа и управляющему входу зарядного устройства, а также полый магнитопроводящий сердечник 7 и два соосных взаимнораздвинутых электрода 8 и 9, образующие вместе с сердечником полость, в которую можно поместить линейный фрагмент кабеля 10, причем анодный электрод соединен с общей точкой катода управляемого ключа и всеми первыми выводами формирующих обмоток, другие выводы которых соединены с катодным электродом и отрицательным выводом накопительного конденсатора, при этом экранирующая камера, магнитопроводящий сердечник и электроды выполнены в виде разборных парных конструкций, одна из частей каждой сочленяющейся пары которых имеет форму полуцилиндра, формирующие обмотки охватывают полуцилиндрическую часть магнитопроводящего сердечника, вторая часть которого, а также вторые части электрода и экранирующей камеры выполнены плоскими, и благодаря тому, что внутренние и внешние части формирующих обмоток расположены вдоль соответствующих внутренних и внешних образующих полуцилиндрической части магнитопроводящего сердечника.This result is ensured due to the fact that in the hub of the electromagnetic pulse, including the forming windings 1, an electrically conductive shielding chamber 2, a controlled key 3, a charger 4 with a storage capacitor 5, the positive terminal of which is connected to the anode of the controlled key, and the negative terminal is connected to the common connection point shielding chamber and earth, control unit 6, the outputs of which are connected to the control terminal of the managed key and the control input of the charger, as well as a hollow magnetic circuit a seeding core 7 and two coaxial mutually spaced electrodes 8 and 9, forming together with the core a cavity into which a linear fragment of cable 10 can be placed, the anode electrode connected to a common point of the cathode of the controlled key and all the first terminals of the forming windings, the other terminals of which are connected to the cathode an electrode and a negative terminal of the storage capacitor, while the shielding chamber, the magnetically conducting core and the electrodes are made in the form of collapsible paired structures, one of the parts of each joint A pair of which has the shape of a semicylinder, the forming windings cover the semicylindrical part of the magnetic core, the second part of which, as well as the second parts of the electrode and the shielding chamber, are made flat, and due to the fact that the inner and outer parts of the forming windings are located along the corresponding inner and outer generators of the semicylindrical part magnetic core.

Концентратор электромагнитного импульса работает следующим образом. Накопительный конденсатор 5 предварительно заряжается до высокого напряжения с помощью зарядного устройства, после чего на управляющий вывод управляемого ключа 3 подается управляющий импульс. При включении управляемого электронного ключа 3 на электродах 8 и 9 возникает импульс напряжения, благодаря чему вблизи фрагмента кабеля 10 возникает импульс электрического поля, а на его концах - соответствующая электрическая импульсная составляющая ЭДС.The hub of the electromagnetic pulse operates as follows. The storage capacitor 5 is pre-charged to high voltage using a charger, after which a control pulse is supplied to the control output of the controlled key 3. When the controlled electronic switch 3 is turned on, a voltage pulse appears on the electrodes 8 and 9, due to which an electric field pulse appears near the cable fragment 10, and a corresponding electric pulse component of the EMF appears at its ends.

Кроме того, благодаря трансформаторной электромагнитной связи формирующих обмоток 1 с фрагментом кабеля 10 в нем индуцируется соответствующая электромагнитная составляющая ЭДС.In addition, due to transformer electromagnetic coupling of the forming windings 1 with the cable fragment 10, the corresponding electromagnetic component of the EMF is induced in it.

Таким образом, суммарная индуцирующая ЭДС обеспечивает высокое амплитудное значение импульсных напряжений и токов, наводимых в испытуемом фрагмента кабеля и на входе испытуемого электронного оборудования. Кроме того, обеспечивается съемность концентратора без отключения кабельного фрагмента от испытуемого электронного оборудования.Thus, the total induction EMF provides a high amplitude value of the impulse voltages and currents induced in the tested cable fragment and at the input of the tested electronic equipment. In addition, the hub is removable without disconnecting the cable fragment from the tested electronic equipment.

Claims

1. An electromagnetic pulse concentrator containing forming windings, an electrically conductive shielding chamber, a controllable key, a charger with a storage capacitor, the positive terminal of which is connected to the anode of the controllable key, and the negative one - to the common connection point of the shielding chamber and the ground, the control unit whose outputs are connected to the control terminals of the controlled key and charger, as well as a closed magnetically conductive core and two mutually spaced electrodes, the anode and cathode, together with the core, a cavity into which a linear fragment of the cable can be placed, while the shielding chamber, the magnetically conducting core and the electrodes are made in the form of collapsible mating paired structures, the first part of each pair of which has the shape of a semi-cylinder, characterized in that the forming windings cover the first part of the magnetically conducting core, the second part of which, as well as the second parts of the electrodes and the shielding chamber are made flat, moreover, the anode electrode is connected to a common point of the cathode second key, and all the first terminals forming windings, second terminals of which are connected to the cathode electrode and the negative terminal of the storage capacitor.

2. The electromagnetic pulse concentrator according to claim 1, characterized in that the internal and external parts of the forming windings are located along the corresponding internal and external generators of the half-cylinder of the first part of the magnetic core.