Электрофизические установки для электроразрядной технологии дробления материалов

Аннотация

Электроразрядная технология активно и успешно исследуется как альтернатива традиционным механическим методам разрушения горных пород и композитных материалов. Критическим элементом технологии является высоковольтный импульсно-периодический генератор, к выходным параметрам которого предъявляются достаточно серьезные требования: скорость нарастания импульса напряжения порядка 1012 В/с при амплитуде порядка 105 В, амплитуда тока разряда порядка 103–104 А, временная постоянная разрядного контура порядка 10–7–10–6 c и частота следования импульсов порядка 1–10 Гц. В отделе импульсной техники ИСЭ СО РАН в течение многих лет ведутся работы по разработке генераторов для электроразрядной технологии дробления, используя несколько походов, различающихся электрической схемой. Первый подход связан с использованием схемы умножения напряжения Аркадьева-Маркса. Второй подход основан на импульсной зарядке высоковольтного емкостного накопителя от первичного низковольтного емкостного накопителя через повышающий импульсный трансформатор, и последующей коммутации высоковольтного накопителя с помощью газового разрядника на нагрузку. В третьем подходе используется схема линейного импульсного трансформатора. Создана серия генераторов с полной автоматизацией управления с уровнем выходного напряжения до 400 кВ и запасаемой энергии более 1 кДж, позволяющих варьировать в широком диапазоне амплитуду выходного напряжения, энергию электрического разряда, частоту следования импульсов. Генераторы используются для дробления материалов, хотя для них возможны и другие технологические применения.