3.1. Синхронные генераторы в режиме ударного и динамического торможения

В импульсном (ударном) режиме промышленные синхронные электрогенераторы, применяемые на электро-станциях, могут за доли секунды в таком форсированном режиме развить мощность до 10^9 Вт. В действующих установках таких ударных генераторов в нагрузку передается до 10 МДж за импульс при эффективности отбора кинетической энергии от маховика 2-3%. Синхронный ударный генератор за несколько секунд может обеспечить получение импульсов 1000 МДж при мощности до 100 МВт. По уровню запасаемой энергии синхронные генераторы допускают использование их в режиме генерирования последовательных импульсов (раз в несколько минут, необходимых для восстановления частоты вращения ротора). Эксплуатация синхронных генераторов сдерживается в основном из-за низкой эффективности передачи энергии в нагрузку. Выпускаемые промышленно генераторы типа ТИ-100, ТИ-75-2, ТИ-12-2 применяются, например, для форсированной запитки плазменных генераторов.

3.2. Униполярные ударные генераторы

Униполярные ударные генераторы (УУГ) являются специальным типом электромашинных накопителей и позволяют получать импульсы с предельной мощностью 10^11 Вт. Действующие в настоящее время УУГ имеют энергетику до 1 ГДж. Они относительно просты в изготовлении, характеризуются высокими удельными показателями, низкой стоимостью, высокой эффективностью передачи энергии в нагрузку (до 80%). По своим выходным параметрам УУГ эффективны как средство запитки индуктивных накопителей.
Использование катушки ИНЭ в качестве обмотки возбуждения УУГ позволяет создавать компактные высокомощные источники импульсной энергии. УУГ являются низковольтными источниками (~100 В), что обусловливает ряд проблем при сильноточном (~10^7 А) токосъеме, так как контактные падения напряжения имеют сравнимую величину (~40 В).

3.3. Компрессионные генераторы

Одним из перспективных путей создания источников питания, работающих в частотном режиме, является использование электромашинных устройств, называемых компрессионными генераторами (компульсато-рами). В настоящее время созданы устройства с энергией 10 Дж в импульсе длительностью 0,2-1 мс при ча-
стоте следования до 200 Гц. По своим удельным параметрам КГ могут успешно конкурировать с системами частотного действия, построенными на основе других принципов. Считается возможным создание компрессионных генераторов с энергией в импульсе ~10^6 Дж и реализация частоты повторения импульсов до 500 Гц. На 6-м симпозиуме по технологии электромагнитного разгона (апрель 1992 г., Остин, Техас, США) было заявлено о создании компульсатора с "воздушным" сердечником на основе композиционных материа-лов с удельной энергией уровня 3 кДж/кг, что сравнимо с параметрами УУГ. Стремительное развитие ком-
пульсаторов от лабораторных устройств с энергией 100 кДж до крупных устройств мегаджоульного диапа-зона подтверждает тезис о перспективности этой электрической импульсной машины.

Энергетические характеристики электромашинных преобразователей представлены на рисунке:

а - энергомощностные, б - электрические, в - удельные энергетические; СГ и УГ - синхронные генераторы в режиме динамического торможения и ударном режиме соответственно, ДЭГ-1, ДЭГ-2 - проекты дисковых электрогенераторов 1992 и 2000 гг.

ЭМН имеют диапазон изменения выходной мощности импульсов 30-200 МВт с энергией электрических импульсов от 10 кДж до уникальных значений уровня 1 ГДж. Характерный диапазон изменения токов и напряжений до 10^5 А и 10^5 В.

Перспективными ЭМН с точки зрения возможностей существенного роста плотности мощности и энергии импульса являются компрессионные генераторы. Перспективность их использования определяется возможностью данных устройств генерировать серии электрических импульсов в частотном режиме.

Химические источники тока