Техника - молодёжи 1953-11, страница 11

с твердыми наконечниками, был построен автором впервые лет двадцать тому назад. Аппараты импульсной сварки могут служить еще одним «примером преобразования мощностей и времен действия.

В конденсаторных сварочных аппаратах, как это показывает само их название, имеется конденсаторная батарея — электрическая емкость, которая заряжается от сравнительно маломощного источника постоянного тока и постепенно накапливает энергию. Затем в течение очень короткого времени, в тысячные или даже в десятитысячные доли секунды, конденсаторы разряжаются и бросают импульс тока большой силы на место сварки. Мощность разряда превышает мощность зарядного тока в сотни или даже в тысячи раз.

Можно запасать электроэнергию для сварки не только в конденсаторах, но и в катушках (трансформаторах, дросселях), как это происходит в индукционной катушке в системе автомобильного зажигания. Можно бросать энергию из «запаоителя» (емкости или индуктивности) непосредственно на свариваемое место или через промежуточный трансформатор. Существуют различные типы аппаратов импульсной сварки. Они строятся на мощность от нескольких ватт — для сварки тонких проволочек — и до десятков киловатт — для сварки крупных деталей.

Благодаря очень короткому времени импульсной сварки тепло, развиваемое при ней, не успевает распространяться далеко от свариваемого места, не происходит окисления окружающего металла и качество сварного шва получается высокое. Импульсным методом можно сваривать разнородные металлы, а также соединять между собой детали разного сечения, например сваривать тонкие проволочки с массивными частями. Импульсная сварка применяется в электровакуумной промышленности, в авиационной и других.

Аппараты импульсной сварки стоят дороже, чем контактные сварочные аппараты переменного тока нормальной частоты 50 герц, питаемые от общих «силовых электросетей без промежуточных «запасителей» энергии. Это несколько ограничивает распространение метода импульсной сварки.

Импульсные сварочные аппараты — относительно простые преобразователи мощностей и времен действия. Более сложные схемы применяются для получения сверхвысоких напряжений.

ГЕНЕРАТОРЫ МОЛНИЙ

Еще двести лет тому назад, в годы, когда были открыты первые электрические конденсаторы — лейденские банки, было предложено для получения высоких напряжений заряжать несколько конденсаторов, соединенных параллельно, а затем при разряде пересоединять их последовательно. Французский физик Гастон Планте строил в прошлом веке такие конденсаторные преобразователи с вращающимися переключателями. При помощи прибора Планте можно было повысить напряжение маленькой аккумуляторной батареи до нескольких тысяч вольт.

Член-корреспондент Академии наук СССР В. К. Аркадьев в 1914 году придумал производить переключение конденсаторов -с параллельного соединения на последовательное при помощи искровых разрядников (шаров разделенных воздушным промежутком). Это изобретение очень упростило конструкцию конденсаторных преобразователей напряжения и позволило применять их для получения сверхвысоких напряжений в несколько миллионов вольт.

Изобретение В. К. Аркадьева — -«искровой конденсаторный трансформатор», как он сам его назвал, или «каскадный импульсный генератор», как принято называть его теперь, — шолучило широкое распространение во всем мире.

В настоящее время импульсные источники высокого напряжения с каскадом конденсаторов применяются на электротехнических заводах и в лабораториях для испытания изоляторов и всевозможных высоковольтных аппаратов. Напряжения многих таких лабораторных установок вполне могут соперничать с напряжениями естественных разрядов молний. В лабораториях получают искры длиною в несколько метров при мощности разряда в миллионы киловатт.

В тридцатых годах импульсные источники высокого напряжения стали применяться для ускорения заряженных частиц — электронов и ионов. Импульсные ускорители оказались весьма удобным инструментом при изучении ядерных реакций. С импульсными ускорителями был также проведен ряд исследований по стерилизации пищевых продуктов, лекарств и других веществ потоками быстрых электронов.

Широкое распространение получили различные методы электрической трансформации мощностей и времен действия в электротехнике и радиотехнике в последние годы.

ИМПУЛЬСНАЯ ЭЛЕКТРОТЕХНИКА

П очти все типы радиолокаторов — это устройства импульсного типа. Средняя мощность радиолокационных генераторов не (превышает нескольких сотен ватт, самое большее — нескольких киловатт. Но импульсная мощность достигает сотен и тысяч киловатт. Импульс высокочастотной энергии, излученной передатчиком, отражается от удаленных объектов и возвращается к приомной части радиолокатора. Чем меньше длительность импульса, тем меньше и его протяженность в пространстве и тем более мелкие детали объекта способен различать радиолокатор, тем выше, как говорят, его разрешающая способность.

В самолетных радиолокаторах длительность высокочастотного импульса, зондирующего пространство, бывает меньше одной микросекунды. В локаторах дальнего действия импульс излучения длится 10 и более микросекунд. Радиолокация не ограничивается земными пределами.

При помощи радиолокатора получены отраженные от Луны сигналы. Длительность импульса в этом случае в тысячи раз больше, чем при локации земных объектов — около 0,1 секунды.

В последнее время обсуждается вопрос о локации Солнца. Таким методом предполагается получить ряд новых данных о строении его верхних слоев. Для такого огромного объекта предполагается применить импульсы длительностью в несколько секунд. Пока хвост такого импульса будет вылезать из антенны радиопередатчика, голова импульса успеет умчаться на расстояние свыше миллиона километров от Земли. И соударение этого зондирующего импульса с Солнцем будет продолжаться несколько секунд. На то, чтобы до-

ПОВЫШАЮЩИЙ

трансформатор конденсатор

выпрямитель

сварочный трансформатор

разрядник

сварочный трансформатор

прерыватель ИМПУЛЬСНЫЕ СВАРОЧНЫЕ АППАРАТЫ

В верху аппарат высоковольтной конденсаторной сварки. При разряде конденсатора во вторичной обмотке сварочного трансформатора возбуждается импульс тока, который проходит через электроды и свариваемые детали. В месте сварки выделяется основная часть энергии, накопленной в конденсаторе.

Внизу сварочный аппарат с запасанием энергии в индуктивности. В магнитном поле сварочного трансформатора накапливается энергия. При размыкании прерывателя и прекращении тока в первичной обмотке возникает импульс тока во вторичной обмотке сварочного трансформатора. Энергия, накопленная в магнитном поле сварочного трансформатора, перебрасывается в место сварки, где превращается в тепло.

трехфазный питающий трансформатор

9