เครื่องกำเนิดแรงดันอิมพัลส์

เครื่องกำเนิดแรงกระตุ้น

• ไฟกระชากเป็นปัญหาสำคัญสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทุกชนิด และเป็นสิ่งที่นักออกแบบวงจรทุกคนกังวลมากที่สุด คำว่า "แรงกระตุ้น" ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายเพื่ออธิบายการเพิ่มขึ้นของแรงดันไฟฟ้าเหล่านี้ ซึ่งโดยปกติจะวัดในช่วงกิโลโวลต์และคงอยู่เพียงไม่กี่วินาที
• ฟ้าผ่าเป็นตัวอย่างหนึ่งของปรากฏการณ์ทางธรรมชาติที่ก่อให้เกิดแรงดันอิมพัลส์ ซึ่งสามารถระบุได้ด้วยเวลาการตกที่สูงหรือต่ำที่โดดเด่น ตามด้วยเวลาที่แรงดันไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นสูงมาก ผลิตภัณฑ์ของเราจะต้องได้รับการทดสอบความต้านทานต่อแรงดันไฟฟ้าแบบหุนหันพลันแล่น เนื่องจากอาจทำให้เกิดความล้มเหลวอย่างรุนแรงในอุปกรณ์ไฟฟ้า
• ในที่นี้ อุปกรณ์ที่เรียกว่าเครื่องกำเนิดแรงดันไฟฟ้าแบบอิมพัลส์จะสร้างแรงดันไฟฟ้าหรือกระแสไฟสูงมากในระยะสั้นภายในสภาพแวดล้อมการทดสอบที่ได้รับการตรวจสอบอย่างระมัดระวัง วัตถุประสงค์และการทำงานของเครื่องกำเนิดแรงดันไฟฟ้าแบบอิมพัลส์มีอธิบายไว้ที่นี่ ดังนั้นเรามาลงมือปฏิบัติกัน
• ดังที่ได้กล่าวไปแล้ว เครื่องกำเนิดอิมพัลส์จะสร้างไฟกระชากที่สั้นมาก แรงดันสูงมาก หรือกระแสไฟสูง เป็นผลให้มีเครื่องกำเนิดอิมพัลส์ที่แตกต่างกันสองเครื่อง: เครื่องกำเนิดแรงดันไฟฟ้าพุ่งสูงและเครื่องกำเนิดคลื่นกระแส แต่ที่นี่เราจะพูดถึงเครื่องกำเนิดแรงดันไฟฟ้าแบบอิมพัลส์

เครื่องกำเนิดแรงดันอิมพัลส์

• ชุดตัวเก็บประจุ ตัวต้านทาน และช่องว่างประกายไฟประกอบกันเป็นเครื่องกำเนิดแรงดันไฟฟ้าแบบอิมพัลส์ หลังจากชาร์จแบบขนานผ่านตัวต้านทานจากแหล่งจ่ายไฟฟ้ากระแสตรงแรงดันสูงแล้ว ตัวเก็บประจุจะเชื่อมต่อแบบอนุกรมและคายประจุผ่านรายการทดสอบโดยผ่านประกายไฟของช่องว่างประกายไฟพร้อมกัน
• ช่องประกายไฟจะปล่อยกระแสอิมพัลส์ผ่านความต้านทาน ตัวเหนี่ยวนำ และรายการที่กำลังทดสอบ เครื่องกำเนิดอิมพัลส์กระแสประกอบด้วยตัวเก็บประจุจำนวนมากที่ถูกชาร์จแบบขนานโดยแหล่งกำเนิดไฟฟ้าแรงสูง กระแสต่ำ และกระแสตรง
• การทดสอบหม้อแปลง การทดสอบกระแสอิมพัลส์ของอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก และแม้แต่ส่วนประกอบของกังหันลมหรือเครื่องบินเป็นการทดสอบเฉพาะที่อาจดำเนินการโดยใช้เครื่องกำเนิดแรงดันอิมพัลส์แบบกำหนดเอง เนื่องจากลักษณะโมดูลาร์ของระบบ จึงอาจนำไปใช้ในการตั้งค่าต่างๆ รวมถึงโรงงานผลิตและศูนย์วิจัยและพัฒนา

เครื่องกำเนิดมาร์กซ์

• หนึ่งในนั้นคือเครื่องกำเนิด Marx เนื่องจาก Erwin Otto Marx แนะนำครั้งแรกในปี 1923 ตัวเก็บประจุหลายตัวถูกชาร์จแบบขนานโดยใช้ตัวต้านทาน จำลองแหล่งกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรงแรงดันสูง จากนั้นเชื่อมต่อแบบอนุกรมและคายประจุผ่านรายการทดสอบด้วยประกายไฟเพียงจุดเดียว ข้ามช่องว่างประกายไฟ
• ช่องประกายไฟจะปล่อยกระแสอิมพัลส์ผ่านความต้านทาน ตัวเหนี่ยวนำ และรายการทดสอบแบบขนาน หลังจากถูกชาร์จโดยแหล่งกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรงแรงดันสูง กระแสต่ำ และกระแสตรง

วงจรของเครื่องกำเนิดแรงกระตุ้น

• เครื่องกำเนิดแรงดันไฟฟ้าแบบอิมพัลส์ใช้วงจรตัวคูณมาร์กซ์เวอร์ชันที่ได้รับการปรับแต่ง ขณะที่เครื่องกำเนิดไฟฟ้าดำเนินไปตามเฟสต่างๆ แรงดันไฟฟ้ากระแสตรงบวกและลบสูงถึง 100 kV จะถูกจ่ายผ่านช่องว่างประกายไฟที่เชื่อมต่ออาร์เรย์ตัวเก็บประจุอิมพัลส์ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเป็นอนุกรม ทำให้เกิดแรงกระตุ้นไฟฟ้า
• ตัวต้านทานด้านหน้าและส่วนท้ายในขั้นตอนเครื่องกำเนิดไฟฟ้าช่วยให้สามารถปรับเวลาการขึ้นและลงของอิมพัลส์เอ็กซ์โปเนนเชียลสองเท่าโดยประมาณได้อย่างละเอียด ความเหนี่ยวนำภายในจะถูกรักษาให้ต่ำ และแรงดันไฟฟ้าจะถูกสร้างได้อย่างราบรื่นโดยทำให้วงจรคายประจุสั้น

ส่วนประกอบของเครื่องกำเนิดแรงดันอิมพัลส์

• เสาพลาสติกเสริมใยแก้วสี่เสาเป็นฉนวนสำหรับส่วนประกอบภายในของเครื่องกำเนิดแรงกระตุ้น เครื่องกำเนิดไฟฟ้าแต่ละเครื่องมีโครงสร้างเสียงดีด้วยกรอบสี่เหลี่ยม แต่ละขั้นตอนที่สามมีแพลตฟอร์มแบบยุบได้ซึ่งสามารถเข้าถึงเพื่อสลับตัวต้านทานได้
• บันไดหุ้มฉนวนช่วยให้เข้าถึงแพลตฟอร์มเหล่านี้ได้อย่างปลอดภัยที่เฟสของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า เพื่อให้แน่ใจว่าช่องจุดประกายการสลับตลอดทุกขั้นตอนจะมีอากาศที่สะอาดอยู่เสมอเพื่อการกระตุ้นที่เชื่อถือได้ จึงมักจะติดตั้งไว้ในคอลัมน์ฉนวนที่ห้าซึ่งมีแรงดันอากาศเกินเล็กน้อย
• คุณลักษณะด้านความปลอดภัยของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าทดสอบประกอบด้วยสวิตช์สายดินสองตัว และสายดินที่ทำงานด้วยมอเตอร์สองตัว ซึ่งจะลัดวงจรตัวเก็บประจุอิมพัลส์ทั้งหมดเมื่อปิดเครื่องกำเนิดอิมพัลส์

เครื่องกำเนิดแรงดันไฟฟ้าแบบอิมพัลส์เป็นอุปกรณ์ที่ใช้ในการทดสอบและตรวจสอบอุปกรณ์ไฟฟ้าและสายเคเบิล หลักการทำงานของมันคือการสร้างกระแสอิมพัลส์พลังงานสูงในระยะสั้น และจำลองกระแสไฟกระชากในสถานการณ์ที่ผิดปกติ เช่น การลัดวงจรในอุปกรณ์หรือสายเคเบิล

เมื่อกระแสอิมพัลส์เกิดขึ้น คุณลักษณะของมันคือจุดสูงสุดสูง เวลาสั้น ความถี่สูง และพลังงานสูง ซึ่งสามารถจำลองความผิดปกติและสถานการณ์ผิดปกติต่างๆ ในอุปกรณ์หรือสายเคเบิลได้ เครื่องกำเนิดแรงดันอิมพัลส์จะเก็บประจุในตัวเก็บประจุผ่านตัวเก็บประจุคายประจุ จากนั้นปล่อยประจุ ทำให้เกิดพัลส์กระแสระยะสั้นพลังงานสูง พัลส์ไฟฟ้าประเภทนี้จะสร้างวงจรลัดวงจรในอุปกรณ์หรือสายเคเบิลที่เชื่อมต่อ และวิเคราะห์สถานะและความน่าเชื่อถือของอุปกรณ์หรือสายเคเบิลโดยการตรวจจับพารามิเตอร์ เช่น รูปคลื่นของกระแส แอมพลิจูด และความถี่

หลักการทำงานของเครื่องกำเนิดแรงดันไฟฟ้าแบบอิมพัลส์นั้นค่อนข้างง่าย แต่การใช้งานและการบำรุงรักษาต้องใช้ความรู้และทักษะทางวิชาชีพในระดับหนึ่ง เมื่อใช้เครื่องกำเนิดแรงดันไฟฟ้าอิมพัลส์สำหรับการทดสอบ จำเป็นต้องต่อสายอุปกรณ์หรือสายเคเบิลอย่างถูกต้อง และตั้งค่าพารามิเตอร์การทดสอบที่เหมาะสมเพื่อหลีกเลี่ยงไม่ให้อุปกรณ์หรือสายเคเบิลเสียหาย ในเวลาเดียวกัน การวิเคราะห์ข้อมูลการทดสอบที่แม่นยำและการตัดสินผลลัพธ์ควรดำเนินการเพื่อดำเนินการบำรุงรักษาและซ่อมแซมอุปกรณ์หรือสายเคเบิลตามสมควร