Подано результати проектування ондуляторного індукційного електронного прискорювача. Показано можливість створення високоефективних, компактних систем комерційного призначення, зокрема для знезараження стічних і природних вод на базі даного класу прискорювачів. Проведено проектний аналіз основних блоків запропонованого прискорювача та наведено загальні параметри цих блоків.

Розроблено теорію одновимірного проникнення магнітного поля в електропровідне середовище (плоску пластину) з урахуванням руху пластини під дією магнітного поля за умови лінійного зростання напруженості поля в часі на зовнішній межі провідника. Процес був описаний рівнянням дифузії, що враховує конвективний перенос, і рівнянням руху середовища за спеціальних граничних умов. Розв'язок одержано для часового інтервалу, в якому товщина скінового шару залишається меншою, ніж товщина пластини. Скінова глибина за цього збільшується порівняно з класичним випадком нерухомого середовища. Цей результат пояснюється уповільненням зростання поля на поверхні середовища в результаті переміщення межі провідника та безпосередньо впливом руху середовища.

Наведено підсумки проектного аналізу двоканального лінійного індукційного прискорювача електронів. Визначено технічні параметри головних вузлів і виконано оцінку загальних характеристик пристрою, що запропоновано для практичного застосування в комерційних технологічних системах. Показано, що за своїми параметрами прискорювач є придатним для створення на його основі достатньо компактних і ефективних комерційних систем для виконання операцій очищення промислових викидів, стічної та природної води й стерилізації медичних препаратів і харчових продуктів.

The problem of the pulsed magnetic field distribution in the cross section of the inductor core at the induction accelerator of electron beam is under consideration in this paper. Owing to multi-layer structure of the core package it has the magnetic and electric anisotropy with different speed of the field diffusion along the sheets of magnetic and across the sheets. At the pulse duration less than one microsecond the essential-uniformity of the field along both axes of the core cross section can be found. This effect reduces the efficiency of the ferromagnetic material using with corresponding loss of the accelerator efficiency. The main conclusion of the paper consists of the necessity to check the field diffusion characteristics in the process of inductor design to be sure that the pulsed field is able to fill the cross section of the core during the pulse switching. The magnetic characteristics of the anisotropic core have been investigated in the paper by one-dimensional and two-dimensional simulation in the guise-stationary approximation using the traditional equation of the field diffusion.

Розглянуто шляхи можливого покращання енергетичної ефективності індукційних прискорювачів макротіл. Обговорено кілька технічних пропозицій, до яких належать нова конструкція прискорювача з феромагнітним осердям, кріогенне охолодження активних провідників струму, оптимальний підбір головних параметрів прискорювача, нові комбіновані конфігурації активних провідників, синтез спеціального джерела імпульсного струму (з імпульсом керованої форми) для живлення індуктора. Розроблено одноступінчастий прискорювач.

На основе анализа электротехнической модели коммутационного процесса в контактной зоне рельсового ускорителя макротел показано, что резистивный характер поверхности электродов контактной пары является необходимым условием, способствующим коммутационному процессу в электромеханических преобразователях со скользящим контактом. Для модели ускорителя, имеющей возрастающее удельное сопротивление поверхностного слоя рельсов по мере возрастания скорости движения якоря, показано, что объемные джоулевы потери на единицу длины скин-слоя рельсов могут оставаться неизменными, не вызывая дополнительного перегрева проводника в скин-слое в связи с увеличением его удельного сопротивления. Подобная ситуация рассмотрена для электрических машин вращательного движения.

Розглянуто проникнення імпульсного магнітного поля в метал з наперед створеним неоднорідним розподілом коефіцієнта електропровідності (в більш загальному випадку - коефіцієнта магнітної дифузії) у вигляді гладкої функції однієї або двох просторових координат. Подібна ситуація може бути створена при виготовленні металовиробу з метою надання йому спеціальних функцій. З використанням результатів виконаного теоретичного аналізу отримано рівняння магнітної індукції, в якому враховано наявність у металу градієнта коефіцієнта магнітної дифузії і рух металу, для двовимірного поля в плоскій пластині. Рівняння приведено до безрозмірної форми і одержано специфічний критерій подібності, який дорівнює відношенню характеристичної швидкості дифузії поля в метал до базової швидкості руху металу. Для числового аналізу процесу дифузії поля було обрано програму FlexPDE-7.20, тому що в ній передбачено, як простими засобами додати до стандартної системи рівнянь поля градієнт коефіцієнту дифузії поля у вигляді наперед заданої функції координат згідно з рівнянням індукції. Розрахункова модель мала вигляд прямокутної пластини з металу із збудженням імпульсного поля вздовж однієї сторони пластини. За результатами одновимірного та двовимірного моделювання поля встановлено ряд особливостей дифузії поля в пластину при зростанні або зменшенні коефіцієнта дифузії як функції координат. Розглянуто також вплив руху металевої пластини на процес дифузії поля, зокрема ефекти компресії або декомпресії поля та захоплення поля рухомим середовищем.