Источник: Взрывные генераторы мощных импульсов электрического тока/ Под ред. Фортова В. Е.. - М.: Наука. 2002. - 399 с., с. 17 - 19
Емкостные накопители энергии (ЕНЭ) относятся к разряду наиболее мощных энергоисточников. Они надежны в работе, обладают высокой эффективностью передачи накопленной энергии в нагрузку, допускают возможность изменения в широких пределах параметров импульса. Для зарядки ЕНЭ могут быть использованы маломощные зарядные устройства. Вследствие малой удельной энергоемкости (наиболее распространенные конденсаторы имеют удель¬ные параметры всего -0.1 Дж/г, -0,3 Дж/см3) создание ЕНЭ с запасаемой энергией более 10 МДж затруднительно. Увеличение удельной энергоемкости возможно за счет применения более совершенных компонентов при изготовлении конденсаторов, совершенствования технологии их сборки, уменьшения ресурса (числа пусков), ра¬боты конденсаторов в апериодическом режиме разряда.
О достижениях в области конденсаторостроения можно судить по рекламным проспектам мирового лидера - фирмы "Maxwell Laboratories, Inc". Фирма рекламирует два типа бесфольговых коммерческих конденсаторов - СМ и СН. Плотность энергии в указанных типах конденсаторов обеспечена благодаря применению перспективных металлизированных диэлектриков. Известно, что в Японии при аналогичных разработках используется пластмассовый диэлектрик на основе фтористых соединений поливинилидена. Особенностью данных типов конденсаторов является малоиндуктивная изолирующая вставка в металлическом корпусе конденсатора, обеспечивающая низкий внутренний импеданс. Отличие конденсаторов серии СМ от широко распространенных фольговых с бумажно-масляной изоляцией (0,1 Дж/г) заключается в лучших массо-габаритных характеристиках (1,5 Дж/г), большей долговечности и надежности, а также медленной деградации эксплуатационных характеристик после гарантированного срока наработки на отказ, что позволяет исключить незапланированные аварии. Конденсаторы этой серии отличаются низкой стоимостью. Гарантируется безотказная работа в течение гарантированного срока эксплуатации. Номинальное напряжение конденсаторов серии СМ - 25 кВ; максимальная энергоемкость стандартной банки - 50 кДж (имеются возможности повышения энергоемкости), время разряда - более 0,5 мс, амплитудные значения пиковых токов - до 50 кА.
В отличие от конденсаторов серии СМ конденсаторы класса СН имеют большие пиковые значения амплитуд токов и более глубокую степень разрядки конденсатора; их конструктивное исполнение является более надежным при работе в неблагоприятных по влажности и пыли условиях. Эта серия имеет существенно более высокие характеристики по частоте следования циклов заряд-разряд.
Номинальное напряжение зарядки конденсаторов серии СН - 50 кВ; время разрядки - более 100 мкс, амплитудные значения пиковых токов достигают 100 кА. Вышеизложенное относится к серийно выпускаемым конденсаторам универсального назначения. Специальные разработки фирмы "Maxwell" имеют существенно большие удельные характеристики. Например, в 1990 г. фирма создала конденсаторы с плотностью энергии -2,8 Дж/г и 5.6 Дж/см3. При этом показательна динамика роста удельных характеристик конденсаторов этой фирмы: 1974 г. - 0,05 Дж/г и 0,08 Дж/см3; 1988 г. -0,6 Дж/см3, через два года плотность энергии выросла еще на порядок. Ставится задача создания конденсаторов с плотностью энергии 25 Дж/г и 50 Дж/см3 .
Удельные параметры полной системы ЕНЭ примерно втрое хуже, чем удельные параметры отдельных конденсаторов. Например, мобильный модуль фирмы FMC с энергозапасом -11 МДж (22 банки энергоемкостью 550 кДж каждая), смонтированный на шасси грузового трейлера в 1988 г., имел объемную плотность энергии около 0,25 Дж/см3. Разработчики импульсных конденсаторных батарей предполагают уменьшить массогабаритные показатели за счет создания интегрированных систем и использования компактных источников запитки.
ЕНЭ пригодны для работы в режиме генерирования периодических импульсов, однако при повышении частоты следования импульсов параметры ухудшаются вследствие снижения допустимых удельных параметров конденсаторов и наличия в составе системы все более мощного источника зарядки ЕНЭ.