Генератор импульсов тока

Генератор импульсов тока

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСОВ ТОКА, содержа ций N емкостных накопительных элементов, где N 1, каждый из которых подключен к нагрузке через отдельный разрядник, содержащий два кольцевых электрода, расположенных соосно Со стержневым управляющим электродом, от л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью увеличения крутизны импульса тоХа в нагрузке, в нем один из разрядников выполнен с N+1 кольцевыми электродами, расположенными сооснЬ со стержневым управляющим электродом,причем емкостные накопительные элементы соединены между собой последовательно, а каждая точка со.единения накопительных элементов подключена к одному (Л из кольцевых электродов. ;:о СП 30 4;;:

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

ШЯФЛ . РЕСПУБЛИК (19) (И) 9(50 Н 03 К 3 53

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР . "- "-к;;

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И mHPblTHA

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3226805/18-21 (22 ) 29. 12. 80. (46) .15.08 83. Бюл. 9 30 (72) Е.П. Бельков, Г.И. Беляев, П.Н. Дащук и Г.Л. Спичкин (71) Ленинградский ордена Ленина политехнический и нсти тут им.М. И . Калинина (53) 621,374. 387(088. 8) (56) 1, Техника больших импульсных токов и,магнитных полей. Под ред.

В.С. Хомелькова, М., Атомиздат, 1970, с. 35 2-2:5 4.

2..Конотоп B.B. Основы проектирования высоковольтных импульсных устройств. Ч.1, ХПИ, 1973; с. 142. (54)(57) ГЕЬЕРЛтоР ИМПУЛЬСОВ токд, содержащий N емкостных накопительных элементов, где Я Ъ 1, каждый из которых подключен к нагрузке через отдельный разрядник, содержащий два кольцевых электрода, расположенных соосно со стержневым управляющим электродом, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью увеличения крутизны импульса тоМа в нагрузке, в нем один из разрядников выполнен с N+1 кольцевыми электродами, расположенными соосно со стержневым управляющим электродом, причем емкостные накопительные элементы соединены между собой последовательно, а каждая точка соединения накопитель-щ

И . ных элементов подключена к одному из кольцевых электродов.

1035784

Изобретение относится к технической физике и предназначено для получения мощных импульсных токов с большой скоростью нарастания тока в нагрузке °

Известен генератор импульсных токов больших энергий 104-10 Дж, разработанный для получения и исследования высокотемпературной плазмы и для технологических операций, содержащий большое число коммутирующих разряд- 1Р ников, соединенных с нагрузкой посредством малоиндуктивных кабелей),1) .

Возможность получения той или иной амплитуды тока зависит от энергии батареи. Поэтому предельную амплитуду тока можно ограничить только объемом батареи (если ток генератора определяется только индуктивностью, а не активным сопротивлением, Мак симальное значение скорости нарастания тока в заданной нагрузке ограничивается предельной величиной рабочего напряжения и эквивалентной индуктивности, которая состоит из индуктивности нагрузки и собственной (паразитной) кндуктивности генератора равной сумме эквивалентных индуктивностей .всех элементов, за исключением индуктивности нагрузки.

В Иэвестном генераторе максимально возможная скорость нарастания тока не может превышать 5,6 10" А/с, так как трудно. осуществить одновременное срабатывание большого числа раз-. рядников при их параллельной работе.

25

Наиболее близким к изобретению яв- 35 ляется генератор импульсов тока, содержащий N емкостных накопительных элементов, где N ) 1 и целое исло, каждый из которых. присоединен к нагрузке через отдельный разрядник, содержащий два кольцевых электрода, расположенных. соосно со стержневым электродом. Напряжение основного источника питания приложено к кольцевым электродам, на стержневой электрод с помощью омического делителя напряжения подается средний потенциал f 2 j.

При подаче на управляющий электрод высоковольтного поджигающего импульса пробивается промежуток между одним из главных, электродов и управляющим электродом, вследствие чего полное напряжение оказывается приложенным ко второму промежутку, который также 55 пробивается, при этом разрядный кон. тур замыкается. При параллельном включении N = 10 разрядников каскадного типа удается получить импульсные токи до 1 10 А со скоростью бО нарастания тока в нагрузке до

3 10" A/c а для получения импульсов тока с более высокой скоростью нарастания в этом генераторе необходимо синхронно включать и разрядников с разбросом включения 8 (10 -10 >) с, что невыполнимо.

Бель изобретения — увеличение крутизны импульса тока в нагрузке.

Поставленная цель достигается тем, что в генераторе импульсов тока, содержащем .N емкостных накопительных элементов, где N > 1,каждый из которых подключен к нагрузке через отдельный разрядник, содержащий два кольцевых электрода,расположенных соосно со стержневым управляющим электродом, в нем один из разрядников выполнен с N+1 кольцевыми электродами, расположенными соосно со стержневым управляющим электродом, причем емкостные накопительные элементы соединены между собой последовательно, а каждая точка соединения накопительных элементов подключена к одному из кольцевых электродов.

На чертеже представлена принципиальная схема генератора импульсов .тока, содержащего четыре накопительных элемента, включаемых на нагрузку одним искровым разрядником.

Генератор импульсов тока содержит нагрузку 1, разрядник с пятью кольцевыми .электродами 2 и расположенным соосно с ними стержневым управляющим электродом 3, источник

4 постоянного напряжения, соединенных через точку 5,И накопительных элементов б, источник 7 поджигающих импульсов.

Накопительными элементами б могут служить конденсаторы емкостью

С . Накопительные элементы б соединены последовательно, а каждая точка 5 соединения двух соседних накопительных элементов подключена к одному из кольцевых электродов 2 накоротко или через нагрузку 1. Накопительные элементы б заряжаются от источника 4 постоянного напряжения до напряжения U . Разность потенциалов между каждыми двумя соседними кольцевыми электродами 2 равна зарядному напряжению U, На стержневом управляющем электроде

3 потенциал задается от источника

4 постоянного напряжения с помощью омического делителя напряжения подбором сопротивлений 14 и 15 ° Потенциал стержневого электрода 3 задается. равным KU, где 0 к ñ1, и выбирается, исходя из соотношения длин искровых промежутков 8, 9 и 10. Для разрядника с искровыми промежутками

8, 9 и 10 равной длины К = 0,5.

Запуск генератора осуществляется с помощью источника 7 поджигающих импульсов, соединенного со. стержневым электродом 3 через раэделительную емкость 13 и со средним кольцевым электродом 2 путем подачи на

1035784

Составитель В. Казаков редактор M. Келемеш Техред И. Гайду Корректор A. Ильин

Заказ 5854/59 Тираж 936 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и откры тий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 него поджигающего импульса напряже- ния °

Для обеспечения более раннего и уверенного пробоя поджигающего промежутка 8 полярность поджигающего импульса напряжения выбирается про-. 5 тивоположной полярности напряжению, заданного делителями 14 и 15 на стержневой электрод 3. При пробое промежутка 8 на двух соседних промежутках 9 возникает .перенапряжение, которое определяется отношением величин -емкости накопительного элемента 6, равной Сд к конструктивной емкости 11., образованной любым кольцевым электродом 2.и стержневым 15 электродом 3 и равной Ск. При С о (; величина перенапряжения на непробитых промежутках U = П„С -/С +С„. Конструктивно длина:искровйх. промежутков 8, 9 и 10 выбирается -такой, что статическое пробивное напряжение.

U09 = (0,5-0,7)Ус. Таким образом, коэффициент перенапряжения иа проме- . жутках 9 и 10 составляет К„= пЯ.

Up/Up@- 1,4-2. Наличие перенапряжейия и интенсивной ультрафиолетовой подсветки от искрового канала

s промежутке 8 обеспечивает пробой промежутков 9 и 10 с малым временем запаздывания (1 нс) и-минимальным

1 разбросом в срабатывании этих проме. жутков (1-2 нс)т.е. все промежутки

8, 9 и 10 пробиваются практически одновременно и накопительные элементы б параллельно разряжаются на общую нагрузку 1,.подсоединенную посредством кабелей 12 одинаковой длины..Ток разряда накопительных элементов показан стрелками. Включение большого числа накопительных элементов на общую нагрузку с малым разбросом в срабатывании позволяет получить в нагрузке 1 импульс тока с высокой скоростью нарастания до

10" A/с. При этом индуктивность разрядника и в целом разрядного контура при параллельном синхронном включении на общую нагрузку удается уменьшить до (5-10) 10"9 Гн и тем самым получить длительность фрон, а импульса на нагрузке порядка 10 с и менее.

Использование в генераторе импульсов тока одного коммутирующего устройства, где все разрядные промежутки размещены в единой разрядной ка-. мере непосредственно друг за другом, создает удобные условия для быстрой смены газа в разрядной камере, т.е. позволяет работать,генератору в частотном режиме, с частотой следования импульсов = 10 Гц и более.

3 !