Спиральный генератор импульсов напряжения

Спиральный генератор импульсов напряжения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Совезсмвтд .

Сц ©

Ресвублищ

<»>792565 (61) Дополнительное к авт, сеид-ву— (22) Заявлено 100479 (2f) 2751668/18-21 с лрисоединениел заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 3 0.1 2.8 О. Бкрллетень Н9 4 3

Дата опубликования описания 05.01.81 (51)М. Кл З

Н 03 К 3/53

Н 03 К 3/02

Государственный коинтет

СССР

w делам нзобретеннй и открытий (53) УДК (088.8) B. A. Лвруцкий и р. В, Наймарк!

I

Московский ордена . 1енина энергетический-.кнститт (71) Заявитель (54) спирлльнь1Й гвнвгг тор .ìï льсов нйпгяжвни .

Изобретение относится к области высоковольтной импульсной техники и может быть использовано для получения наносекундных импульсов напряжения амплитудой в десятки и сотни киловольт.

Известен спиральный генератор, содержащий две свернутые в спираль проводящие ленты, изолированные ra всей длине расположенными между .ними лентами из пленочного диэлектрика. Пров= дящие ленты выполнены из материала с высокой проводимостью, например из меди. На одном из концов спирали или в середине ее к проводящим лентам под-)5 ключены электроды искрового разрядни.— ка t1j .

Недостатком этого спирального генератора является то, что при больших выходных напряжениях (100 кВ и выше) 20 срок службы изоляции, а следовательно, и всего спирального генератора невелик, поскольку пленочная изоляция очень чувствительна к частичным разрядам, воз никакщим в высоком поле меж-25 ду проводящими лентами.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является сгиральный генератор, содержащий две проводящие и две изоляционные ленты, на- ЗО ложенные поочередно одна на другую и свернутые в спираль. На одном конце спирали к проводящим лентам подключен искровый разрядник. Проводящие ленты выполнены из материала с высокой магнитной прон..цаемостью и покрыты тонки;,. слоем проьодящего материала с малым удельным сопротивлением (2).

Недостатком такого генератора явля. ется то, что тля увеличения амплитуды выходного на -ряжения требуется либо увеличение зарядного напряжения спирального ге,e: :атора, либо увеличение числа витков намотки. В первом случае при неизменной толщине изоляции резко сокращается срок ее службы, увеличение же толщи:-;ы изоляции не приводит к желаемому результату из-за того, что пробивная напряженность растет медленее, чем толщина, а выходное напряжение спирального генератора с ростом толщины изоляции уменьшается.

Во втором случае увеличение числа витков не приводит к пропорциональному увели"ению вь.ходнога напряжения, так как для каждой конструкции имеется оптимальное число витков и превышение этого числа приводит к относительному уменьшению выходного напряжения.

79256 5

Формула изобретения

Спиральный генератор импульсов напряжения, содержащий проводящие и изоляционные ленты, наложенные поочередно одна на другую и свернутые в спираль так, что каждая пара соседних пронодящих лент образуют полосковую линию, искровый разрядник, подключенный параллельно входу половины, считая от крайней, последовательно расположенных полосковых линий, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью увеличения амплитуды выходного импульса напряжения, дополнительно введены четное число проводящих и такое же число изоляционных лент и высокоомный делитель с равными ступенями напряжения, включенными между соседними и крайними проводящими лентами

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент CIIIA Р 3289015, кл. 307-110, 1967.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 335782, кл. H 03 К 3/53, 1972.

Цель изобретения — увеличение амплитуды выходного импульса напряжения.

Поставленная цель достигается тем, что в спиральный генератор импульсов напряжения, содержащий приводящие и изоляционные ленты, наложенные поочередно одна на другую и свернутые в спираль так, что каждая пара соседних проводящих лент образует полосковую .линию, искровый разрядник, подключенный параллельно входу половины, считая от крайней, последовательно расположенных полосковых линий, дополнительно нведены четное число проводящих и такое же число изоляционных лент и высокоомный делитель с равными ступенями напряжения, включенными между соседними и крайними проводящими лентами.

Увеличение числа проводящих лент приводит к пропорциональному увеличению амплитуды выходного импульса на- Щ пряжения при той же напряженности поля в изоляции (т. е. при том же сроке ее службы), что и н обычном генераторе. Таким же путем может быть решена обратная задача — пропорциональное уменьшение напряженности поля н изоляции. (т. е. резкое увеличение срока службы устройства) при сохранении величины его выходного импульса.

На чертеже показана конструкция спирального генератора с четырьмя проводящими лентами.

Генератор содержит проводящие ленты 1, 2, 3, 4 попарно образующие четыре полосковые линии: ленты 1 и 2 — первую, 2 и 3 — вторую, 3 и 4 — третью, 4 и 1 — четвертую, нысокоомный делитель на резисторах 5, б, 7, 8, искровый разрядник 9, подключенный к концам первой и третьей .проводящих лент (т е. параллельно входу первой и второй по- 40 лосковых линий), шины 10, 11 для подачи зарядного напряжения и шину 12 для подсоединения нагрузки.

Спиральный генератор импульсов напряжения работает следующим образом.

В статическом режиме генератор заряжен до напряжения U, а каждая полосковая линия до напряжения U> = Ung где Up — напряжение заряда полосковой линии благодаря тому, что нысокоомный делитель включен так, что соседние проводящие, а также первая и четвертая ленты связаны на концах резисторами 5, б, 7, 8 одной величины и зарядное напряжение равномерно распределяется по всем указанным линиям. Векто55 ры напряжений в различных слоях конструкции показаны стрелками.

До срабатыванйя искрового разрядника 9 (с = О) половина векторов направлена в одну сторону, половина — в про- 4() тивоположную. Напряжение на выходе равно нулю. После срабатывания искрового разрядника 9 активные (заштрихованные) первая и вторая полосковые линии начинают разряжаться и по ним идет волна напряжения При отражении через время С от противоположного разомкнутого конца полосковых линий волна напряжения удваивает свою амплитуду и активные линии переэаряжаются, В момент t = 2 прихода отраженной волны к искровому разряднику 9 все векторы напряжений оказываются напранленными в одну сторону и равными. В этот момент генератор можно рассматривать как ряд последовательно соединенных и согласно заряженных коаксиальных конденсаторов. Выходное напряжение при этом теоретически равно 2 п0 где п — число витков спирального генератора. Так как зарядное напряжение спирального генератора с четырьмя проводящими лентами вдвое выше зарядного напряжения О. = U> генератора с двумя лентамй (при одинаковых E), то для первого спирального генератора выходное напряжение

U +b> = 4 nU = 4 nU>. Для спиральноЪ

ro генератора с двумя лентами U b

2 nU >, Дальнейший процесс (t >2 C ) определяется движением и отражениями нолны напряжения в активных линиях и представляет собой затухающие колебания.

Аналогично работает генератор с большим числом проводящих лент. Половина полосковых линий генератора также является активной, половина — пассивной. Параллельно входу активных линий подключен искровый разрядник.

В общем случае амплитуда выходного напряжения генератора UgbI< = k n . .Ub где k — число (четное) проводящих лент. Практически достигается напряжение U SbIX = AknUn где А коэффициент использования.

Составитель B. Чижов

Редактор Т. Рыбалова Техред H. Еоналева :(орректор О. Ковинская

Закаэ 9619/64

Тираж 995 Подписное

BHHHPH Государственного комитета СССР о делам иэобретений и открытий

113035, Москва, У<-35, Раушская наб., д. 4 /5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород„ ул. Проектная, 4