Генератор высоковольтных импульсов

Генератор высоковольтных импульсов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Сеаетскик

Социалистических

Респубннк

О и И С А Н И Е 9ОО414

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 040430 (2 )2905051/18-21 (51) М. КЛ. с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Н 03 К 3/53

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (53)УДК 621 373 (088. 8) Опубликовано 230182 Бюллетень № 3

Дата опубликования описания 23.01.82

1

I жен.ий при

,рудовоГО (72) Авторы изобретения

H.Ê.Kàïèøíèêoâ и В.М.Муратов

Научно-исследовательский институт высоких

Томском ордена Октябрьской Революции и ор

Красного Знамени политехническом институте им. С .М.Кирова (71) Заявитель (54) ГЕНЕРАТОР ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ ИМПУЛЬСОВ

Изобретение относится к высоковольтной импульсной технике, а именно к устройствам генерирования высоковольтных импульсов, и может быть использовано для получения электронных пучков, для управления высоковольтными коммутаторами, при исследовании импульсной электрической прочности диэлектриков.

Известен генератор импульсных высоких напряжений, собранный по схеме

Аркадьева-Маркса на конденсаторах и резисторах с разрядниками, в кстором первый разрядный промежуток выполнен управляемым f1).

Однако известный генератор имеет невысокие временные характеристики (время запаздывания срабатывания и стабильность срабатывания), Наиболее близким по технической сущности к изобретению является генератор, собранный по схеме Аркадьева-Маркса,.содержащий накопительные конденсаторы, зарядные резисторы и коммутаторы, образующие каскады, причем частично коммутаторами служат тригатроны, состоящие каждый иэ двух основных электррдов и управляющего, размещенного в отверстии одного иэ основных электродов (2).

Однако для данного генератора временные характеристики далеки от предельных.

Цель изобретения — уменьшение вре5 мени запаз „вания и пов„„ение ста бильности срабатывания.

Указанная цель достигается тем, что в генераторе высоковольтных импульсов, собранном по схеме Аркадьева-Маркса, содержащем накопительные конденсаторы, зарядные резисторы и коммутаторы, образующие каскады, причем часть коммутаторов выполнена в виде тригатронов каждый из которых состоит иэ двух основных электродов и управляющего электрода,размещенного в отверстии одного иэ основных электродов, торцовые части управляющих электродов тригатронов выполнены полыми, причем толщина стенки торцовой части выбрана в зависимости от длины зазора между основными электродами тригатрона иэ соотношения

0,1 (- (0,3 где h — толщина стенки торцовой части управляющего электрода;

d — длина эаэора между основными электродами тригатрона, е00414 а число тригатронов выбрано в зависимости от числа коммутаторов иэ соотношения

0,3 „ - - 0,4 где п — число тригатронов, N — число коммутаторов.

Выполнение первого соотношения позволяет повысить временные характеристики каждого коммутатора в отдельности и тем самым повысить временные характеристики генератора. Выполнение второго соотношения позволяет достичь максимальных быстродействия и стабильности срабатывания при минимальных затратах на изготовление генератора.

На чертеже изобра>кена схема генератора высоковольтных импульсов.

Генератор состоит из накопительных конденсаторов 1, зарядных резисторов

2 с коммутаторами, причем часть коммутаторов — это тригатроны 3, а остальные двухэлектродные разрядники

4. Каждый тригатрон состоит из двух основных электродов 5 и б и управ— ляющего электрода 7, торцовая часть которого выполнена полой. В качестве изоляции в генераторе использован воздух при атмосферном давлении и азот при давлении 8-10 атм.

Генератор работает следующим образом.

Конденсаторы 1 заряжаются постоянным или выпрямленным напряжением через резисторы 2 до заданного напряжения, При полной зарядке конденсаторов на управляющие электроды 7 тригатронов 3 подается импульс управляющегo напряжения, вблизи торцовых частей управляющих электродов, выполненных полыми, реализуется существенный коэффициент усиления поля.

Благодаря этому происходит быстрый пробой между основными электродами

5 и 6 тригатронов 3, первый двухэлектродный разрядник 4 оказывается под напряжением, приблизительно .. авным nU, где п — число тригатронов;

U — заданное напряжение на кон3 денсаторах 1.

Это приводит к очень быстрому .пробою двухэлектродного разрядника и уже к следующему двухэлектродному разряднику прикладывается напряжение ,(n+1)U,÷òî также вызывает его быстрый пробой и т. д. После срабатыва ния всех коммутаторов на нагрузку поступает высоковольтный импульс напря>кения U>,„, Выполнение приведенных оптимальных соотношений позволяет достичь максимальных быстродействия и стабильности срабатывания генератора высоковольтных импульсов.

Экспериментально установлено, что максимальные быстродействие и стабильность срабатывания генератора имеют место при выполя ен ии соотн ошения — 0 3 (g / > где h — толщина стенки торцовой части управляющего: ктрода 7 тригатрона 3;

d — длина зазора между основными электродами 5 и 6 тригатрона 3.

Однако уменьшение h/c1(0,1 приводит к значительному уменьшению срока службы управляющего электрода, а следовательно, и всего генератора в целом. Поэтому для получения высоких временных характеристик генератора при достаточно высоком ресурсе срабатывания необходимо выполнение соотношения

O,1 < - - < 0,3

Кроме того, максимальные быстродействие и стабильность срабатывания генератора имеют место при выполнении соотношения л

7,0,3, где n — число тригатронов;

N — число коммутаторов.

Однако увеличение — ) 0,4 привоП ди т к з аметному увеличению затрат на изготовление генератора, что связано стем,,что при значительном и к управляющим электродам последних управляемых разрядников при срабатывании генератора прикладывается значительное напря>кение, что вызывает необходимость зашиты генератора управляющих импульсов. Кроме того, увеличение и приводит к уменьшению надежности генератора за счет увеличения общего числа слабых звеньев, Поэтому для получения максимальных быстродействия и стабильности срабатывания генератора при затратах на

его изготовление, близких к минимальным, необходимо выполнение следующего соотношения

03< <04

Таким образом, предлагаемый генератор высоковольтных импульсов обеспечивает временные характеристики в 1,2-2,5 раза более высокие, чем известный. формула изобретения

Генератор высоковольтных импуль сов, собранный по схеме Аркадьева55 Маркса, содержащий конденсаторы, зарядные резисторы и коммутаторы, образующие каскады, причем часть коммутаторов выполнена в виде тригатронов, каждый из которых состоит из двух основных электродов и управляющего электрода, размещенного в отверстии одного из основных электродов, отличающийся тем, что, с целью уменьшения времени за,паздывания и повышения стабильности

900414

0 S< -„- - 0,4 . где и- число трчгатронов, н — число коммутаторов.

Составитель В.Седов

Редактор Н,ПушненкОва Техред Ж.Кастелевич Корректор Л.шеньо

Заказ 12202/72 Тираж 953 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 срабатывания, торцовые части управ-! ляющих электродов тригатронов выполнены полыми, причем толщина стенки торцовой части выбрана в зависимости от длины зазора между основными электродами тригатрона из соотношения. 0,1 ñ <— d «0,3;

Ф где h — толщина стенки торцевой части управляющего электродами

d - -длина зазора между основными электродами тригатрона, а число тригатронов выбрано e зависимости от общего числа коммутаторов из соотношения:

Источники информации, п1инятые во внимание при экспертизе

1.Капишников R.К. и др. Малоиндуктивный быстродействующий генера1й тор импульсного напряжения. Техника высоких напряжений и электрическая прочность изоляции, Томск, ТПИ.

1977, с. 42-45.

2. Авторское свидетельство СССР

М 597072, кл. Н 03 К 3/53, 14.04.76,