Устройство импульсного питания ускорителя

Устройство импульсного питания ускорителя

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(19) (11) СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЫИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

3(51) Н 05 Н 5 02 Н 05 Н 7 02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И 07НРЫТИЙ (21) 2912750/18-21 (?2) 2).04.80 (46) 23.11.83. Бюл. 9 43 (72) E.М. Меллех, Е.П. Павлов и О.П. Печерский

° °

53) 621.384.6 (088.8)

56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 612397, кл. Н 03 К 3/53, 1978.

2. Верещагин И.П. "Анализ транс форматорной схемы индуктивного накопления энергии", Труды МЭИ, вып. 45, Электроэнергетика, М., МЭИ, 1963 (прототип). (54) (57) 1.УСТРОЙСТВО ИМПУЛЬСНОГО

ПИТАНИЯ УСКОРИТЕЛЯ, содержащее трансформаторный индуктивный накопитель энергии, первичная обмотка которого подключена к цепи, состоящей из включенных последовательно источника зарядки и коммутатора,и ускорительный триод, катод которого подключен к одному иэ выводов вторичной обмотки индуктивного накопителя, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения КПД, в устройство введен генератор импульс: ного напряжения, шунтированный управляемым разрядником, подключенным к другому выводу вторичной обмотки индуктивного накопителя.

2. Устройство импульсного питания ускорителя по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что генератор импульсного напряжения выполнен по схеме Аркадьева-Маркса так, что каждая пара конденсаторов, включенных последрвательно между соседними разрядниками, разделена разрядным диодом, при этом все диоды соединены между собой параллельно через дроссели, которые с низковольтной стороны генератора им- (9 пульсного напряжения подсоединены к выйрямителю питания накала, а с высоковольтной стороны — к одной паре выводов вторичной обмотки трансформаторного индуктивного накопителя, намотанной двойным проводом, другая пара выводов которой подсоединена к нити накала термокатода ускорителя.

906339

Иэобретение относится к области систем импульсного питания ускорителей заряженных частиц прямого действия и предназначено для питания генераторов сильноточных электронных пучков.

Известны генераторы высоковольтных импульсов с индуктивными накопителями энергии для питания ускорителей электронов прямого действия, l .например генератор импульсов, содержащий последовательно соединенные источник зарядного напряжения, зарядное устройство и емкостный накопитель энергии, который через ключ подключен к первичной обмотке высоковольтного импульсного трансформатора, ко вторичной обмотке которого подключены соединенные последовательно нагрузка, разрядник-обостритель и вторичная обмотка двухобмоточного трансформаторного индуктивного накопителя, первичная обмотка которого подключена через ключ к источнику тока зарядки, причем нагрузка и разрядник-обостритель шунтированы высоковольтным емкостным накопителем (1) .

Недостатком такого генератора являются сравнительно большие габариты и вес.

Известно также устройство импульс. ного питания ускорителя, содержащее трансформаторный индуктивный накопитель энергии, первичная обмотка которого подключена к цепи, состоящей из включенных последовательно источника зарядки и коммутатора, и ускорительный триод, катод которого подключен к одному из выводов вторичной обмотки индуктивного накопителя )2) .

Недостатком устройства является низкий КПД из-за потерь в защитном резисторе.

Целью изобретения является увеличение КПД устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство импульсного питания ускорителя, содержащее трансформаторный индуктивный накопитель энергии первичная обмотка которого подключена к цепи, состоящей иэ включенных последовательно источника зарядки и коммутатора, и ускорительный триод, катод которого подключен к одному из выводов вторич.ной обмотки индуктивного накопителя, введен генератор импульсного напряжения, шунтированный управляемый разрядником, подключенным к другому выводу вторичной обмотки индуктивного накопителя.

Генератор импульсного напряжения выполнен по схеме Аркадьева-Маркса так, что каждая пара конденсаторов, включенных последовательно между

10 соседними разрядниками, разделена разрядным диодом, при этом все диоды соединены между собой параллельно через.дроссели, которые с низковольтной стороны генератора импульсного напряжения подсоединены к выпрямителю питания накала, а с высоковольтной стороны — к одной паре выводов вторичной обмотки трансформаторного индуктивного накопителя, намотанной двойным проводом, другая пара выводов которой подсоединена к нити накала термокатода ускорителя.

Описанное устройство поясняется

15 чертежом.

М

Устройство содержит трансформаторный индуктивный накопитель, первичная обмотка 1 которого подключена к источнику 2 его зарядки через коммутатор 3. Вторичная обмотка

4 индуктивного накопителя, выполненная двойным проводом, соединена последовательно с генератором импульсного напряжения 5 (ГИН) и ускорительным триодом 6, имеющим управляющий электрод 7, а генератор 5 шунтирован высоковольтным управляемым разрядником 8.

Генератор 5 состоит из конденсаторов 9 и 10, иоторые соединены последовательно по два через разрядный диод 11. Каждая такая последовательная группа конденсаторов отделена от соседней группы разрядниками 12, при этом разрядник 13

Ç5 выполнен управляемым. Конденсаторы генератора 5 разбиты на две группы и в каждой группе соединены между собой параллельно через зарядные дроссели 14 и 15 (в первой группе)

4Р и 16 и 17 (во второй группе). Каждая из групп подключена к соответствующему источнику 18 и 19 постоянного напряжения, которые являются разнополярными. Дроссели высоковоль

45 ной стороны генератора 5 подсоединены к выводам вторичной обмотки 4 трансформаторного индуктивного накопителя, выполненной двойным проводом, выводы которой с другой стороны подсоединены к нити 20 накала термокатода ускорительгого триода

6. Дроссели низковольтной стороны генератора 5 подсоединены к выпрямителю 21 питания накала.

Устройство функционирует следующим образом. B исходном состоянии коммутаторы 3 и 8 разомкнуты. Конденсаторы 9 генератора 5 заряжаются от источника 18 постоянного напряжения через дроссели 14,15, конден60 саторы 10 — от источника постоянного напряжения 19 через дроссели

16, 17. Нить 20 накала ускорительного триода 6 питается от выпрямителя 21 через дроссели 15 и 16 обеих

65 групп, а также через вторичную o6—

906339

Ю

25 мотку 4 трансформаторного индуктивного накопителя. Разрядные диоды 11 препятствуют закорачиванию выпрямителя 21. Затем замыкается коммутатор 3 и происходит зарядка первичной обмотки 1 индуктивного накопителя от источника 2 его зарядки до заданной амплитуды тока Ið

Прн запуске генератора 5 в момент поджига управляемого разрядника 13 последовательно пробиваются все остальные разрядники, после чего конденсаторы генератора 5 оказывают. ся включенными последовательно через разрядные диоды 11 и соответствующие разрядники с вторичной об- 15 моткой 4 трансформаторного индуктивного накопителя и ускорительным триодом 6. Прн включении генератора

5 и одновременной подаче на электрод 7 ускорительного триода 6 20 вытягивающего напряжения ток разряда генератора 5 замыкается через цепь: ускорительный триод б — индук- тивность рассеяния трансформаторного индуктивного накопителя— коммутатор 3 (по которому идет ток зарядки Io ) — и источник 2 зарядки.

Параметры схемы и полярность вклю- ., чения обмоток 1 и 4 индуктивного накопителя выбраны так, чтобы ток разряда генератора 5 через коммутатор 3 был равен и противоположно направлен току зарядки То индуктив- . ного. накопителя. При этом происходит отключение коммутатора 3 в обесточенном состоянии беэ дуги отключения. После отключения коммутатора 3 энергия магнитного поля индуктивнога накопителя поддерживается эа счет протекания тока по обмотке 4, который замыкается через генератор 5 40 н ускорительный триод б. Генератор ,5, разряжаясь, передает свою энергию частично в нагрузку (электронному пучку ускорителя), частично в обмотку 4 индуктивного накопителя, 45 несколько увеличивая амплитуду протекающего в ней тока. После перехоI да напряжения на генераторе 5 через нулевое значение он начнет. переза-ряжаться под действием протекающего через него тока индуктивного накопителя. В этот момент поджигается управляемый разрядник 8, шунтируя генератор 5 и препятствуя тем самым

его перезарядке. Ток вторичной обмотки 4 индуктивного накопителя saмыкается через разрядник 8 и ускорительный триод б, постепенно уменьшаясь по амплитуде. Для обеспечения плоской вершины импульса ускоряющего напряжения, приложенного к триоду б, вытягивающее напряжение, прикладываемое к управляющему электроду 7, меняется после замыкания разрядника 8 по пилообразному закону, линейно уменьшая интенсивность электронного пучка и, тем самым, ток индуктивного накопителя. После уменьшения тока до нуля процессы в устройстве прекращаются. Запасов энергйи в схеме нет.

Величина емкости генератора 5 сравнительно невелика и обусловле-.. на тем, что эквивалентную индуктивность рассеяния трансформаторного индуктивного накопителя, пересчитанную, например, к его первичной обмотке 1, необходимо зарядить от генератора 5 до амплитуды тока, накопленного ранее в этой обмотке от источника 2 зарядки. Чем лучше связь между обмотками индуктивного накопителя, тем меньше требуется емкость гейератора 5. При коэффициенте связи К 0,8 энергия, накапливаемая в генераторе 5, должна составлять 55% от энергии, накопленной в первичной обмотке индуктивного накопителя, а при К 0,9только 24В, что вполне приемлемо с точки зрения весогабаритных характеристик.

Оценка КПД показала, что при,коэффициенте связи трансформатора, равном 0,8, суммарный,КПЛ всего устройства приближается к 0,78.

906339

Заказ 10849/3

Тираж 845 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4

Составитель С. шитов

Редактор Е. Эубиетова . Техред A.Лч Корректор О. Билак