Генератор импульсов высокого напряжения

Генератор импульсов высокого напряжения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсник

Сециапнстичвсина

Ресиубиии

Опубликовано 07.07.82. бюллетень № 25

Дата опубликования описания 09.07.82 (53)M. Кл.

Н 03 К 3/53

ЭВудафста««ы«кем«тет

CCCP

«а меам «зеврвтен««

«вт«рви««. (53) ДК 621.373

{088.8) (72) Авторы и зоб ретення

Л. А. Гельфонд, А. В. Кривоносенко, Научно-исследовательский нистов ордена Октябрьской Революции и ор

Знамени политехническом инстит

H Томском (71) Заявитель

{54) ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСОВ ВЫСОКСГО НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к техническим средствам электроимпульсной технологии, а именно к устройствам генерирования высоковольтных импульсов микросекундного диапазона для пробоя рабочих (изоляционных промежутков).

Известен генератор импульсов высокого напряжения, который может быть использован для одновременного воздействия на несколько изоляционных (раэрядных) промежутков, подключенных на выход геюратора, содержащий каскады умножения и выходной блок, выполненный в виде многоэлектродного коммутатора с общим электродом и выходными электродами (l) >>

Ионизационные процессы во всех промежутках развиваются параллельно, но вследствие статического разброса пробой как правило, завершается лишь в одном го промежутке. Поскольку все промежутки включены параллельно, то напряжение на выходе генератора при этом. полностью срезается, что препятствует развитию процесса в других промежутках и является его основным недостатком.

Наиболее близким к предлагаемому является генератор импульсов высокого напряжения, собранный по многоступенчатой схеме Аркадьева-Маркса, содержащий зарядное устройство, емкостные накопители энергии, коммутаторы, зарядно-разрядные импедансы и нагрузки в виде разрядных промежутков, причем к емкостному накопителю последней ступени подключены параллельно через разделительные элеяменты дополнительные конденсаторы (2).

Недостатком известного генератора является малый разрядный ток, протекающий через каждую нагрузку. Это связано с тем, что емкость каждого дополнительного конденсатора является ограничителем тока, т.е. достаточно мала. В противном случае после пробоя одного из промежутков { нагрузок), напряжения на . оставшихся срезаются. Кроме того, в известном генераторе неравномерно рас- . пределяются разрядные токи и энергии

94225 рез искровой канал ограничен реэистопо нагрузкам вытекающие из статического разброса моментов пробоя и сопротивлений разрядных промежутков (нагрузок).

Пель изобретения — увеличение разрядного тока, протекающего через каждый разрядный промежуток (нагрузку), а также обеспечение равномерного распределения тока и энергий ло разрядным промежуткам.

Поставленная цель достигается тем, IO что в генераторе импульсов высокого напряжения, собранном ло многоступенчатой схеме Аркадьева-Маркса, содержащем зарядное устройство, емкостные накопители энергии, коммутаторы, aapsrllHo-раз- 15 рядные импедансы и нагрузки в виде разрядных промежутков, а также дополнительные конденсаторы, подключенные через разделительные элементы параллельно емкостному накопителю последней ступе- щ ни, заземленные электроды разрядных промежутков соединены попарно и подключены к заземленной шине через резистор, а высоковольтные электроды каждой пары промежутков подключены к клеммам одно- Z5 го из дополнительных конденсаторов.

На чертеже приведена принципиальная электрическая схема генератора импульсов высокого напряжения.

Генератор импульсов содержит повысительно-выпрямительное зарядное устрой. ство 1 и четырехступенчатый каскад, каждая ступень которого состоит из емкостного накопителя 2 энергии искрового коммутатора 3 и зарядных элементов

4. Параллельно накопителю 2 последней ступени через разделительные резисторы 5 подключены дополнительные конденсаторы 6, заземленные электроды 7 разрядных промежутков соединены попарно и через резисторы 8 подключены к заземленной шине 9. Высоковольтные электроды 10-15 подключены к клеммам одного из дополнительных конденсато W ров 6.

При подключенйи генератора к сети от повысительно-выпрямительного устройства l через цепь зарядных элементов 4 заряжаются емкостные накопители 2, а через резисторы 5 дополнительные конденсаторы 6. При достижении некоторого

50 критического уровня напряжения на накопителе 2 первой ступени, коммутатор

3 первой ступени срабатывает, а за ним последовательно включаются коммутаторы 3 на второй, третьей и четвертой ступенях. После срабатывания коммутатора 3 последней ступечи на высоковольтных электродах 10-15 появляются по1 4 теш1иальпw4 Ц, на электродах 10, 121

14 и r3 g4, ца электродах 11, 13, 15.

Рассмотрим дальнейшую работу генератора на примере системы электродов 10, ll и противоположных им 7.

После пробоя одного иэ промежутков сопротивление искрового канала удерживается достаточно большим, ибо ток чером 8 Поэтому разность потенциалов на другом промежутке поддерживается почти неизменной вплоть до его пробоя. После пробоя обоих промежутков конденсатор 6, на клеммы которого подключены электро« ды 10 и l l, разряжается и малоиндуктивном контуре 6-10-7-7-11-6, вызывая необходимый, например технологический, эффект в разрядных промежутках. Пробой в промежутках 7-10 т 7-11 не влечет . изменения разности потенциалов в промежутках 12-7, 13-7, 14-7, 15-7. Резисторы 8 после пробоя разрядных промежутков (нагрузок) играют роль разрядных сопротивлений для генератора импульсов, определяя длительность импульсов на нагрузках. Резисторы 5 препятствуют разряду всех конденсаторов 6 на одну пару разрядных промежутков.

Для устойчивой работы всех изоляционных промежутков — нагрузок на емкость дополнительных конденсаторов не налагает» ся никаких ограничений. Это позволяет выбирать конденсатор 6 по своей емкос.ти, обеспечивающий необходимый разрядный ток через нагрузку. Разрядные контуры, образованные нагрузками и дополнительными KolgleHcaTopaMB, не включают емкостные накопители энергии каскада, могут быть выполнены малоиндуктивными вследствие их малой пространственной протяженности, что также способствует увеличению разрядного тока.

Каждая пара разрядных промежутков подключена параллельно своему дополнительному конденсатору Ь, что позволяет добиться равномерного распределения токов. и, что важно, выделенных энергий в разрядных промежутках (нагрузках). Достоинства генератора наиболее полно проявляются при его использовании в технологических установках для разрушения, обработки материалов, где необхедимо добиться больших разрядных токов (до кА и более) при равномерном распределении параметров энерговыделения по всем промежуткам.

Так, в электроимлульсной технологии по разрушению минерального сырья импульсными электрическими разрядами 1

9422 генератор импульсов может быть использован для питания нескольких (8-lO) измельчительных камер. Кроме того, в каждой камере суммарная длина искрового канала в 2 раза больше, чем в известных s случаях для данного уровня напряжения генератора, что ведет к увеличению КПД

res 2 раза.

Фор мула изобретения

Генератор импульсов высокого напряжения, собранный по многоступенчатой схеме Аркадьева-Маркса, содержащий . зарядное устройство, емкостные накощ тели энергии, коммутаторы, зарядно-разрядные импедансы и нагрузки в виде разрядных промежутков, причем к емкостному накопителю энергии последней сту- N

5i 6 пени подключены параллельно через разделительные элементы дополнительные конденсаторы, отл ич а юш ийс я тем, что, с целью увеличения и рави мерного распределения разрядного тока через нагрузки, заземленные электроды разрядных промежутков соединены llcmapно и подключены к заземленной шине через резистор, а высоковольтные электроды каждой пары промежутков подкачены к клеммам одного из дополнительных конденсаторов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 350146, кл. Н 03 К 3/53, 09. 12. 69.

2. Авторское свидетельство СССР

¹ 566320, кл. Н 03 К 3/53, 10. 11.75.

ВНИИПИ Заказ 4863/51

Тираж 959 Подписное

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