Каскадный генератор

 

(19)SU(11)1097172(13)A1(51)  МПК 6    H05H5/06(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯк авторскому свидетельствуСтатус: по данным на 27.12.2012 - прекратил действиеПошлина: учтена за 2 год с 06.04.1994 по 05.04.1995

(54) КАСКАДНЫЙ ГЕНЕРАТОР

Изобретение относится к ускорительной технике, в частности к источникам высокого напряжения типа каскадных генераторов, и может быть использовано для ускорителей заряженных частиц, для электронных микроскопов, для масс-спектрографов. Известен каскадный генератор, выполненный по симметричной схеме умножения напряжения и собранный из конденсаторов и диодов. Недостатком генератора является неравномерное распределение напряжений по каскадам, обусловленное наличие реактивного тока через паразитные емкости конструкции генератора. Кроме того, генератор имеет увеличенный уровень пульсаций высокого напряжения, возникающий из-за разброса значений рабочих емкостей конденсаторов каскадного генератора и неполной симметричности питающего трансформатора. Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является каскадный генератор, содержащий секционированную компенсирующую катушку индуктивности, подключенную к выходному каскаду генератора, и высоковольтный вывод. В данном конструкции распределение напряжений по каскадам источника высокого напряжения недостаточно равномерно, не полностью скомпенсирован входной реактивный ток генератора, выходное напряжение источника высокого напряжения имеет повышенный уровень пульсаций, что вызвано использованием в генераторе несимметричной схемы умножения напряжения. Целью изобретения является повышение равномерности распределения напряжений по каскадам и уменьшение пульсаций его выходного напряжения. Указанная цель достигается тем, что в каскадном генераторе, содержащем секционированную компенсирующую катушку индуктивности, подключенную к выходному каскаду генератора, и высоковольтный вывод, компенсирующая катушка состоит из двух последовательно соединенных секций, выполненных в виде обмоток на ферромагнитных сердечниках с возможностью плавной регулировки немагнитных зазоров, при этом точка соединения секций подключена к высоковольтному выводу. Использование предлагаемой компенсирующей катушки позволяет полностью скомпенсировать реактивный ток через паразитные емкости каскадного генератора, отсимметрировать его схему и тем самым уменьшить пульсации выходного напряжения. Питание каскадного генератора при этом осуществляется от трансформатора меньших габаритов и мощности, что обуславливает меньшие габариты котла высокого давления, которые еще более уменьшаются за счет возможности исключения фильтра. На чертеже изображена электрическая принципиальная схема и взаимодействие секций компенсирующей катушки индуктивности предлагаемого каскадного генератора. Каскадный генератор состоит из диодов 1 и конденсаторов 2 однофазной двухполупериодной циклической схемы умножения напряжения, трансформатора 3 питания с отводом от середины вторичной обмотки и компенсирующей катушки 4, выполненной из двух секций и 6, содержащих соответственно N1 и N2 витков провода. Каждая секция представляет собой катушку, намотанную на ферромагнитном сердечнике 7. Оба ферромагнитных сердечника имеют немагнитный зазор ( 1 или 2 ) с возможностью плавного изменения его величины. Точка "0" соединения секций 5 и 6 подключена к нагрузке 8 генератора. Работа предлагаемого каскадного генератора заключается в следующем. При подаче напряжения питания на трансформатор 3 помимо реактивного тока, идущего по паразитным емкостям генератора от источника питания, появляется и реактивный ток, идущий через компенсирующую катушку 4, представляющую собой индуктивность. В зависимости от величины зазоров 1 и 2 значение индуктивности компенсирующей катушки может меняться, а следовательно, изменяется и величина идущего через индуктивность тока, в результате чего появляется возможность точной настройки каскадного генератора в резонанс на частоту питающего каскадный генератор трансформатора. Реактивные токи при этом взаимно компенсируются, распределение напряжений по каскадам генератора приближается к оптимальному. Так как компенсирующая катушка 4 подключена к выходным клеммам колонн конденсаторов каскадного генератора, на этой катушке действует переменное напряжение, равное практически напряжению питающего трансформатора 3. Приложенное к компенсирующей катушке напряжение делится на напряжения U1 и U2, пропорциональные индуктивности секций 5 и 6 катушки 4. Значение индуктивности секции 5 определяется величиной немагнитного зазора 1 и количеством витков N1:L5= где S сечение стержня магнитопровода; o- магнитная проницаемость вакуума. Значение индуктивности секции 6 определяется величиной немагнитного зазора 2 и количеством витков N2:L6=
Таким образом, в зависимости от сочетания величин зазоров 1 и 2 можно добиваться изменения соответствующих напряжений U1 и U2, не изменяя при этом общего значения индуктивности компенсирующей катушки. В частности, можно настроить компенсирующую катушку так, что , при этом переменное напряжение, вызванное несимметричностью обмоток трансформатора и разбросом значений емкостей генератора на выходе "0", не возникает, что приводит к уменьшению пульсаций выходного напряжения каскадного генератора. Предлагаемый каскадный генератор, сохраняя свойственную прототипу возможность достигать компенсации реактивного тока генератора, позволяет достигать этого с гораздо большей точностью, независимо от разброса паразитных емкостей. Тем самым повышается равномерность распределения напряжения по каскадам генератора и уменьшаются пульсации его выходного напряжения. Помимо этого, отпадает необходимость в дополнительном фильтре, уменьшающем переменную составляющую выходного напряжения, при этом упрощается конструкция каскадного генератора.


Формула изобретения

КАСКАДНЫЙ ГЕНЕРАТОР, содержащий секционированную компенсационную катушку индуктивности, подключенную к выходному каскаду генератора, и высоковольтный вывод, отличающийся тем, что, с целью повышения равномерности распределения напряжений по каскадам и уменьшения пульсаций его выходного напряжения, компенсирующая катушка состоит из двух последовательно соединенных секций, выполненных в виде обмоток на ферромагнитных сердечниках с возможностью плавной регулировки немагнитных зазоров, при этом точка соединения секций подключена к высоковольтному выводу.

РИСУНКИ

Рисунок 1

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 23-2001

Извещение опубликовано: 20.08.2001        




 

Похожие патенты:

Изобретение относится к технике ускорения заряженных частиц

Заявленное изобретение относится к ускорительной технике. В заявленном каскадном ускорителе предусмотрено два набора конденсаторов, соответственно соединенных последовательно и включенных через диоды. Каскадный ускоритель содержит образованный посредством отверстий в электродах конденсаторов набора канал ускорения, направленный на размещенный в области электрода с наивысшим напряжением источник частиц. При этом электроды, которые могут иметь сферическую или эллиптическую геометрию, изолированы по отношению друг к другу до канала ускорения с помощью твердого или жидкого изоляционного материала. Техническим результатом является сочетание возможности обеспечения высокой достижимой энергии частиц и компактной конструкции ускорителя при погружении источника частиц в твердый или жидкий изоляционный материал. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к ускорителю для ускорения и столкновения двух пучков заряженных частиц. Заявленное устройство содержит устройство формирования потенциального поля для формирования электростатического потенциального поля, которое создается таким образом, что посредством электростатического поля могут ускоряться или замедляться два пучка заряженных частиц, реакционную зону, в которой происходит столкновение обоих пучков заряженных частиц. При этом предусмотрено наличие первого участка ускорения для первого пучка в потенциальном поле, направленнного на реакционную зону, а также второго участка ускорения для второго пучка в потенциальном поле, при этом второй участок ускорения направлен на реакционную зону. Реакционная зона по отношению к потенциальному полю и к первому и второму участкам ускорения геометрически расположена таким образом, что частицы двух пучков могут ускоряться в направлении реакционной зоны вдоль первого участка ускорения и второго участка ускорения и после взаимодействия в реакционной зоне и прохождения через реакционную зону в потенциальном поле могут вновь замедляться. Техническим результатом является возможность повышения энергетической эффективности ускорителя путем того, что энергия, затраченная устройством формирования потенциального поля для ускорения обоих пучков к реакционной зоне, за счет замедления по меньшей мере частично может быть восстановлена. 7 з.п. ф-лы, 8 ил.
Наверх