Генератор высоковольтных импульсов

 

ГЕНЕРАТОР ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ ИМПУЛЬСОВ тока с защитой тиристорных коммутаторов при секционированной нагрузке, состоящий из одинаковърс цепочек, каждая из которых содержа емкостной накопитель энергии, высоковольтный вьшод которого соединен с первой секцией индуктивностиj состоящей из двух последовательно соединенных секций, второй конец первой секции соединен с высоковольтным электродом твердотельного разрядника , первым концом линейного резистора, соединенного вторым концом с поджигающим электродом разрядника и второй секцией индуктивности, вторые концы второй секции и поджигающего электрода твердотельного разрядника соединены с анодом управляемого тиристорного коммутатора, низковольтный электрод твердотельного разрядника заземлен, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности защиты тиристорных коммутаторов при многократных коротких замыканиях на секционированной нагрузке, генератор выполнен .из двух одинаковых частей, содержадих п работающих на одну нагрузку цепочек в каждой где И 1, при этом катоды тиристорных коммутаторов первой части ге (Л нератора подключены к первому концу первичной обмотки дополнительно введенного защитного трансформатора , второй конец которой соединен с первым концом первой секции нагрузки a катоды тиристорных коммутаторов второй части генератора подключены к первому концу вторичной обмотки защитного трансформатора, второй конец которой присоединен к первому концу второй секции нагрузки вторые концы каждой секции нагрузки заземлены .

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

Я Э

РЕСПУБЛИК ае а>

4 (51) Н 03 К 3/53

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОЛИСАНИЕ . ИЗОБРЕТЕНИЯ н aBTOPCKOkllV CBHJIETRlbCTEV (21) 3521907/24-21 (22) 13. 12.82 (46) 30.01.85. Бюл. Р 4 (72) А.В. Григорьев, Н.И,Честнова, Ю.А.Чубанова и Г.А.Шнеерсон (71) Ленинградский ордена Ленина политехнический институт им.М.И.Калинин а (53) 621.374(088.8) (56) 1. Источники электропитания кратковременных импульсных нагрузок большой мощности. Сборник трудов

ВНИИ электропромышленности. Л., 1981, с. 131.

2. Авторское свидетельство СССР

М 1008891. кл. Н 03 К 3/53, 1981, (54)(57) ГЕНЕРАТОР ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ

ИМПУЛЬСОВ тока с защитой тиристорных коммутаторов при секционированной нагрузке, состоящий из одинаковъц< цепочек, каждая из которых содержит емкостной накопитель энергии, вьк.оковольтный вывод которого соединен с первой секцией индуктивности состоящей из двух последовательно соединенных секций, второй конец первой секции соединен с высоковольтным электродом твердотельного разрядника, первым концом линейного резистора, соединенного вторым концом с поджигающим электродом разрядника и второй секцией индуктивности, вторые концы второй секции и поджигающего электрода твердотельного разрядника соединены с анодом управляемого тиристорного коммутатора, низковольтный электрод твердотельного разрядника заземлен, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности защиты тиристорных коммутаторов при многократных коротких замыканиях на секционированной нагрузке, генератор выполнен,из двух одинаковых частей, содержащих и работающих на одну нагрузку цепочек в каждой где И > 1; при этом катоды тиристорных коммутаторов первой части ге-. нератора подключены к первому концу первичной обмотки дополнительно введенного защитного трансформатора, второй конец которой соединен с первым концом первой секции нагрузки а катоды тиристорных коммутаторов второй части генератора подключены к первому концу вторичной обмотки защитного трансформатора; второй конец которой присоединен к первому концу второй секции нагрузки вторые концы каждой секции нагрузки заземлены.

1137572

Изобретение относится к высоковольтной импульсной технике и может быть использовано в электротехнической промышленности при создании электрофизических установок, предназначенных 5 для испьггания сильноточных элементов электрических схем, изучения поведения материалов в сильном магнитном поле, магнитной кумуляции.

Известен генератор высоковольтных импульсов, состоящий из 24-х блоков. Каждый блок содержит емкостной накопитель энергии, устройство защиты, тиристорный коммутатор и нагрузку. Устройство защиты состоит из 15 защитной индуктивности и резистора, включено в разрядную цепь последовательно и ограничивает амплитуду и скорость нарастания тока короткого замыкания fl)

Указанное устройство может бьггь использовано многократно, однако его включение в разрядную цепь приводит к снижению амплитуды рабочего тока в нагрузке и коэффициента ис- 25 пользования генератора.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является высоковольтный генератор импульсов тока, состоя- 30 щнй из и цепочек, каждая из кото-.. рых содержит емкостной накопитель, высоковольтный вывод которого соединен с первой секцией индуктивности, состоящей из двух последовательно 35 соединенных секций. Второй конец первой секции соединен с высоковольтным электродом твердотельного разрядника и первым концом нелинейного резистора, второй конец кото- 40 рого соединен с поджигающим электродом указанного разрядника, второй вывод которого присоединен к выводу второй секции индуктивности. Вторые концы второй секции индуктивности и поджигающего электрода твердотельного разрядника соединены с анодом управляемого тирксторного коммутатора. При этом низковольтный электрод твердотельного разрядника зазем- 0 лен )2j .

Недостатком данного генератора является то, что устройство защиты тиристорных коммутаторов от тока короткого замыкания только одноразо- 55 ного действия, т.е. после его срабатывания происходит разрушение твердотельного разрядника.

Цель изобретения — защита тиI ристорных коммутаторов при многократных коротких замыканиях на секционированной нагрузке.

Поставленная цель достигается тем, что генератор высоковольтных импульсов тока с защитой тиристорных коммутаторов нри секционированной нагрузке, состоящий из п одинаковых цепочек, каждая из которых содержит емкостной накопитель энергии, высоковольтный вывод которого соединен с первой секцией индуктивности, состоящей из двух последовательно соединенных секций, второй конец первой секции соединен с высоковольтным электродом. твердотельного разрядника, первым концом нелинейного резистора, соединенного вторым концом с поджигающим электродом разрядника и второй секцией индуктивности, вторые концы второй секции и поджигающего электрода твердотельного разрядника соединены с,анодом управляемого тиристорного коммутатора, низковольтный электрод твердотельного разрядника заземлен, выполнен нз двух одинаковых частей, содержащих 1 работающих на одну нагрузку цепочек в каждой части, где п.т 1, при этом катоды тиристорных коммутаторов первой части генератора подключены к первому концу первичной обмотки дополнительно введенного защитного трансформатора, второй конец которой соединен с первым концом первой секции нагрузки, а катоды тиристорных коммутаторов второй части генератора подключены к первому концу вторичной обмотки защитного трансформатора, второй конец которой присоединен к первому концу второй секции нагрузки, а вторые концы каждой секции нагрузки заземлены.

На фиг.1 показан генератор высоковольтных импульсов ; на фиг.2 — блок управления тиристорными коммутаторами.

Генератор (фиг.1) состоит из двух одинаковых частей по П цепочек в каждой, причем и ) 1. 1(алдая цепочка содержит емкостной накопитель 1, высоковольтный электрод которого соединен с первым концом первой секции индуктианости 2, которая вторым концом соединена с высоковольтным электродом твердотельного разрядника 3 первыми концами нелинейного резисто72

В предлагаемом генераторе по сравSO нению с известными повышена надежность защиты тиристорных коммутаторов от тока короткого замыкания. При этом также снижаются материальные затраты,.связанные с переборкой защитного

Б устройства при его срабатывании в режиме короткого замыкания на нагрузке. з 11375 ра 4, второй конец которого соединен с поджигающим электродом разрядника 3

l который вторым концом присоединен к второму концу второй секции индуктивности 2, включенной последовательно с анодом управляемого .тиристорного коммутатора 5, .управляющий электрод которого соединен с блоком управления 6, а катод которого в первой части соединен с первым концом пер- 10 вичной обмотки защитного трансформатора 7, второй конец которой присоединен к первому концу нагрузки 8.

Во второй части анод тиристорного коммутатора 5 соединен с первичным концом вторичной обмотки трансформатора 7, второй конец которой соединен с первым концом нагрузки 8. Вторые концы нагрузок обеих частей генератора и низковольтные электроды 20 твердотельных разрядников заземлены.

Блок управления 6 (фиг. 2) состоит из генератора задержанных импульсов 9, который питается от электросети 220 В и выход которого соединен с первичной обмоткой трансформатора 10. Вторичная обмотка этого трансформатора одним концом соединена с управляющим электродом тиристора i 1, анод которого соединен с резистором 12

Второй вывод этого резистора соединен с первым концом цепочки, состоящей из 2 h последовательно соеди. ненных между собой первичных обмоток трансформаторов 13. Второй конец цепочки соединен с первым выводом

35 конденсатора 14, второй вь1вод которого, а также вторичная обмотка трансформатора 10 и катод тиристора 11 заземлены. Параллельно конденсатору 14. о включена цепочка: диод 15, резис тор 16, вторичная обмотка трансформатора 17. Первичная обмотка этого трансформатора подключена к источни-. ку переменного напряжения — электросети 220 В.

Вторичные обмотки трансформаторов 13 соединены одним концом с управляющими электродами, а другим — катодами тиристорных коммутаторов 5.

Генератор работает так.

В нормальном режиме в блоке управления 6 осуществляется заряд конденсатора 14. Затем подается сигнал на срабатывание генератора 9, который вырабатывает импульс, открывающий тиристор 11. При этом происходит разряд конденсатора 14. Получаемый импульс передается через вторичные обмотки трансформаторов 13 на управляющие электроды тиристорнык коммутаторов 5.

В результате этого происходит разряд предварительно заряженного. конденсатора 1 на нагрузку 8.

При этом в цепи нелинейного резистора 4 ток практически равен нулю, так как падение напряжения на второй секции индуктивности 2 меньше порога открывания нелинейного резистора 4, инициирование разрядника 3 не происходит. В секционированной нагрузке 8 протекает ток, определяемый параметрами разрядной цепи °

Последовательное включение в разрядные цепи первичной и вторичной обмо" ток защитного трансформатора не сказывается на скорости нарастания величины рабочего тока, так как ЭДС, наводимые на зажимах первичной обмотки трансформатора разрядным током í"рвой части генератора, компенсируется ЭДС, наводимой рабочим током второй части генератора и наоборот.

При коротком замыкании на нагрузке в любой из частей генератора происходит раскомпенсация ЭДС, наводимых s обм гке защитного трансформатора током короткого замыкания и рабочим током части генератора, работающей в нормальном режиме.

Параметры защитного трансформатора выбираются таким образом, чтобы скорость нарастания и амплитуда тока короткого замыкания не превышала допустимых значений для данного класса тиристоров.

При возникновении короткого замыкания в цепи до трансформатора или в двух нагрузках одновременно надежно срабатывает твердотельный разрядник.

Таким образом выход из строя тиристорного коммутатора исключается.

ll37572

Фиг.1

i! 37572

1

t

I !

Составитель С. Иаценко

Техред .3.Палий Корректор P.Îáðó÷àð, Редактор М.Келемеш

Тираж 871

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 10540/42

Подписное

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