Генератор импульсов

 

Изобретение относится к высоковольтной импульсной технике и может быть использовано в мощных импульсных системах питания. Цель изобретения - увеличение КПД и упрощение обслуживания генератора - достигается тем, что в генераторе в качестве / у замыкающего разрядника использован тригатрон 9 с пусковым электродом, который расположен со стороны высоковольтного электрода. Кроме того, пусковой электрод выдвинут вглубь разрядного промежутка. Электрическое поле в тригатроне 9 превращается из квазиоднородного в резко неоднородное , характерное для системы остриеплоскость. Это приводит к пробою промежутка в широком диапазоне изменения напряжений. При пробое тригатрона 9 энергия, запасенная в катушке 5 индуктивности, переходит в нагрузку 7. Изобретение позволяет упростить обслуживание устройства и получить КПД порядка 35-36%. Генератор импульсов также содержит емкостный накопитель I энергии, высоковольтную 2 и общую 3 шины, обостряющий разрядник 6, нагрузку 7, электрически взрывающийся проводник 8, ограничительный резистор 10. 3 ил. $ (Л 70 со 4 сл 00 tc л 3 8 ФигЛ

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИА ПИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я0„„1345 20 (59 4 Н 03 К 3/53

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4057842/24-21 (22) 21.04.86 (46) 15.10.87. Бюл. N 38 (71) Институт сильноточной электроники СО АН СССР (72) В.Н.Шендрик (53) 621.379(088.8) (56) Техника больших импульсных токов и магнитных полей./ Под ред.

В.С.Комелькова. М.: Атомиздат, 1970.

Explodierende Drshte zur Erzengung

von Megavo) — Impulsen in Hochspannungs — pru f. kreisen. D, Kind ETZ-А, Bd. 92(1971), Н.1, S.46-51, Bild 7. (54) ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСОВ (57) Изобретение относится к высоковольтной импульсной технике и может быть использовано в мощных импульсных системах питания. Цель изобретения — увеличение КПД и упрощение обслуживания генератора — достигается тем, что в генераторе в качестве замыкающего разрядника использован тригатрон 9 с пусковым электродом, который расположен со стороны высоковольтного электрода. Кроме того, пусковой электрод выдвинут вглубь разрядного промежутка. Электрическое поле в тригатроне 9 превращается из квазиоднородного в резко неоднородное, характерное для системы остриеплоскость. Это приводит к пробою промежутка в широком диапазоне изменения напряжений. При пробое тригатрона 9 энергия, запасенная в катушке

5 индуктивности, переходит в нагрузку 7. Изобретение позволяет упростить обслуживание устройства и получить

КПД порядка 35-36Х. Генератор импульсов также содержит емкостный накопитель I энергии, высоковольтную 2 и общую 3 шины, обостряющий разрядник

6, нагрузку 7, электрически взрывающийся проводник 8, ограничительный резистор 10. 3 ил.

1345320

Изобретение относится к высоковольтной импульсной технике и может использоваться в мощных импульсных системах питания.

Целью изобретения является увеличение КПД и упрощение обслуживания генератора.

На фиг.1 приведена схема генератора на фиг.2 — тригатронный узел, где d, — расстояние, на которое выдвинут пусковой электрод, d — длина основного разрядного промежутка; иа фиг.3 — изменение напряжений на электродах тригатрона.

Генератор импульсов (фиг.1) состоит из емкостного накопителя 1 энергии, с высоковольтной 2 и общей

3 шинами, последовательно включенных к нему ключа 4, катушки 5 индуктивности, обостряющего разрядника 6, нагрузки 7, электрически взрывающихся проводников (ЭВП) 8, подключенных одним концом к первому электроду .обостряющего разрядника 6, а вторым концом — к общей шине 3, а также замыкающего разрядника 9, подключенного между первым концом катушки 5 индукт ;вности и общей шиной 3, представляющего из себя тригатрон с пусковым электродом, расположенным с высоковольтной стороны и выдвинутым вглубь разрядного промежутка, пусковой электрод соединен через ограничительный резистор 10 с частью катушки 5 индуктивности, Генератор работает следующим образом.

Предварительно заряженный емкостный накопитель 1 энергии запитывает током через ключ 4 катушку 5 индуктивности. Количество и сечение ЭВП

8 выбираются такими, чтобы при достижении необходимой амплитуды тока происходил взрыв. Напряжение на емкостном накопителе спадает при этом до какого-то минимального уровня.

Пусковой электрод тригатрона 9 предварительно выдвинут вглубь помежутка на расстояние d,, Одновременно с подачей напряжения на катушку 5 индуктивности часть напряжения с нее через ограничительный резистор 10 по.ступает на пусковой электрод тригатрона 9.

Напряжение на пусковом электроде тригатрона 9 оказывается при этом с полярностью, противоположной полярности высоковольтного основного илй

d L <

d, L U

15 где U — напряжение на катушке 5 индуктивности;

U — напряжение на пусковом элекг троде тригатрона 9, снимаемое .с части катушки 5 индуктивности, т.е. амплитуда напряжения на пусковом электроде оказывается равной эквипотенциали, находящейся на расстоянии d от основ25 ного электрода (в случае когда пусковой электрод отсутствовал бы и имелось всего два основных электрода).

30 Величина ограничительного резистора 10 выбирается из условия сохранения высокого КПД установки, т.е. если бы она была равна нулю, то часть катушки 5 индуктивности с запасенной энергией закорачивалась бы при срабатывании тригатрона 9. Чтобы этого не случилось, величина резистора R должна подчиняться условию:

2 — — ->)t

40 где t - длительность формируемого на нагрузке импульса.

Наличие на выдвинутом пусковом электроде напряжения противоположной полярности, что и на прилежащем основ ном электроде, делает электрическое поле в основном промежутке квазиоднородным и обеспечивает его высокую

5р электрическую прочность, что позволяет запитать током катушку 5 индуктивности

Изменение напряжений на электро4 дах тригатрона 9 показано на фиг.3.

По достижении необходимого тока происходит взрыв ЭВП 8, напряжение на емкостном накопителе 1 перед этим спадает до какого-то минимального уровня (кривая 11). Основная часть электрода. Расстояние, на которое выдвинут пусковой электрод, равно

d<, длина основного разрядного промежутка d, величина индуктивности катушки 5 индуктивности L< и величина части индуктивности катушки 5 индуктивности, с которой снимается напряжение на пусковой электрод 1.

10 d2 L< выбирается из соотношения

d< L

1345320 энергии при этом переходит в катушку

5 индуктивности.

Напряжение на пусковом электроде изменяется по кривой 12. В момент взрыва ЗВП 8 происходит увеличение напряжения на катушке 5 индуктивности. со стороны нагрузки 7 до пробоя обостряющего разрядника 6. Так как напряжение на пусковой электрод 70 поступает с части катушки 5 индуктивности, то на нем также происходит увеличение напряжения с изменением полярности (скачок напряжения 13) относительно напряжения емкостного накопителя 1 (кривая 11). Кроме того, пусковой электрод выдвинут вглубь разрядного промежутка на расстояние

d< . Электрическое поле в тригатроне

9 из квазиоднородного превращается в резко неоднородное, характерное для системы острие - плоскость, что приводит к пробою промежутка в широком диапазоне изменений напряжения (широ-, кий диапазон управления). 25

При пробое тригатрона 9 энергия, запасенная в катушке 5 индуктивности, переходит в нагрузку 7. Устройство позволяет упростить обслуживание и достичь КПД порядка 36%. 30

Формула изобретения

Генератор импульсов, содержащий емкостный накопитель энергии с высогде d

1 длина основного разрядного промежутка; величина индуктивности катуш ки; величина индуктивности части катушки, соединенной с пусковым электродом. ковольтной и общей шинами, последовательно включенные с ним ключ, катушку индуктивности, обостряющий разрядник и -нагрузку, электрически взрывающиеся проводники, подключенные одним концом к одному из выводов катушки индуктивности, соединенному с электро. дом обостряющего разрядника, а другим концом — к общей шине, а также замыкающий разрядник, подключенный между другим выводом катушки индуктивности и общей шиной, о т л и— ч а ю щ и и с.я тем, что, с целью увеличения КПД и упрощения обслуживания генератора, в качестве замыкающего разрядника использован тригатрон с пусковым электродом, расположенным со стороны высоковольтного электрода и соединенным через ограничительный резистор с частью катушки индуктивности, причем пусковой электрод выдви. нут вглубь основного разрядного промежутка на расстояние d<, определяе- мое из соотношения

de

3 .d1 Lq

1345320

Составитель В.Ермаков

Техред М,Дидык Корректор А.Обручар

Редактор,Н.Слободяник

Заказ 4931/54 Тираж 900 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4