Емкостной накопитель энергии

 

(i ii 7488 1 7

Союз Соаетскии

Социалистические

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6! ) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 07.04.78 (21) 2602363/18«21 с присоединением заявки J4— (23) Приоритет (51) М. Кл.

H 03 К 3/53

Веудараееиный камитет

СССР вв йелаи иэебретеиий н втерцщ6

Опубликовано15.07.80. Бюллетень Рй 26 (53 ) УД К. 6 21. 373 (088.8) Дата опубликования описания 17.07.80 (72) Авторы изобретения

B. В. Конотоп, Г. М. Колиушко, Я. М. Баткилин и Л. B. Максимова

Харьковский ордена Ленина политехнический институт имени В. И. Ленина (71) Заявитель (54) ЕМКОСТНЫЙ НАКОПИТЕЛЬ ЭНЕРГИИ

Изобретение относится к области высоковольтной техники и мажет найти применение в экспериментальных физических установках для получения сильноточного газового разряда, в особенности для магнитного сжатия плазмы и ряда других исследований, где требуются большие магнитные поля, а также в импульсных источниках света, плазменных ускорителях, магнитной гидродинамике.

Известный емкостный накопитель энергии разделен на отдельные части ., модули каждой из которых содержат один или несколько конденсаторов, коммутатор, малоиндуктивную ашинавку,.. и связан с источ35

HHKOM IIHTeHHH (1j .

Применение большого количества модулей порождает ряд трудностей, связанных с сийхрон:пым запуском всех коммутаторов, что требует создания генераторов поджигающих импульсов с предельно коротким фронтом (порядка 1, ..., 20 нс) и ампли тудой, в 1,5-2 раза превышающей зарядное напряжение наКопитегщ с переходным

2 процессом в ошиновке, возникающим в результате несинхроийого срабатывания коммутаторов, волны перенапряжения при этом в два и более раза превышают зарядное напряжение накопителя; и отказом или самопроизвольным срабатыванием одного из коммутаторов, что также приводит к возникновению перенапряжении: на элементах накопителя.

Кроме того, отказ отдельных модулей при несинхронном срабатывании коммутаторов приводит к недопустимому снижению тока в нагрузке и к неполному использованию мощности емкостного накопителя энергии.

Ближайшим по схемному решению и технической сущности к изобретению является емкостный накопитель энергия, содержащий и параллельно соединенных модулей, каждый из которых включает накопительный конденсатор, соединенный с нагрузкой через коммутатор и малоиндуктивную ошиновку и связанный с источником питания через защитный резистор (2$, 7 - 4 пульса на коммутаторы все конденсаторы заряжаются на нагрузку 4.

При отказе одного из коммутаторов 2 модуля в группе конденсаторы 1 атого мо дуля разряжаются на нагрузку. через ком.мутаторы соседних модулей группы, вследствие этого на конденсаторе отказавшего модуля не возникает перенапряжений.

Одинаковая длина и сечение кабеля, электрически соединяющего конденсатор аварийного модуля с коммутаторами соседних модулей группы, улучшают условия работы коммутаторов соседних модулей, равномерно распределяя энергию конденсатора аварийного модуля между коммутаторами сосеаних модулей.

Таким образом, по сравнению с извест» ным описанный емкостный накопитель энергии благодаря такому схемному решению более надежен в работе.

3 7488 3.

Такому устройству присущи вышеперечисленные недостатки, Болью изобретения является повышение надежности работы емкостного накопителя энергии, 5

Бель достигае тся тем, что в емкостном накопителе энергии, содержащем n параллельно соединенйых модулей, кй}кдый из которых включает накопитеж ный конден»

camp, соединенный с нагрузкой через ком- 10 мутатор и малоиндуктивйую ошиновку исвязанный с источником питания через защит»ный резистор, модули сгруппированы так, что внутри каждой группы конденсатор каждого модуля электрически, соединен с ком- 15 мутаторами соседних модулей.

Коммутаторы модулей группы располо жены симметрично к модулям, подюпочаемым к ним.

На чертеже, приведена принципиальная 20 схема емкостного накопителя энергии.

Емкостный накопитель энергии сойержйт и параллельно соединенных модулей

М = T»! — М = n, сгруппированных в rn групп.

Каждый модуль содержит конденсатор 3., 25 коммутатор 2 и ошйновку 3, которая сое- диняет модуль М с нагрузкой 4. Через резистор 5 каждый модуль связан с источником питания (на чертеже не показан).

Несколько модулей сгруппированы так, что 30 внутри каждой группы конденсатор каждого модуля электрически соединен с коммутатором соседних модулей. На чертеже представлены группы, состоящие из двух модулей, где конденсатор модуля М =Г 55 электрически соединен с коммутатором модуля М = И, а конденсатор модуля

М= и — с коммутатором модули М=1

Коммутаторы внутри каждой группы расиоложены симметрично к модулям, подклю-40 чаемЫм к ним, а электрическое соединение конденсаторов каждого модуля с коммутаторами соседних модулей выполняется кабелем одинакового сечения и одинаковой длины.

В нормальном режиме работы емкостно te йййФите«ля« энергии коммутаторы 2 разомкнуты и конденсаторы 1 через резисторы, 5 заря}каются дб номинального напряжения. При подаче поджигающего им- 50

Формула изобретения

1. Емкостный накопитель энергии, содержащий t1 параллельно соединенных модулей, каждый из которых включает накопительиыД конпенсатор, соепииенный с нагрузкой через коммутатор и малоинпукк»тивную ошиновку и связанный с источни- ком питания через защитный резистор, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы емкостного накопителя энергии, модули сгруппированы так, что внутри каждой группы конденсатор каждого модуля электрически соединен-с коммутаторами соседних мо- дулей.

2. Емкостный накопитель энергии по п. 3.Д отличающийся тем;что коммутаторы модулей группы расположены симметрично к модулям, подключаемым к ним.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Комельков В.С. Техника больших импульсных токов и магНитных полей, М., 1970, с. 349-377.

2. Патент ФРГ 34 1165744, кл. 21 cl 3/01, 1965.

7488 17

Составитель В. Чорба

Редактор Т. Юрчикова Техред М. Кузьма Корректор И, Муска аказ 260 4 ираж офисное

UHHHHN Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент", жгород, ул. роектная,