Генератор импульсов

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 2106.78 (21) 2631781/18-21 (1) ум . ((л.

Н 03 К 3/53 с присоединением заявки ¹

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 15078р Бюллетень ¹

Дата опубликования описания 150780 (53) УДК 621.313. . 431 (088. 8) (72) Авторы изобретения

Ю. A. Отрубянников и A. С. Сафронов

Научно-исследовательский институт электронной интроскопии при Томском ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового

Красного Знамени политехническом институте (71) Заявитель (54 ) ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСОВ

Изобретение относится к импульснои технике и может быть использовано для формирования прямоугольных импульсов напряжения и линейно нарастающего тока в индуктивных нагрузках, на- пример в электромагнитах ускорителей заряженных частиц, импульсных трансформаторах.

Известны генераторы импульсов, со- 10 держащие накопительную конденсаторную батарею, подключенную к нагрузке через коммутационный узел, представляющий комбинацию из неуправляемых и управляемых вентилей (1) и (2) .

Известно устройство в котором возможно формирование пряМоугольных импульсов напряжения (1) .

Однако их минимальная длительность ограничена условиями исскуственной коммутации вентилей, кроме того, устройство не обеспечивает перемагничивания сердечника электромагнита;

Наиболее близким к.данному изобретению по технической сущности является генератор импульсов, содержащий две основные накопительные конденсаторные батареи, общая точка однихвыводов обкладок которых присоединена непосредственно к общей точке обмоток электромагнита и заземлена, присоединенные другими выводами обкладок к обмоткам электромагнита через основные управляемые и неуправляемые вентили и через диоды ввода энергии к свободным клеммам последовательно включенные источники питания, общая точка которых заземлена (2) .

Недостатками даинОгО устройства является отсутствие перемагничивания сердечника в процессе работы устройства, что приводит к увеличени1о веса электромагнита; кроме того, работа устройства принципиально возможна только от высоковольтных источников питания, требующих согласующих трансформаторов; приjнесимметрии индуктивйостей электромагнита один ;из источников питания будет работать более нагружено, и при определенных соотношениях энергии, запасаемой в индуктивностях электромагнита,.и энергии по терь в контурах возможно отключение одного из выпрямителей.

Цель изобретения — уменьшение веса электромагнита, ликвидация влияния несимметрии нагрузки и обеспечение работы генератора от низковольтных источников питания.

748822

Поставленная цель достигается тем, что генератор импульсбв, содержащий две основные накопительные конденсаторные батареи, общая точка одних выводов обкладок присоединена,непосредственно к общей точке обмотокэлектромагнита и за(емлена, присоединенные другими выводами обкладок к обмоткам электромагнита через основные управляеьме и не)управляемые вентили и через диоды Ф1ода энергии — к свободным клеммам пЬследовательно; включенных источни бв питания, общая точка которых заза%пена, дополнительно соДержит две Фбцомогательные накопительные конденсаторные батареи, вспомогательные управляемые и неуп- 1$

@авляемые вентили, при этом одни выводы обкладок вспомогательных накопитель ных конденсаторных батарей присоединены непосредственно к общей точке обмоток электромагнита, а,вторые — че- 2() рез встречно-параллельно включенные вспомогательные управляемые и неуправляемые вентили присоединены ко вторым концам обмоток электромагнита, основные неуправляемые вентили присоедине- 5 ны встречно-параллельно основным управляемым вентилям. Указанное позво. ляет обеспечить работу генератора от низковольтного источника питания.

На фиг. l представлена принципиальная схема генератора импульсов; на фиг. 2 — диаграммы токов и напряжений в индуктивностях электромагнита и показаны моменты времени подачи управляющих импульсов напряжения на сетки ламп и на управляющие электроды ти- ристоров.

Генератор импульсов содержит основные накопительные конденсаторные батареи 1 и 2, основные управляемые вентили 3 и 4, обмотКи 5 и б электро- 40 магнита, основные неуправляемые вентили 7 и 8, вспомогательные неуправляемые вентили 9 и 10, вспомогательные накопительные конденсаторные батареи 11 и 12, вспомогательные управ" ляемые вентили 13 и 14, диоды 15 и 16 ввода энергии, источники 17 и 18 питания.

Общая точка основных-накопительных конденсаторных батарей 1, 2 и общая точка вспомогательных накопительных аонденсаторнйх батарей 11, 12 присоединены непосредственно к общей точке, обмоток 5, б электромагнита и заземлены. Основной управляемый вентиль

3 присоединен анодом ко второй обклад- 55 ке основной накойительной конденсаторной батареи 1, катод основного управляемого вентиля 3 присоединен ко второму концу обмотки электромагнита

5. Встречно-параллельно основному 60 управляемому вентилю 3 включен основной, неуправляемый вентиль 7, основной управляемый вентиль 4 присоединен катодом ко второй обкладке основной накопительной конденсаторной батареи 5

2. Анод основного управляемого вентиля 4 присоединен ко втсрому концу обмотки электромагнита б. Встречнопараллельно основному управляемому вентилю 4 включен основной неуправляемый вентиль 8, вспомогательный управля мый вентиль 13 присоединен катодом ко второй обкладке вспомогательной накопительной конденсаторной батареи

11, анод вспомогательного управляемого вентиля 13 присоединен ко второму концу обмотки электромагнита 5, встречно-параллельно вспомогательному управляемому вентилю включен вспомогательный неуправляемый вентиль 9, вспомогательный управляемый вентиль

14 присоединен анодом ко второй обкладке вспомогательной накопительной конденсаторной батареи 12, катод вспомогательного управляемого вентиля

14 присоединен ко второму концу об лотки электромагнита б, встречно-Параллельно вспомогательному управляемому вентилю 14 включен вспомогательный неуправляемый вентиль 10, отрицательный полюс источника 17 питания соединен с катодом диода 15 ввода энергии, анод которого присоединен ко второй обкладке вспомогательной накопительной конденсаторной батареи 11, положительный полюс источника 18 питания соединен с анодом диода 16 вв зда энергии, катод которого присоединен ко второй обкладке вспомогательной,.конденсаторной батареи 2, положительный полюс источника 17 питания и отрицательный полюс источника 18 питания заземлены.

В исходном состоянии накопительные конденсаторные батареи 1 и 2 заряжены до требуемого напряжения с полярностью, указанной на фиг. 1. В момент подачи управляемого импульса на основные управляемые вентили 3 и 4, они открываются (момент времени to на фиг. 2) и основные накопительные конденсаторные батареи 1 и 2 начинают разряжаться на обмотки электромагнита

5и б.

По окончании действия управляющего импульса основные управляемые вентили 3 H 4 (момент времени tq на фиг.2) закрываются, в обмотках электромагнита таким образом формируются прямоугольные импульсы напряжения. Энергия, запасенная в обмотках электромагнита

5 и б через вспомогательные неуправляемые вентили 9 и 10 поступает во вспомогательные накопительные конденсаторные батареи 11 и 12, заряжая их до напряжения с полярностью, ука-. эанной на фиг. 1 ° После окончания этого процесса подаются управляющие импульсы на вспомогательные управляемые. вентили 13 и 14 (момент времени

t> на фиг. 2). Вспомогательные накопительные конденсаторы 11 и 12 на-. чинают разряжаться через обмотки

748822 электромагнита 5 и 6. При этом направление тока (штриховые линии на. фиг. 1) противоположно первойачальному (сплошные линии на фиг. 1).

Таким образом происходиг перемагничивание сеРдечника, электромагнита.

В момент перехода напряжения на вспомогательных накопительных конденсаторных батареях 11 и 12 через нуль воздействие управляющего импульса на вспомогательные управляемае вентили

13 и 14 прекращаются (момент времени на фиг. 2). В это:время ток в об. тках электромагнита максимальный.

Эа счет возникающей ЭД самоиндукции в обмотках электромагнита 5 и 6 вспомогательные неуправляемые вентили 9 и 10 открываются, и энергия возвращается в основные накопительные конденсаторные батареи 2 и 1, В это время в обмотках электромагнита формируется второй. прямоуголь- 20 ный импульс напряжения, который может быть использован как рабочий. В паузах между импульсами,(„,„,, на фиг, 2), когда напряжение йа вспомогательных накопительных конденсатор- 25 ных батареях 11 и 12 равно нулю, диоды 15 и 16 ввода энергии включаются и от источников 17 и 18 питания проис- ходит заряд вспомогательных Накопительных конденсаторных батарей 11 30 и 12 (пунктирная линия изменения напряжения 0 ;, вспомогательных накопительных конденсаторных батарей ll

12 на фиг. 2), обеспечивающий компенсацию .потерь энергии в контурах 35 генератора за импульс.

Таким образом, описанный генератор импульсов позволяет обеспечить перемагничивание сердечника электромагнита при одновременной ликвидации 40 влияния несимметрии нагрузки на работу источника питания. Ввод энергии во вспомогательные накопительные конден-,. саторные батареи дает возможность отказаться от согласующих трансформато- 45 ров в источниках питания и подключать источники питания непосредственно к пром|шленной сети .

Генератор импульсов может быть . использован для формирования высоковольтных импульсов. напряжения прямоугольной формы в индуктивных нагрузках, например в ускорителях заряженных частиц с:,пространственйой орбитой, в импульсных трансформаторах., Формула изобретения

Генератор импульсов, содержащий две основные накопительные конденсаторные батареи, общая точка одних выводов обкладок которых присоединена непосредственно к общей точке обмоток электромагнита и заземлена, присоединенные другими выводами обкладок к обмоткам электромагнита через основные управляемые и неуправляеьме вентили и через диоды ввода энергии " к свободным клеммам последовательно включенных источников питания, общая точка которых заземлена, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью уменьшения веса электромагнита, ликвидации влияния1несимметрии нагрузки и обеспечения работы генератора от . низковольтных источников питания, ге нератор дополнительно содержит две вспомогательные конденсаторные батареи, вспомогательные управляемые и неуправляемые вентили, при этом одни выводы обкладок вспомогательных накопительных конденсаторных батарей при" соединены непосредственно к общей точке обмоток электромагнита, а вторыечерез встречно-параллельно включенные вспомогательные управляеь не и неуправляемые вентили присоединены ко вторым концам обмотрк электромагнита, основные неуправляемые вентили присоединены встречно-параллельно основным управляемым вентилям.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 171943, кл. Н 05 H 7/04, 1961.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 275256, кл. 8"03 К 3/53, 1965 (прототип) .