Генератор высоковольтных импульсов

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ ИИЛЬСТВУ

Союз Советских, Социалистических

Ресвублик

<и>797056 (61) Дополнительное н авт. авмд-ау— (22) Заявлено 28. 06 78 {21) 2637056/18-21 (51) М. Кл.э с присоединением заявки N9—

Н 03 К 3/53

Госуяаретеенны1 квинтет

СССР

IIo Ac43Io мзОбретейи1 я еткрытм1 (23) Приоритет—

Опубликоаамр 1%0181, Бюллетень ЙВ 2 (53) УДК „1 .373 (088.8) Дата опубликования описания 17. 0181 (72) Авторы изобретения

К. A. Желтов и Р. Л. Акопян (71) Заявитель (54) ГЕНЕРАТОР ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ ИМПУЛЬСОВ

0,4

0 1 0,2 0,3

105 85 70

Т, мм

«в

Ет Б

Ел=-х .—

E кв

25 е» мм

4,2 3,4 2,8 2,3

Изобретение относится к импульсной технике, в частности к генераторам мощных высоковольтных импульсов, которые могут быть использованы при формировании тормозного или рентгеновского излучения высокой интенсивности.

Известны генераторы высоковольтных напряжений, выполненные по схеме Маркса или представляющие собой генераторы Тесла, в которых транс. форматор Тесла оформпен как самостоятельный узел, питающий одинарную коаксиальную формирующую линию til i

Недостаток известных генераторов заключается в сложности н громоздкости исполнения.

Наиболее близким к предлагаемому является генератор высоковольтных импульсов, содержащий импульсный трансформатор с первичной и вторичной обмоткой и формируххаую линию, в полости внутреннего разрезного кондуктора которой расположен магнитопровод нэ ферритовых стержней, высоковольтный и низковольтный выводы вто ричной обмотки трансформатора соединены соответственно с внутренним и внешним кондукторами формирующей. линии j2).

Однако наличие первичной обмотки внутри заряженной формирующей линии генератора приводит к тому, что элетрнческое поле .формирующей линии усиливается на торцах первичной обмотки, а это обуславливает снижение

® электрической прочности линии и уменьшает рабочее напряжение генератора .

Задаваясь типовыми величинами толщины T первичной обмотки расчетчым путем получают зависимость величины напряженности поля Е> на торце первичной обмотки от толщины Т, приведенную в таблице для линии с диаметром внешнего кондуктора 216 ью.

Иэ таблицы видно, что напряженность поля на торце первичной обмотки существенно превиаает напряг женность электрического поля в линии E„, чтэ приводит к необходимос797056 ти снижения рабочего напряжения генератора в 2,5-4 раза для обеспечения электропрочности диэлектрического заполнителя вблизи торца первичной обмотки.

Таким образом, для приведенных выше размеров формирующей линии выходное напряжение генератора составляет 250-400 кВ.

Для формирования рентгеновского или тормозного излучения большой мощности необходимо иметь больший уровень выходного напряжения генератора. Повышение размеров генератора эа счет увеличения размеров коаксиальной линии нецелесообразно, так как в этом случае становится невозможным использование его в полевых условиях иэ-эа больших габаритов и. веса.

Цель изобретения - повышение выходного напряжения генератора при заданных его размерах и электричес- кой прочности диэлектрического запол нения.

Поставленная цель достигается тем, что в генераторе высоковольтных импульсов, содержащем импульсный трансформатор с первичной и вторичной обмотками и Формирующую линию, в полости внутреннего разрезног кондуктора которой расположен магнитопровод из Ферритовых стержней,. высоковольтный и низковольтный выводы вторичной обмотки трансформатора соединены соответственно с внутренним и внешним кондукторами формиру-,, ющей линии, первичная обмотка трансформатора расположена на внешней стороне внешнего кондуктора, поверх которой размещен дополнительный магнитопровод из ферритовых стержней, у концов которых во внутреннем и внешнем кондукторах выполнены магнитопроводящие отверстия, соединенные между собой узкими продольными целями.

На чертеже представлена конструкция предлагаемого генератора, На внешнем. кондукторе 1 расположена первичная обмотка 2 трансформатора и внешний магнитопровод 3, состоящий иэ ферритовых стержней.

Вторичная обмотка 4 выполнена однослойной, причем высоковольтный конец обмотки соединен с внутренним кондуктором 5, а ниэковольтныйс внешним кондуктором 1.

В целях обеспечения высокой электрической прочности генератора, витки вторичной обмотки 4 должны быть плотно уложены относительно друг друга с обеспечением необходимых межвитковых изоляционных зазоров. Кроме того, формирующая линия заполнена диэлектриком, например трансформаторным маслом. Генератор также содержит внутренний магнитопровод 6,,во внешнем и внутреннем кондукторам выполнены магнитопроводящие отверстия 7, соединенные между собой узкими продольными щелями 8.

Дополнительный магнитопровод иэ

Ферритовых стержней используется для концентрации магнитного потока у магнитопроводящих отверстий 7.

Магнитный поток (на чертеже указан стрелками), охватывающий первичную

2 и вторичную 4 обмотки, проходит по внешнему и внутреннему магнитопроводам и через магнитопроводящие отверстия 7 во внешнем 1 и внутреннем 5 кондукторах. Для исключения потерь от вихревых токов между маг-!

5 нитопроводящими отверстиями 7 выполнены узкие щели 8. Направление щелей вдоль образующей необходимо для сохранения волнового сопротивления и электрической длины формирующей линии.

20 Принцип действия генератора состоит в следующем.

При разряде емкостного накопителя (на черте <е не показан) на первичную обмотку 2 импульсного трансу форматора в нем возбуждается магнитное поле, охватывающее вторичную обмотку 4. Нндуцируемое во вторич-. ной обмотке напряжение заряжает формирующую линию, представляющую собой

З» для импульсного трансформатора емкостную нагрузку, а накопленная в Формирующей линии энергия используется при дальнейшей коммутации.

Наличие магнитопроводящих отверстий 7 не приводит к заметному усилению напряженности поля на поверхности кондукторов. При разумном выборе ширины отверстия это усиление значительно меньше, чем в случае нахождения первичной обмотки внутри форми40 рующей линии.

Расчет показывает, что расположение первичной обмотки трансформатора с внешней стороны формирующей ф5 линии увеличивает электропрочность линии в 2,5-4 раза в сравнении с известным генератором тех же размеров. Это позволяет в 2,5-4 раза поднять выходное напряжение в предлаур гаемой конструкции генератора, что при использовании его для формирования тормозного или рентгеновского излучения дает воэможность увеличить мощность излучения в 15-64 раН эа, в силу кубической зависимости интенсивности излучения от напряжения на рентгеновской трубке.

Увеличение размеров генератора за счет расположения первичной об<0 мотки с внешней стороны линии составляет 10 мм, а за счет размещения на ней дополнительного магнитопровода иэ ферритовых стержней — 16 мм, что в сумме составляет всего 10% от размера генератора.

797056

Формула изобретения

Составитель М. Назаров

Редактор В. Ромаченко Техред М.Левицк я Корректор Г. Решетник

Заказ 9800/77 Тираж 999 Подписное

ВИИИПИ осударствЕнного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва, Ж-35 Ра ская наб. д. 4 5

Филиал ППП "Патент "., r. Ужгород, ул. Проектная, .4

Генератор высоковольтных импульсов, содержащий импульсный трансформатор с первичной и вторичной обмотками и формирующую линию, в полости внутреннего разрезного кондуктора которой распо эжен магнитопровод из ферритовых стержней, высоковольтный и низковольтный выводы вторичной обмотки трансформатора соединены соответственно с внутренним и внешним кондукторами формирующей линии, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повы-. шения выходного напряжения генератора при заданных его размерах, 15 первичная обмотка трансформатора расположена на внешней стороне внешнего кондуктора, поверх которых размещен дополнительный магнитопровод из феррнтовых стержней, у концов которых во внешнем и внутреннем кондукторах выполнены магнитопроводящие отверстия, соединенные между собой узкими продольными щелями.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Абрамян Е., Вассерман О. Малогабаритный импульсный ускоритель электронов. "Атомная энергия", Т 3, 1967 °

2. Авторское свидетельство СССР

В 240868, кл. Н 05 6 1/08., 14.05 64.