Генератор импульсов высокого напря-жения

 

ОП ИСАНИЕ

И ЗОЗРЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союэ Советских

Социалистических ресиублык и 3 1 5874 (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлеио07.05.7 9 (21) 2762337/18-21 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано23.03.81. Бюллетень М 11

Дата опубли кова и ия описания 2 7.03.81 (5l)M. Кл.

Н 03 К 3/53

Веудерсуее«вй кем«тет

СССР де делам «аееретен«9. «вткрыт«1 (5З) УДК621.373..2 (088.8) A. А. Сакович, С. С. Подоскин, B. В. Яковлев, А. H. Йанилин и Б. С. Блазн (72) Авторы изобретения

Т. А. Елецкая, (7I ) Заявитель (54) ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСОВ ВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к импульсной технике, а более конкретно — к устройствам для генерирования высоковольтных импульсов напряжения, и может быть использовано в установках для электроимпульсного бурения и обработки горных пород, для электроннолучевой технологии и т.д.

Известен генератор импульсов высокого напряжения, содержащий накопительныЬ конденсаторы, заряжаемые параллельно через замкнутые переключатели

1О и разряжаемые последовательно через искровые промежутки; В этом генераторе переключатели приводятся в действие с помощью гидропривода,состоящего из гидронасо" 15 са, изолирующих трубопроводов с изолирующей жидкостью и регулирующих клапанов $1).

Недостатком устройства является наличие инерционности у гидропривода, 20 обусловленной переменой направления потока жидкости при включении и отключении . переключателей, что не позволяет повысить частоту посылок импульсов.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является генератор импульсов высокого напряжения, содержащий многоступенчатую систему накопительных конденсаторов и коммутирующих элементов с изолированным приводом (2 .

Недостатками генератора являаотся невысокая частота посылок импульсов и недостаточная надежность. Эти недостатки объясняются тем, что в этом генераторе две механические управляемые системы контактов сначала включают все конденсаторы параллельно источнику постоянного высокого напряжения и после

Ф окончания заряда отключают их оТ источника напряжения, затем осуществляется последовательное включение заряженных конденсаторов, между собой и на нагрузку.

Чтобы обеспечить электрическую прочность разомкнутого контакта, потенциал которых составляет десятки киловольт, они имеют большие геометрические размеры и жесткие изоляционные тяги, ра3 81 ботающие на растяжение при замыкании и на сжатие при размыкании. Знакопеременный характер нагрузки требует жесткой конструкции тяг и соответственно мощный привод для управления ими. Кроме того, возвратно-поступательное движение .неизбежно приводит к остановке в крайних положениях подвижной контакт ной системы, это и приводит в свою очередь- к низкой частоте посылок импульсов генератора.

Цель изобретения — повышение час тоты посылок импульсов и повышение надежности.

Поставленная цель достигается тем, что в известном генераторе импульсов высокого напряжения, содержащем многоступенчатую систему накопительных конденсаторов и коммутирующих элементов с изолированным приводом, коммутирующие элементы выполнены в виде вращающихся разрядников, содержащих на каждой ступени две пары гальванически связанных подвижных и две пары неподвижных коммутирующих электродов, при этом привод снабжен изолирующим валом, на котором закреплены все подвижные коммутирующие электроды, а неподвижные электроды коммутирующих элементов соединены с конденсаторами своей ступени и неподвижными электродами следующей ступени.

На чертеже изображена схема генератора импульсов высокого напряжения в положении, соответствующем параллельной зарядке конденсаторов от источника питания.

Генератор импульсов высокого напряжения состоит из накопительных конден саторов 1, подвижных коммутирующих электродов, выполненных в виде вращающихся разрядников 2 с двойным разрывом, неподвижных коммутирующих электродов

3, расположенных по окружностям в пространстве.или на поверхности изолирующего цилиндра 4. Разрядники 2 жестко закреплены на общем изолирующем валу

5, соосном с окружностями неподвижных коммутирующих электродов 3. Вал 5 приводится во вращение с помощью привода 6, например электродвигателя. С помощью соединительных перемычек неподвижные коммутирующие электроды .3 связаны с конденсаторами 1, нагрузкой

7 и с источником постоянного высокого напряжения. Центральный угол, образованный обоими коммутирующими электррдами вр шающегося разрядника соответ50 фор мула изобр етения

Генератор импульсов высокого напряжения, содержащий многоступенчатую систему накопительных конденсаторов

5 0

Зо

4 ствует углу расположения неподвижных электродов по окружности.

Работает генератор импульсов высокого напряжения следующим образом.

Когда подвижные электроды 2 коммутирующих элементов приближаются к неподвижным электродам 3 настолько, что градиент напряжения достигает пробивного значения, происходит пробой разрядников, и все конденсаторы 1 оказываются подсоединенными параллельно к источнику питания. В конце заряда ток падает до нуля, и отключение заряженных конденсаторов 1 or источника питания и друг от друга происходит без дуги. При дальнейшем вращении разрядники становятся в положение, при котором вновь происходит пробой промежутков в разрядниках, но теперь уже между другими парами неподвижных коммутирующих электродов. При этом через возникшие дуги. все конденсаторы оказываются последовательно соединенными между собой и с нагрузкой. Происходит мгновенный разряд конденсаторов на нагрузку, после окончания которого конденсаторы оказываются отключенными друг от друге и от нагрузки. Когда разрядники вновь поворачиваются до первоначального положения, весь цикл работы схемы повторяется. Чистота посылок импульсов генератора определяется числом оборотов вала в секунду и количеством разрядников. В приведенном примере цикл "заряд-разряд происходит за половину оборота вала.

Использование вращательного движения коммутирующих элементов по сравнению с возвратно-колебательным, позволяет повышать частоту посылок импульсов генератора, а исключение прямого металлического контакта в коммутирую-щих элементах ликвидировать опасность сваривания контактов, что повышает надежность устройства. Кроме того, исключаются усилия на преодоление трения в контактах и на обеспечение необходимого контактного нажатия. Исключаются также усилия на перемещение больших инерционных масс прочных изоляционных тяг.

Упрощается и облегчается вся конструкция привода, так как общий изоляционный вал разрядников приводится во вращение непосредственно от вала электродвигателя.

815874

ВНИИ ПИ Заказ 1050/87 Тираж 988 Подписное

Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 и коммутирующих элементов с изолированным приводом, о т л и ч а юшийся тем, что., с целью повышения частоты посылок импульсов и увеличения надежности, коммутирующие элементы выполнены в виде вращающихся разрядников, содержащих на каждой ступени две пары гальванически связанных подвижных и две пары неподвижных коммутирующих. электродов, а привод снабжен изолирующим валом, на котором закреплены все подвижные коммутярую щие электроды, пря этом неподвижные . коммутирующие электроды соединены с . . конденсаторами своей ступени и неподвижными электродами следующей ступени.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Заявка Японии М 44-7893, кл. НКИ 56 Е 12, опублик. 11.05.69.

1á 2. Патент ГДР М 37066, . кл. 21Q3 3/02, опублик., 15.03.65.