Генератор импульсных напряжений

 

ОП ИСАНИ

ИЗОБРЕТЕН И

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических

Республик 866712 (6! ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 27. 1 2. 79 (2l ) 2859993/3 8с присоединением заявки М (23)Приоритет

Опубликовано 23 . О9. 81 . Бюллетень М

Дата опубликования описанит 25-О9

51)Nl. Кл.

Н 03 K 3/53 (ееуАерстмна е кеметет

СССР но делен неебретенкй н отерытнй

53) УДК621.373 (088.8) (72) Авторы изобретения

1 !

; (Л. А. Гельфонд, Б. В. Семкин и Б. .:- Шубин

I !

Научно"исследовательский институт ысокттх напряжений

1 при Томском ордена Октябрьской Революции и рдена-- i

Трудового Красного Знамени политехническом институте им. С. M. Кирова (7I ) Заявитель (54) ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в электроимпульсной технологии, обработке различных материалов высоковольтными разрядами, для испытания выключателей на разрывную мощность и т..д.

Известен генератор импульсных напряжений, содержащий накопительные конденсаторные батареи и искровые коммутаторы. В электроимпульсной технологии наиболее оптимальньм с точки зрения энергоемкости процесса, его производительности и т.д. является выделение энергии в апериодическом или критическом режиме разряда. Для генерирования подобных импульсов могут быть использованы схемы параллельной работы генератора импульсных йапряжений и генератора импульсных то- ков. Под воздействием высоковольтного импульса, генерируемого геВераТором импульсных напряжений, происходит электрический пробой объекта, после чего к нему подключается генератор импульсного тока и в уже сформирован- ном канале разряда выделяется энер» гия, запасенная в генераторе импуль- сов тока ()).

Недостатки этого генератора — необходимость изготовления двух им.пульсных источников, генератора тока и генератора напряжения с разными уровнями выходного напряжения или тока и сложность настройки искровых промежутков, подключающих генератор к объекту.

Наиболее близким по технической сущности к данному изобретению является генератор импульсных напряжений, собранный по схеме Аркадьева. Маркса, каждая ступень которого состоит из накопительной конденсаторной батареи, 20 искрового коммутатора и разделитель-. ных элементов, причем генератор импульсных напряжений содержит блок saпускающих сигналов и подключен к нагрузке (2).

86671

Недостатком известного генератора импульсных напряжений является то, что внутреннее сопротивление генератора после срабатывания искрового промежутка определяется величиной 5 емкости верхних ступеней генератора и его индуктивности и уменьшение последних требует существенного усложне" ния конструкции генератора, кроме того, изоляция генератора находится под воздействием колебательного импульса, что приводит к уменьшению срока службы изоляции генератора. В случае генерирования больших импульсных токов емкость верхних звеньев генератора 15 должна быть достаточно большой, что вызывает необходимость размещения большого количества конденсаторов на верхних звеньях, а это, с учетом их изоляцил на требуемый класс напряже20 ния, приводит к достаточно сложной конструктивной компоновке генератора.

Цель изобретения — уменьшение внутреннего сопротивления генератора после пробоя нагрузки.

Укаэанная цель достигается тем, что в генераторе импульсных напряжений, собранном по схеме АркадьеваМаркса, каждая ступень которого состоит из накопительной конденсатор1 ной батареи, искрового коммутатора и разделительных элементов, причем генератор импульсных напряжений содержит блок запускающих сигналов и подключен к нагрузке, к накопительным конденсаторным батареям всех ступеней, кроме первой, параллельно подключены основные электроды сре" зающих разрядников, управляющие электроды которых соединены с блоком запускающих сигналов.

После срабатывания срезающих разрядников волновое сопротивление генератора уменьшается и, если активное сопротивление разрядного контура велико, то энергия на нагрузке будет выделяться B апериодическом режиме разряда. Волновое сопротивление генератора может быть уменьшено, а разрядный ток увеличен, если увеличить емкость конденсаторной бата- 50 реи первой ступени по сравнению с емкостями конденсаторных батарей остальных ступеней. При этом упрощается конструкция генератора, так как наибольшее количество конденсаторов 55 расположено на первой ступени и их изоляция осуществляется лишь на уровень зарядного напряжения, 2 4

На чертеже изображена принципиален ная электрическая схема генератора.

Генератор импульсных напряжений содержит ряд ступеней, каждая из которых состоит из конденсаторных батарей. Схема содержит конденсаторную батарею первой ступени, конденса" торные батареи 2 последующих ступеней, разделительные элементы 3, искровые коммутаторы 4. Параллельно конденсаторным батареям 2 подключены . основные электроды срезающих разрядников 5, управляющие электроды которых соединены с вторичной обмоткой автотрансформаторов 6, первичной обмоткой которых служит провод, соединяющий конденсаторные батареи 2 с разделительными элементами 3. Выход генератора подключен к нагрузке 7.

Генератор работает следующим образом.

При подаче высокого напряжения происходит зарядка конденсаторных батарей l и 2 через разделительные элементы 3, Предварительно расстояния в искровых коммутаторах 4 и срезающих разрядниках 5 устанавливают таким образом, чтобы пробивное напряжение искрового коммутатора первой ступени было несколько меньше пробивного напряжения коммутаторов остальных ступеней. Когда напряжение на конденсаторной батарее I станет равным пробивному напряжению коммутатора 4 первой ступени, последний пробивается..Разрядом емкостей генератора конденсаторных батарей первых двух ступеней через элемент 3 за рассматриваемое время можно пренебречь ввиду его большой (несколько кОМ) величины.

В результате этого к коммутатору 4 второй ступени прикладывается удвоенное напряжение, и он также пробивается. Аналогичные условия имеют место н при срабатывании остальных искровых коммутаторов 4„ но при этом напряжение, прикладываемое к каждому последующему коммутатору, увеличивается каждый раз на велйчину зарядного напряжения.

После срабатывания искровых коммутаторов 4 происходит формирование высоковольтного импульса к нагрузка 7 пробивается. В результате броска тока в разрядной цепи генератора во вторичных обмотках автотрансфор,маторов 6 индуктируются высоковольные импульсы напряжения, поступающие

866712

Составитель В. Казаков .

Редактор О. Половка Техред А. Ач Корвектов О. Билак

Заказ 8099/79 Тираж 991 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 . на управляющие электроды разрядников 5, которые пробиваются, закорачивают конденсаторные батареи 2, конденсаторная батарея 1 подключается к нагрузке 7 через коммутаторы 4 и среэающие разрядники 5, При этом волновое сопротивление генератора уменьшается.

Технико-экономическая эффектив ность предлагаемого генератора импульсных напряжений заключается в улучшении энергетических показателей электроимпульсной технологии в связи с выделением энергии на нагрузке из-за размещения большой емкости на первой ступени, в результате чего отпадает необходимость изоляции большого количества конденсаторов на уровень напряжения соответствующей ступени и уменьшается вес конструкции в целом за счет облегчения веса изоляторов и конструкционных элементов.

Формула изобретения

Генератор импульсных напряжений, собранный по схеме Аркадьева-Маркса, каждая ступень которого состоит.из накопительной конденсаторной бАтареи, искрового коьпутатора, разделительных элементов, причем генератор импульсных напряжений содержит блок запускающих сигналов и подключен к нагрузке, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью уменьшения внутреннего сопротивления генерато10 ра после пробоя нагрузки, к накопительным конденсаторным батареям всех ступеней, кроме первой, параллельно подключены основные электроды срезающих разрядников, управляющие электроды которых соединены с блоком запускающих сигналов.

Источники инФормации, принятые во внимание при экспертизе

1. Наугольных К. А. и др. Электрические разряды в воде. М., "Наука", 1971, с. 36-46.

1. Авторское свидетельство СССР

9 124544, кл. Н 03 К 3/53, 1959.