Устройство для получения постоянного тока высокого напряжения

 

Класс 21е, 37/02

21dР1, 25

2ldР, 1f01

« Л> 99818

СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Г. И. Бабат

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА

ВЬ(СОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Заявлено 8 октября 1953 г. за № К вЂ 5/449140 в Министерство электростанций и электропромышленности

Опубликовано 31 января 1955 г.

Предметом изобретения является устройство каскадного типа для получения постоянного тока высокого напряжения, состоящее из цепочки звеньев, к которым подключены электрические вентили. Эти вентили служат для выпрямления создаваемых на звеньях переменных напряжений и осуществляют суммирование выпрямленных напряжений на выходе устройства.

В применяющихся до настоящего в ремени каскадно-выпрямительных устройствах, составленных из цепочек вентилей и конденсаторов, велики потери энергии при ее переходе от каждого предыдущего звена к последующему. Поэтому в этих устройствах число последовательно включенных звеньев (ячеек) не могло быть взято большим.

Предлагаемое устройство дает возможность получить очень малое затухание электромагнитной энергии при распространении ее вдоль цепочки звеньев, что повышает коэффициент полезного действия устройства.

Достигается это тем, что устройство выполнено в виде многозвепного (многоячейкового) полосового электрического фильтра, к одному из концов которого подводится электрическая энергия высокой частоты.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема устройства, где 1, 2, 8... А — звенья фильтра, U — питающее переменное напряжение высокой частоты, U,— — постоянное напряжение на выходе фильтра.

Каждое из звеньев электрического фильтра может быть выполнено в виде плоской спирали (подобной часовой пружине), Эти спирали расположены одна параллельно другой в виде колонны, так что они оказываются связанными общим переменным магнитным потоком (фиг. 2).

Чем сильнее магнитная связь между отдельными параллельными индуктивностями звеньев фильтра, тем меньше может быть получено затухание электромагнитной энергии при распространении ее от заземленного конца конструкции к ее высоковольтному концу. Магнитная связь между отдельными плоскими спиралями тем больше, чем больше отношение диаметра спирали к зазору

Д 99818 между спиралями. Практически это отношение может быть порядка нескольких десятков.,При этом коэффициент электромагнитной связи между спиралями приближается к единице.

Каждая спираль подключена к группе вентилей, включенных по мостовой схеме. При таком включении отдельные спирали могут быть намотаны как синфазно (все в одну сторону), так и противофазно (в разные сторсчы) . Можно уменьшить вдвое число работающих в устройстве вечтилей, если учесть фазу намотки спиралей.

На фиг. 3. изображена схема соединений при синфазвой намотке сппфазной работе всех спиралей

Во избежание нежелательных соединительных проводников, проходящих между звеньями и создающих неоднородность электрического градиента в конструкции, можно применить противофазное включение смежных спиралей (ссседние спирали имеют взаимно противоположное направление намотки витков). Подобная схема изображена на фиг. 4.

В этой схеме имеются две колонны вентилей; к одной из колонн присоединяются все внешние концы звеньев, а к другой — все внутренние. Если эту последнюю колонну. поместить внутри звеньев, то будут исключены все соединительные проводники, идущие между звеньями.

В некоторых случаях можно провести дальнейшее сокращение числа вентилей, работающих в схеме, сведя его до одного вентиля на звено.

Для этого вентили присоединяют только к одним внешним концам звеньев,(или только к одним внутренним), как это изображено на фиг. 5.

Частота тока, питающего устройство, выбирается из соображений получения минимальных потерь.

Расчеты и cïûòû показывают, что длина волны, соответствующая основной полссе прозрачности предлагаемого фильтра, равна примерно десятикратной длине проводника в каждой секции.

В случае применения для выпрямления вентилей с накаленным катодом — кенотронов или газотронов— возникает необходимость подводить энергию накала к каждому катоду.

Для этого многозвенный фильтр нужно выполнить таким образом, чтобы помимо основной полосы прозрачности, по которой пропускается выпрямляемая энергия, фильтр имел бы еще полосу прозрачности, по которой пропускается энергия питания цепей катода.

Частоту тока питания накала можно выбрать в несколько раз более высокой, чем основная частота анодного питания. На фиг. 6 изображена одна из возможных схем питания цепей накала, где: L>=первичная катушка, возбуждающая высоковольтные звенья; ГВ ЧА — генераторр высокой частоты, вырабатывающий энергию, идущую на выпрямление; ГВ ЧН вЂ” генератор, дающий энергию для питания цепей накала кенотронов К. Регулируя мощность, отдаваемую генератором ГВЧН, можно устанавливать требуемый режим накала всех вентилей одновременно.

Каждая спираль (L — L<) установки имеет вспомогательные отводы от своих последних витков, образующих совместно с трансформаторами Т„и емкостями С„,и С„ систему, воспринимающую ток высокой частоты для питания накала.

На фиг. 7 изображены два варианта конструктивного выполнения намотки: слева в в виде плоских спиралей, справа — в виде конических спиралей, сложенных вместе своими основаниями. В обоих вариантах каждое звено состоит из двух последовательно соединенных спиралей. Переход обмотки с одной спирали на другую находится на внешней стороне спиралей, начало и конец каждого звена — с внутренней стороны спиралей. Кенотроны К находятся внутри спиралей. На внешней стороне колонны нет никаких выступающих деталей. Такая конструкция уменьшает возможность возникновения нежелательных разрядов и пробоев.

Предмет изобретения

1. Устройство для получения постоянногс тока высокого напряже— 3—

Фиг. 1

Фиг. 4

Фиг. 2

Фиг. 3

Ф ния, состоящее из цепочки звеньев, к которым подключены электрические вентили, служащие для выпрямления создаваемых на звеньях переменных напряжений и осуществляющие суммирование выпрямленных напряжений на выходе устройства, о тл и ч а ю шее с я тем, что, с целью повышения коэффициента полезного действия, оно выполнено в виде многозвенпого (многоячейкового) полосового электрического фильтра, к одному из концов которого подводится электрическая энергия высокой частоты.

2. Устройство по п. I, о тл и ч а ющ е е с я тем, что каждое из звеньев электрического фильтра выполнено в виде плоской спирали, и эти спирали расположены одна параллельно другой в гиде колонны

3. Устройство по п. 2, о т л и ч а ющ е е с я тем, что соседние плоские спирали имеют взаимно противоположное направление на мотки витков.

¹ 99818

Фиг. 6

Фиг. 5

99818

Фиг. 7