Генератор импульсов

 

(19) (1 Ц

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

4(511 Н 03 К 3 53

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ г

Я, лa41(1 6 ЪМ Р Я

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 1- .;::.,:: -. 1

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (54) (57) ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСОВ, содержащий источник питания, один вывод которого подключен к общей шине, контактный выключатель, первый вывод которого соединен с первым выводом индуктивного накопителя, первый управляемый разрядник, катод которого подсоединен к общей шине через первый коммутирующий конденсатор, (21) 3314441/18-21 (22) 07.07.81 (46) 15.02.85. Бюл. 6 (72) E.М. Меллех и Е.П. Павлов (53) 621.373(088.8) (56) 1. Ihoz М. Vitkovitsky ° New

Applications of Inductive Storage

Technology". Proc 7-th Symposium

on Engineering Problems of Fusion

Reseatch. Hyatt Regency, Karvaill, Tennesee,USA.0ct.25-28,1977, vol. 1, рр. 909-911.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 600702, кл. Н 03 К 3/53, 1978 (прототип). параллельно которому подключен второй управляемый разрядник, включенный согласно с первым управляемым разрядником, третий управляемый разрядник, анод которого через второй коммутирующий конденсатор подключен к общей шине, нагрузку, включенную между катодом третьего управляемого разрядника и общей шиной, дроссель насыщения, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения его надежности, введены разделительный дроссель, резистор и управляемый вентиль, причем второй вывод источника питания через разделительный дроссель подключен к второму выводу контактного .выключателя и аноду первого управляемого разрядника, второй вывод индуктивного накопителя соединен с общей шиной, а первый вывод через дроссель насыщения соединен с катодом управляемого вентиля, анод которого подключен к общей шине, резистор включен в цепь второго управляемого разрядника.

995б78

Изобретение относится к устройствам коммутации цепей постоянного тока и цепей с индуктивными накопителями энергии и может быть использовано для импульсного питания генераторов сильноточных электронных пучков большой длительности, для различных технологических целей и пр..

Известен генератор импульсов с индуктивным накопителем, первичным источником зарядки которого является униполярный генератор. Для предохранения от высокого напряжения первичного источника тока (униполярного генератора) индуктивный накопитель выполнен двухобмоточным с достаточно хорошей изоляцией между обмотками с использованием защитного разрядника "Кроубар", включенного параллельно вторичной обмотке трансформатора (13.!

20. Оснрвным недостатком такого генератора импульсов является низкая эффективность передачи энергии от униполярного генератора к накопительному индуктору, включаемому во вторичную цепь трансформатора.

Известен генератор высоковольтных импульсов, содержащий последователь30 но соединенные первичный источник тока зарядки (например, униполярный генератор), индуктивный накопитель и ваккуумный выключатель, шунтированный нагрузкой и двумя ветвями, одна из которых содержит соединенные последовательно дроссель насыщения, управляемый вентиль и конденсатор, шунтированный разрядником, а другая— соединенные последовательно конденсатор и управляемьп1 разрядник Ã23. 40

Недостатком генератора является низкая надежность его из-за наличия импульсного высокого напряжения на внутренних элементах униполярного генератора, а также наличие разрядни-" ка, который должен быть рассчитан на пронускание большого количества электричества за импульс (порядка

1000 Кл и выше), что также снижает надежность и срок службы всего устройства.

Целью изобретения является повышение над жности и срока службы генератора.

Для этого в генератор импульсов, содержащий источник питания, один ! вывод которого подключен к общей шине, контактный выключатель, первый вывод которого соединен с первым выво-. дом индуктивного накопителя, первый управляемый разрядник, катод которого подсоединен к общей шине через первый коммутирующий кондЕнсатор, параллельно которому подключен второй управляемый разрядник, включенный согласно с первым управляемым разрядником, третий управляемый разрядник, анод которого через второй коммутирующий конденсатор подключен к общей шине, нагрузку, включенную между катодом третьего управляемого разрядника и общей шиной, дроссель насьпцения, введены разделительный дроссель, резистор и управляемый вентиль, причем второй вывод источника питания через разделительный дроссель подключен к второму выводу контактного выключателя и аноду первого управляемого разрядника, второй вывод индуктивного накопителя соединен с общей шиной, первый вы- вод индуктивного накопителя через дроссель насыщения соединен с катодом управляемого вентиля, анод которого подключен к общей шине, резистор включен в цепь второго управляемого разрядника.

На чертеже приведена принципиальная электрическая схема генератора.

Генератор содержит источник 1 питания, разделительный дроссель 2, контактный выключатель 3, например вакуумный, индуктивный накопитель 4, первый управляемый разрядник 5, пер— вый коммутирующий конденсатор б, резистор 7, второй управляемый разрядник 8, управляемый вентиль 9, дроссель 10 насьпцения, второй коммутирующий конденсатор 11, третий управляемый разрядник 12, нагрузку 13. Конденсатор б выбирается достаточно большой величины, чтобы при малом зарядном напряжении (до 1 кА) его разрядный ток через малоиндуктивные элементы-вентиль 9, дроссель 10, выключатель 3, разрядник 5 — был бы равен или несколько превышал значение тока индуктивного накопителя (порядка 100 кА и выше), Дроссель 10 выполнен одновитковым, коаксиальным с серденичком из пермаллоя. Его индуктивность в насьш(енном состоянии может составлять (0,5-1) мкГ.

Разделительный дроссель 2, препятствующий разряду конденсатора б, цепь источника 1, выбирается с ин—

5678 4

20

Корректор И. Зрдейи

Редактор С. Титова Техред Л.Иатряшова

Заказ 321/2 Тираж 872

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

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

3 99 дуктивностью на порядок более высо-; кой, чем индуктивность .насьнценного дросселя 10, т.е. в районе 10 мкГ.

Индуктивность накопителя 4 выбирается соизмеримой с индуктивностью дросселя 10 в ненасыщенном состоянии, т.е. порядка 100-200 мкГ. Если предположить, что собственная индуктивность источника 1 и его токоподводов не превышает 1 мкГ, то напряжение на них получается во столько раз меньше напряжения на конденсаторе 6, во сколько она меньше индуктивности дросселя 2, т.е. на порядок.

Генератор работает следующим образом.

Индуктивный накопитель 4 заряжается от источника 1 через дроссель 2 и замкнутые контакты выключателя 3. При достижении максимума тока контакты выключателя 3 разводятся и между ними образуется вакуумная дуга. После полного разведения контактов включается разрядник 5, в результате чего предварительно заряженный конденсатор б оказывается подключенным через выключатель 3 и дроссель 10 к вентилю 9, в управляющую обмотку которого одновременно с запуском разрядника

5 подан поджигающий импульс тока.

Через время задержки, длительность которой определяется временем перехода дросселя 10 из ненасыщенного состояния в насьпценное, индуктивность дросселя 10 падает скачком примерно на два порядка и становится значительно меньше индуктивности дросселя 2, в результате чего ток разряда конденсатора 6 протекает. в основном через ветвь, содержащую вентиль 9 и дроссель 10, и в малой степени через ветвь с источником 1 и дросселем 2. Направление тока разряда конденсатора 6 выбрано встречным по отношению к току, протекающему через контакты выключателя 3 при зарядке индуктивного накопителя. В результате этого происходит обесточивание выключателя 3 и гашение дуги в нем.

При этом ток накопителя 4, практически не меняясь, замыкается через вентиль 9 и насыщенный дроссель 10.

Ток,.протекающий в дросселе 2, замыкается теперь через разрядник 5 и конденсатор 6, разряжая последний.

После того, как конденсатор 6 разрядится до нуля и напряжение на нем поменяет знак, включается разрядник 8 и подключается резистор 7. Таким образом, энергия, запасенная в дросселе 2, рассеивается в резисторе 7, величина которого ограничивает амплитуду напряжения, развиваемого иа источнике 1 и разделительном дросселе. Управляемй вентиль 9 пропускает ток накопителя 4 в течение времени, достаточного для восстановления электрической прочности межкоитактного промежутка выключателя 3. После этого вентиль 9 отключается при помощи встречного разряда предварительно заряженного конденсатора 11 через управляемый разрядник 12..При этом ток накопителя 4 протекает через конденсатор 11 и нагрузку 13, формируя на ней импульс высокого напряжения.

При выбранных значениях парамет- ров генератора, в частности напряжения зарядки конденсатора 6 равным

1 кВ, и при соответствующей величине сопротивления резистора 7 напряжение на источнике 1 и его токоподводах не превышает 100 В и не вызывает опасности электрическога>пробоя.