Многоканальный разрядник

 

Г. МНОГОКАНАЛЬНЫЙ РАЗРЯДН содержащий противостоящие высоко-, вольтный электрод с расположенными на нем вспомогательными электродам и заземленный электрод с отверстия в которых установлены поджигающие электрода,.подключенные к заземленному электроду через резисторы, пусковые конденсаторы, одни из обкладок которых подключены к соответствующим поджигающим электродам, а другие обкладки - к заземленному электроду через общий пусковой коммутатор, и формирующую линию, подключенную между высоковольтным и заземленным элeк тродами, к которой подаслючен зарядный источник импульсного напряжения, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия и надежности многоканального срабатывания , общая точка пусковых конденсаторов подключена к высоковольтному выводу источника импульсного напряжения через цепочку последовательно соединенных дополнительно введенных, резистора и диода.

СОЮЗ СОВЕ СНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (!9) (11) (д) 4 Н 01 Т 14/00

ОЛИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ASTOPCH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Фиг, 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3299293/24-07 (22) 08.06.81 (46). 07.07.86. Бюл. Ф 25 (71) Научно-исследовательский институт ядерной физики, электроники и автоматики при Томском политехническом институте им. С.М. Кирова (72) Э.Г.Фурман (53) 621.316.933(088.8) (56) Емельянов В.Г. и др. Многоканальный высоковольтный тригатрон, ПТЭ, 1975, Р 4.

Авторское свидетельство СССР

В 591978, кл. Н 01 Т 5/00, 1976. (54)(57) I . ИНОГОКАНАЛЬНЫИ РАЗРЯДНИК, содержащий противостоящие высоко- р вольтный электрод с расположенными на нем вспомогательными электродами и заземленный электрод с отверстиями, в которых установлены поджигающие электроды, подключенные к заземленному электроду через резисторы, IF ñковые конденсаторы, одни из обкладок1 которых подключены к соответствующим поджигающим электродам, а другие обкладки — к заземленному электроду через общий пусковой коммутатор, и формирующую линию подключенную между высоковольтным и заземленным элек тродами, к которой подключен зарядный источник импульсного напряжения, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия и надежности многоканального срабатывания, общая точка пусковых конденсаторов подключена к высоковольтному вы- ©

З воду источника импульсного напряжения через цепочку последовательно соединенных дополнительно введенных. резистора и диода.

2. Разрядник по п.1, о т л ич а ю шийся. тем, что с целью расширения диапазона управляемого срабатывания разрядника по напряжению, в указанную цепочку последова1015800 тельно включен дополнительно введенный дроссель насыщения с обмоткой размагничивания, к которой подключен дополнительно введенный источник тока, Изобретение относится к высоковольной импульсной технике и предназ начено для коммутации энергии импульсно-заряжаемых формирующих линий в наносекундном диапазоне.

Известен многоканальный разрядник, содержащий сплошной высоковольтный электрод и противостоящий заземленный электрод с поджигающими электродами, установленными в отверстиях заземленного электрода.

Наиболее близким из известных тех нических решений к изобретению является многоканальный разрядник, содер жащий противостоящие высоковольтный электрод с расположенными на нем вспомогательными электродами и зазем-. ленный электрод с отверстиями, в ко- торых установлены поджигающие элеи- троды, подключенные к заземленному электроду через резисторы, пусковые конденсаторы, один из обкладок которых подключены к соответствующим поджигающим электродам, а другие обкладки — к заземленному электроду через общий пусковой коммутатор, и формирующую линию, подключенную между высоковольтным и заземленным электродами, к которой подключен зарядный источник импульсного напряжения. Для развязки искровых каналов в этом разряднике вспомогательные электроды охвачены ферромагнитными сердечниками °

В таком разряднике пробой промежутков, образованных заземленным электродом с отверстиями и поджигающими электродами, происходит при раз, ряде соответствующих пусковых конденсаторов, заряженных до напряжения; близкого к напряжению срабатывания пускового коммутатора. Стабильность срабатывания поджигающих промежутков, а следовательно, и надежность многоканальнбго срабатывания определяются в этом случае стабильностью срабатывания пускового коммутатора, При этом до момента срабатывания поджи5 гающих промежутков в искровых каналах разрядника отсутствует перенапря жение, что приводит к большому разбросу. срабатывания отдельных каналов один относительно другого.

Целью изобретения является повышение быстродействия и надежности многоканального срабатывания.

Это достигается тем, что в известном многоканальном разряднике, содер15 жащем противостоящие высоковольтный электрод с расположенными на нем вспомогательными электродами и заземленный электрод с отверстиями, в ко,торых установлены поджигающие элек20,троды, подключенные к заземленному электроду через резисторы, пусковые конденсаторы, одни из обкладок которых подключены к соответствующим поджигающим электродам, а другие обклад 5 ки — к заземленному электроду через общий пусковой коммутатор, и формирующую линию, подключенную между ,высоковольтным и заземленным электродами, к которой подключен зарядный

ЗО источник импульсного напряжения, общая точка пусковых конденсаторов подключена к высоковольтному выводу источника импульсного напряжения через цепочку последовательно соединенных дополнительно введенных резистора и диода.

Кроме того, с целью расширения диапазона управляемого срабатывания

4р разрядника по напряжению в указанную цепочку последовательно включен дополнительно введенный дроссель насыШения с обмоткой размагничивания, к которой подключен дополнительно вве4i ценный источник тока.

1015800

На фиг.1 представлена принципиальная электрическая схема разрядника; на фиг.2 — эпюры изменения тока и напряжения в нем; на фиг.3-5 — схемы распределения эквипотенциальных линий электрического поля в зазоре разрядника, соответственно в исходном состоянии разрядника (когда пусковые конденсаторы предварительно заряжены), при дополнительном подзаряде конденсаторов от источника импульсного напряжения и после срабатывания пускового коммутатора.

Разрядник состоит из сплошного высоковольтного электрода 1 с расположенными на нем вспомогательными электродами 2, противоположно расположенным заземленным электродом 3, на котором выполнены выступы 4.с отверстиями, в которых установлены под-. жигающие электроды 5. Выступы с отверстиями охвачены ферромагнитными сердечниками 6. Поджигающие электроды через резисторы 7 подключены к заземленному электроду 3, а через пусковые конденсаторы 8 — к аноду пускового коммутатора 9, например разрядника, катод которого заземлен. Между высоковольтным электродом 1 и аземленным электродом 3 включены формирующая линия 10 и нагрузка 11, Формирующая линия подключена к зарядному импульсному источнику напряжения, например к модулятору, с выходным импульсным трансформатором

)2, с емкостным накопителем 13 энергии и тиристором )4. Выход импульсного трансформатора 12 через резистор 15, диод 16, дроссель 17 насыщения с обмоткой размагничивания, подключенной к источнику 18 тока, подключен к общей точке пусковых конденсаторов 8, которая через резистор 19 подключена к источнику 20 напряжения.

На фиг.2 приведены временные эпюры изменения токов и напряжений в схеме, где кривая 21 — напряжение заряда формирующей линии 10; кривая

22 — напряжение пусковых конденсаторов 8; кривая 23 — напряжение резисторов 7; кривая 24 — импульс запуска коммутатора 9; кривая 25 — падение напряжения на дросселе 17 насыщения.

В исходном состоянии пусковые конденсаторы 8 заряжены от источника 20 до некоторого, уровня напряжения, меньшего величины срабатывания пускового коммутатора 9. Накопитель 13 энергии заряжен до требуемого напряжения. С приходом управляющего импульса на тиристор 14 последний открывается, и накопитель 13 энергии начинает разряжаться через повышающий импульсный трансформатор 12 и заряжает формирующую линию 10. В момент времени, когда напряжение на формирующей линии 10 достигнет напря

10 жения зарядов пусковых конденсаторов

8, открывается диод 16 и пусковые конденсаторы 8 начинают дополнительно заряжаться через резистор 15 и резисторы 7. Под действием тока эаря15 да конденсаторов 8 на резисторах 7 возникает напряжение, которое прикладывается к поджигающим электродам 5.

При этом для эффективной работы разрядника необходимо, чтобы электроды

20 5 были расположены несколько ближе к вспомогательным электродам 2, чем выступы заземленного электрода с отверстиями 4, а также величина кольцевого зазора между поджигающими злек25 тродами 5 и стенками выступов 4 бьща достаточно большой с целью исключе,ния самопробоя отверстий, соответствующих этому промежутку, под действием напряжения резисторов 7.

3а счет того, что к поджигающим электродам 5 прикладывается напряжение той же полярности, что и к высоковольтному 1 и вспомогательным 2 электродам, напряжение самопробоя

35 многоканального коммутатора увеличивается. Этот процесс показан на фиг.3 и фиг.4. На фиг.3 эквипотенциальные линии сгущаются у поджигающего электрода 5, и в этом месте наблю40 дается наибольшая напряженность электрического поля, а на фиг.4 — когда к поджигающему электроду 5 приложено напряжение резисторов 7, например, равное 207 напряжения заряда форми45 рующей линии 10, напряженность электрического поля у поджигающего электрода 5 значительно уменьшается, и возможен дальнейший рост напряжения на разряднике по сравнению с первым

50 случаем. При достижении напряжения на многоканальном коммутаторе и пусковом коммутаторе 9, близкого к напряжению самопробоя, подается импульс на поджиг коммутатора 9. Он пробива55 ется и подключает общую точку пуско-. вых конденсаторов 8 на землю. При этом все напряжение конденсаторов прикладывается к резисторам 7, а онс

5 101580 к поджигающим электродам 5. При этом на поджигающем электроде 5 изменяется полярность напряжения и увеличивается его амплитудное значение (см. фиг.5). Это вызывает перенапряжение в поджигающем промежутке (электрод

5 — выступ 4) и в промежутке каждого канала многоканального разрядника (электрод 5 — электрод 2). Пробой поджигающего промежутка создает плаз- tO му и обеспечивает ультрафиолетовую подсветку, что позволяет пробиться всем каналам многоканального разрядника с большим быстродействием. Дроссели, образованные выступами 4 с от- 15 верстиями, охваченными ферромагнитными сердечниками 6, задержат снижение напряжения на отдельном канале, раньше включившимся, до срабатывания всех каналов многоканального разряд- 20 ника.

В принципе, источник 20 напряжения может отсутствовать, в этом случае регулирование величины напряжения на пусковых конденсаторах 8 воз- 25 можно путем изменения величины резистора 15, что при высоком напряжении и значительных импульсных токах за0 Ь труднительно. Более экономично это можно сделать, используя дроссель насьпцения с обмоткой размагничивания.

В этом случае, регулируя ток подмагничивания сердечника дросселя насьпцения, можно добиться требуемого начального магнитного состояния сердечника, которое обеспечивает начало заряда пусковых конденсаторов, а следовательно, и поддержание напряжения на поджигающих электродах в требуемом интервале времени.

Таким образом, снабжение многоканального разрядника цепью, соединяющей общую точку пусковых конденсаторов и высоковольтный вывод импульсного источника напряжения для заряда формирующей линии, позволяет увеличить напряжение мамопробоя каналов многоканального разрядника, а в момент подачи запускающего импульса позволяет иметь существенные перенапряжения в каналах, что обеспечивает повышение быстродействия и надежности многоканального срабатывания и является необходимым условием коммутации больших токов в частном режиме работы устройства.

101 5800

Корректор В сутяга

Техред,Л.Олейник

Редактор Л.Письман

Заказ 3724/1

Тираж 597

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4