Генератор импульсных напряжений

 

(72) Автори изобретения

И.P. Пекарь, Ю.П. Зябко и П.Н. Мельников

Харьковский ордена Ленина политехнический институт . им. В.И. Ленина (71) Заявитеяь (54) ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ

Изобретение относится к электротехнике, а именно к генераторам импульсных напряжений и токов, и может быть .использовано для испытаний высоковольтного оборудования (трансформаторов, выключателей и т. д.) и питания высоковольтной аппаратуры (ускорителей и

ao.) ..

Известен генератор импульсных напряжений, собранный по схеме Аркадьева-Маркса, содержащий конденсаторы, резисторы и шаровые разрядники (.1 ).

Недостатком известного генератора при использовании шаровых разрядников

Для получения импульсов напряжения большой длительности является невозможность обеспечения полного разряда генератора на нагрузку.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является генератор 20 импульсных напряжений, сдбранный по схеме Аркадьева-Маркса, содержащий конденсаторы, резисторы и шаровые разрядники (2 ).

Недостатком этого генератора является то, что при большой длительности импульса генерируемого напряжения происходит погасание искровых промежутков шаровых разрядников при значительных остаточных напряжениях на конденсаторах, что, в свою очередь, приводит к низкому КПД.

Цель изобретения — обеспечение полного разряда генератора на нагрузку при получении импульсов напряжения большой длительности.

Поставленная цель достигается тем, что в генераторе импульсных напряжений, собранном по схеме Аркадьева-Маркса содержащем конденсаторы, резисторы, шаровые разрядники, параллельно каждому разряднику подключены последовательно соединенные дополнительный конденсатор и расположенный в пластине из электроиэоляционного материала плоский индуктор с металлическим штоком, снабженным диском из немагнитного металла и устройством возврата што97649 ка в исходное положение с задержкой во времени после срабатывания генератора.

На чертеже изображена схема генератора импульсных напряжений. S

Между двумя ветвями зарядно-разрядных резисторов 1 подключены конденсаторы 2 и шаровые разрядники 3 с отверстиями вдоль их оси. Параллельно каждому разряднику 3 подключены последо- 10 вательно соединенные дополнительный конденсатор 4 и плоский индуктор 5, расположенный в пластине 6 из электроизоляционного материала. Показан такпредназначена для предотвращения перемещения диска 8 вдоль штока 7. Пластина 6 с индуктором 5, элемент 9 возврата штока в исходное положение и

2S один из шаров разрядника 3, внутри которого расположена часть штока 7, укреплены на кронштейне 11 и конструк- тивно представляют собой единый узел.

Нижний шаровой .разрядник 3 выйолнен управляемым. Конструкцию индуктора 5

ЭО и пластины 6 (фиг. 1) можно получить, например, поместив индуктор 5 в форму необходимой конфигурации и залив ее эпоксидной смолой.

Э5

Генератор импульсных напряжений работает следующим образом.

Конденсаторы 2 и дополнительные конденсаторы 4 через резисторы 1 заряжаются до напряжения источника пи40 тания. После запуска нижнего управляемого разрядника 3 происходит срабатывание остальных разрядников 3 и на выходе генератора возникает импульс напряжения. При этом дополнительные конденсаторы 4 разряжаются через раз, рядники 3 и индукторы 5. Ток разряда дополнительного конденсатора 4 созда- зО ет в индукторе 5 электромагнитное поле, которое, вследствие его пространственной протяженности, проникает в расположенный рядом с индуктором 5 диск 8 иэ немагнитного металла, что

SS вызывает в нем вихревые токи. Взаимодействие этих токов с токами индуктора 5 приводит к появлению сил, вызыже поперечный разрез плоского индуктора tS

5 и пластины 6. Вдоль оси индуктора 5 и шаров разрядника 3 расположен металлический шток 7, снабженный диском 8 из немагнитного металла и элементов 9 возврата штока в исходное положение, напри- 2о мер пневматическим (контактный узел пневматического реле времени). Стопорная втулка 10, соединенная с диском 8, 1 4 вающих отталкивание диска 8 от индук" тора 5. При этом диск 8, расположенный на металлическом штоке 7, вызовет перемещение последнего в направлении искрового промежутка разрядника 3.

Шток 7 в течение малого промежутка времени входит в отверстие правого шара разрядника 3 и закорачивает искровой промежуток.

Возникновение сил, вызывающих движение диска 8 в направлении искровых промежутков, объясняется следующим образом.

Диск 8 из немагнитного металла можно представить в виде большого количества элементарных короткозамкнутых витков. Электромагнитное попе индуктора, частично проникая в диск 8, наводит в элементарных короткозамкнутых витках вихревые токи. Взаимодействие этих токов с токами в витках индуктора вызывает силы, стремящиеся оттолкнуть друг от друга витки с токами.

Применение магнитных материалов для диска 8 уменьшило бы быстродействие системы индуктор-диск и привело бы к появлению силы, стремящейся сблизить индуктор 5 и диск 8, что нецелесообразно.

После разряда дополнительных конденсаторов 4 происходит медленный возврат штоков 7 в исходное положение под действием элементов возврата 9.

Время возврата регулируется, в зависимости от требуемой длительности импульса напряжения, с помощью элементов возврата 9 таким образом, что выход штоков 7 из отверстий правых шаров разрядников 3 происходит после полного разряда генератора.

Закорачивание искровых промежутков разрядников 3 во время разряда позволяет обеспечить полный разряд генератора на нагрузку, улучшить стабильность его работы, повысить КПД и по- вторяемость результатов.

Формула изобретения Генератор импульсных напряжений > собранный по схеме Аркадьева-Маркса, содержащий конденсаторы, резисторы и шаровые разрядники, о т л и ч а ю " шийся тем, что, с целью обеспече" ния полного разряда генератора на нагрузку, параллельно каждому разряднику подключены последовательно соеди976491

ВНИИ

Тир ненные дополнительный конденсатор и расположенный в пластине иэ электроизоляционного материала плоский индуктор с металлическим штоком, снабженным диском иэ немагнитного металла и . устройством возврата штока в исходное положение с задержкой во времени после срабатывания генератора.

\ г филиал ППП "Патент"., г,Ужгород,ул.Проектная,4

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР 117383, кл. H 03 K 3/53, 03.03.58.

2. Авторское свидетельство СССР

11 481990, кл. H 03 K 3/53, 17.07.72.