Разрядник

 

«щ9951 76

Союз Советских

Соцналнстнческнх

Рвслублнк (61) Дополнительное к авт. свид-еу (22) Заявлено 049780 (21) 2973864/18-21 (ЗЦ М. Кп.з с присоединением заявки HP

Н 01 T- 7/00

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (23) Приоритет .

Опубликовано 070283.Бюллетень 8> 5

Дата опубликования описания 070283 (33) УДК 621. 373 (088. 8) B.A, Трифонов, П.М. Тюрюканов и И.К.:: Фетисов

I (72) Авторы изобретения

Московский ордена Трудового Красного Знамени . инженерно-физический институт (73) Заявитель (54) РАЗРЯДНИК

Изобретение относится к импульс- . ной технике, в частности к управляеинм разрядникам, и может быть широко использовано в экспериментальной физике для создания генераторов импульсов тока.

Известны управляемые коммутаторыкаскадные разрядники, содержащие ос-новные электроды и управляющий электрод, расположенный в разрядном промежутке Р 1j.

Недостатком известных разрядников является.то;.что при высокой час-. тоте следования импульсоа и продолжительной работе разрядника, разрядныйпромежуток теряет электрическую прочность, возникают самопроизвольные пробои, что приводит к появлению ггараэитных импульсов.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является разряд ник, содержащий электроды, образующие разрядный промежуток, в котором размещен перемещаемый диэлектрик, .,снабженный механизмом перемещения.

Электроды выполнены rr виде неподвижных дисков с набором дискретных элементов, обеспечивающих зажигание разряда, причем дискретные элементы расположены на диске по окружности.

Между дисковыми электродами расположен вращающийся диэлектрический диск с системой отверстий. В процессе работы при совпадении отверстия с дискретными элементами электродов происходит срабатывание разрядника L 2, Недостатком известного устройства является малый ресурс работы,обусловленный выгоранием краев отверстий в диске. Кроме того, ограничен диапазон амплитуды и длительности коммутируемых импульсов, так как чем больше-амплитуды или длительность коммутируемых импульсов, тем дольше восстанавливается электрическая прочность разрядного промежутка и,следовательно, необходимо быстрее вводить диэлектрик после разряда в разрядный промежуток. Однако введение диэлектрика в разрядный промежуток с большей скоростью возможно лишь при увеличении частоты вращения диска, т.е. при увеличении частоты коммутируемых

25,импульсов ° Невозможно использовать вращающийся разрядник для получеI

;ния импульсов большей амплитуды и длительности при фиксированной частоте следования коммутируемых импуль30 сов

995176

Формула изобретения

Цель изобретения — увеличение рео>рса работы разрядника и расширение амплитуды и длительности коммутируемых импульсов.

Поставленная цель достигается тем, что в разряднике, содержащем электроды, образующие разрядный промежу ток, в котором помещен перемещаемый элемент диэлектрика, снабженный меха.= низмом йеремещения, перемещаемый элемент из диэлектрика выполнен в виде пластины с возможностью возвратно-поступательного перемещения в разрядном промежутке.

На фиг. 1 показан пример конструктивного выполнения генератора с перемещающимся диэлектриком; на фиг. 2 положение диэлектрика, при котором разряд возможен, на фиг. 3 — положение диэлектрика, при котором разряд не происходит.

Схема включает высоковольтный источник 1 питания„ конденсаторную батарею 2„- возвратный механизм (мембрану) 3, нагрузку 4, диэлектрик 5, злектро щ б и 7, поршень 8р.профилированное вращающееся колесо 9, ось 10 вращения, двигатель 11. Возвратный механизм 3 прижимает поршень

8 жестко связанный с диэлектриком

5, к профилированному колесу 9.При вращении профилированного колеса (зубчатого колеса) диэлектрик совершает колебательные движения.

Разрядник работает следующим об". разам.

Конденсаторная батарея 2 заряжается от источника 1 высокого напряжения, напряжение прикладьуается к электродам б и 7. Когда диэлектрик

5 находится r разрядном промежутке, пробоя не происходит. После вывода диэлектрика (из-за перенапряжения) происходит срабатывание разрядника, разряд батареи 2 и. появление импульса на нагрузке 4, после чего механизм„ состоящий из двигателя 11, оси 10, профилированного колеса 9, поршня 8 и мембраны 3, снова вводит диэлектрик в разрядный промежуток и восстанавливает его электрическую прочность, а конденсаторная батарея начинает заряжаться.

В настоящее время достигнуты ско" рости вращения свыше 3 10 об/мин, т.е. 5 кГц. Чем меньше частота вращения колеса, тем большее число зубьев необходимо для достижения час- тоты генерирования порядка 10 кГц, возрастают размеры колеса, вес и т.д., поэтому необходимо работать на высоких:частотах с малым числом зубьев. На чертежах показано профилираванное колесо с двуми зубьями.

Высота зуба должна быть больше длины перекрытия S (фиг. 1 и 2 ).

Длина перекрытия 9 должна удовлетво рять условию р (25+4)Е )Ô Я, (1) где П - толщина диэлектрика;

69 — электрическая прочность материала диэлектрика; электрическая прочность поверхности диэлектрика, . электрическая прочность воздуха, При условии (.1) разряда не проиэойдет при положении диэлектрика, покаванном на фиг. 1 и 3.

При вращении. зубчатого колеса диэлектрик выходит из разрядного промежутка (фиг*. 2), электрическая прочность которого резко уменьшается,происходит срабатывание и разрядка батареи на нагрузку за время (,и —,где

Н

Н вЂ” ширина зуба, Ю вЂ” скорость. враще<аЖ ния„ К вЂ” радиус (фиг. 2}. Электрическая прочность после разряда конденсаторной батареи имеет не нулевое значение, и горение дуги возможно при

25 напряжениях больших 0,1 UP, где Upпробивное (коммутируемое) напряжение.

Следовательно диэлектрик должен быть полностью введен (фиг. 3) за время, равное (-Re C8> 0,9), räå R — заряд-

ЗО ное сопротивление конденсаторной батареи, которое входит в высоковольтный источник, С вЂ” емкость батареи (полученное выражение следует из равенства 0 1*0 = Ор(1-g- — l. Из по* г К >С лученного выражения, зная частоту врашения колеса, легко найти высоту зуба L. Далее происходит заряд батареи до рабочего напряжения, время зарядки > 3 С, причем Ч,у С

4О При срабатывании разрядника выгорает, в отличие от прототипа, только край диэлектрической пластины, что позволяет довольно полно использовать диэлектрик в течение продолжительного времени, т.е. ресурс работы раз-я рядника увеличивается. Предлагаемый разрядник позволит расширить диапазон амплитуды и длительности коммутируемых импульсов„ так как скорость введения диэлектрической пластины в

5О разрядный промежуток не зависит от частоты следования коммутируемых импульсов. Частота следования коммутируемых импульсов определяется частотой выведения диэлектрика из раз55 рядного промежутка. Данная конструкция позволит также выбирать наилучший режим управления разрядником,так как возможна регулировка величины выведения диэлектрической пластины, @) из разрядного промежутка.

Разрядник, содержащий электроды, 65 образующие разрядный промежуток, s

995176

Составитель В. Ермаков

Редактор Е. Папп Техред Т. Фанта Корректор А. Дзятко

Заказ 656/38 Тираж 588 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 котором помещен перемещаемый. элементнз диэлектрика, о т л и ч а ю щ и й» с я тем, что, с целью увеличения ресурсов работы разрядника и расширения диапазона амплитуды и длительности коммутируемых импульсов, перемещаемый элемент из диэлектрика выполнен в ниде пластины с возможностью возвратно-поступательного перемещения в разрядном промежутке.

Источники инФормадии, принятые во внимание при экспертизе

1. Комельнов В.С. Техника больших импульсных токов и магнитных полей.

5 М., 1970, с. 184-185.

2. Павлбв В.А. Вращающийся разрядник. Межвузовский сборник "Высоковольтная импульсная техника". Чебок-. сары, 1980, вып. 6, с. 52-57.