Генератор импульсных напряжений Советский патент 1983 года по МПК H03K3/53 

Изобретение относится к импульсной технике и манжет быть испсяьзовано в эпектрбимпупьсной технологии, при обработке различных материалов высоковопьт ными разрядами, для имитации разряда j могоши, испытания выключатеяей на раэг рывную мопшость и т.п. Известно; устройство для синхронизации,; разряда генератора импульсных напряжений с генератором импульсов тогса, позвсотяю- t шее осуществлять параллельную работу генератора тока и генератора напряжения. В этом устройстве генератор напряжения соединяется с объектом через омИческрй . делитель Напряжения, к которому присоеди-1 нены искровые разрядники, установленные таким образом, чтобы при разряде генер а-/ тора на объекте они последовательно про-: гтались, а reiisepaTop тока через искровые разрядники разряжался на нагрузку ClU 2 К недостаткам данного генератора от- носится необходимость изготовления двух HCTOHiffiKOB импульсоиого воздействия тока и напряжения с разными уровнями и сложность настройки искровых промен утков, 2 подключающих генератор ,к объекту. Наиболее близ1шм к предлагаемому является генератор импульсньтх напрял ений, собранный по схеме Аркадьева-Маркса, каждая ступень которого состоит из нако-, пительной конденсаторной батареи, искрово го коммутатора и разделительных элемен тов, .объединенных в две цепи, причем гене ратор импульсных напряжений подключен к нагрузке и.содержит срезающие трехэлекг родные разрядники,управляющие элекгрппы которых соединены с блоком запускаюнлл сигналов C2l , Однако в известном генераторе, при пробое нагрузки и подключении к йей накопительной конденсаторной батареи первой ступени, последняя разряжается на нагрузicy через последовательно соединенные срезающие разрядники и коммутаторы, npHf чем протекание тока через последние со- провождается дополнительными потерями энергии в разрядном контуре, к срезающим разряшжкам предъявляются жесткие требования, так как они должны выдерживать / без пробоя зарядное напряжение, В связи с этим необходимо установить достаточно большое расстояние между основными элеШ родами срезающих разрйдников, что увеличивает потери в разрядном контуре гшера- i гора.Кроме того,сложна настройка срезаю- 5 ших разрядников на данный режим работы. Цель изобретения - увешмение КПД генератора. Поставленная цепь достигается т , что генераторе импульсных напряжений, собанном по схеме Аркадьева-Маркса, каждая тупень которого состоит из яакошггепьной кондаасаторной батареи, искрового коммуатора и двух цепей из поспедовач вга но соединенных раздейитепьных элементов, соержаишй срезающие трехэяектродные раэядншш, упрабляюшие электроды которых оединены с устройсгвамй формирования aa ускающих сигналов и нагрузку, подключенную череа выходной коммутатор, основные электроды срезающих разрядников подключены параллельно разделительным эли 1енам ошюй из цепей и образовано последовательное соединение конденсаторной батареи первой ступени, срезающих разрядников, выходного искрового коммутатора и на - грузки. ; На чертеже изображена принципиальная электрическая схема предлагаемого генератораГенератор состоит из Я ступеней, каж- дая из которых включает в себя конденсаторную батарею 1 - конденсаторная бата рея 1-й стулени, и 2 - конденсаторная батарея остальных ступеней, разделительных сопротивлений 3 и 4, искровых ком « мутаторов 5. Параллельно цепи, состоящей из разделительных сопротивлений 3, подключены, основные электроды срезающих разрядников б управляющие электроды кО торых соединены с вторичной обмоткой импульсных трансформаторов 7, выполняющих роль блока запускающих сигналов. Первич ой обмоткой трансформаторов 7 служит провод , соединяющий конденсаторные батареи 2 с разделительными элементами 3, Выход генератора подключен к нагрузке 8. Генератор работает следующим образом. При подаче высокого напряжения на кяемму 9 происходит зарядка конденсатор ных батарей 1 и 2 через разделительные сопротивления 3 и 4. Предварительно расстояние в искровых коммутаторах 5 устанавливают такзпл образом, чтобы пробийное напряжение искрового коммутатора nep-iвой ступени было несколько меньше пробивного напряжения коммутаторов остальных сярупеней генератора. Когда напряжение на :конденсаторной батареи 1 станет равным пробивному напряжению искровому ксымута тору 5 первой ступети, то послейвяй пробивается. В результате sTCJro к коммутатору 5 второй ступени прикладывается удвоенное напряжение, и он также пробивает-, ся. Аналогичные условия наблюдаются и при срабатываяин остальных ж:кровых KCSMI

мутаторов 5, но при этом напряжение, прикладываемое к каждому последующему коммутатору, увеличиваегся кажйый раз на величину зар5гдного напряжения.5

Pi ,.

После срабатывания искровых коммута-. торов 5 происхогогг-формирование высоковольтного импульса и нагрузка 8 пробивается. В результате броска тока в раз- .ю рядной пепи .генератора во вторкчнух обмотках импульсных трансформаторов 7 индуктируются высоковольтные импульсы напряжения, посяупакшше на упраБПЯКшше электроды разрядников 6, которые проби- ts веются, закорачивают сопротивления 3 и конденсаторная батарея 1 подключается к . нагрузке 8 через разрядники 6. При этом наряду с уменьшением волнового сопротивления генератора уменьшаются потери в 20 .разрядном контуре генератора.

С учетом того, что основной разрядный ток протекает через практически вдвое меньшее количество коммутаторов, а именно , через срезаюише разрядники 6 и выходной коммутатор 5, минуя остальные . коммутаторы 5, и иэ-за того, что расстояние между основными электродами срезающих разрядников 6 устанавливается меньшее, потери энергии в коммутаторах генератора значпатеотшно уменьшаются, практически в 2 раза.

Упрощается также настройка срезающих разрядников и повьпиается надежность работы генератора в целом, так как основные электроды разрядников 6 не должны срабатывать до пробоя нагрузки 8 под роздейстък&л лишь импульсного напряжения, равного зарядному, а затем пробиваться при незначительном уменьшении напряжения на них при подаче сигнала на управляющие электроды.

ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ, собранный по схеме Аркадьева-Маркса, каждая ступень которого сосr СЕ€ШЗТГ:М } yt ; -.V- , f-. . faniiv..;;;; n IEXWii- SVJiA) I 6SS, rofft из нах(Я1Итепьной конденсаторной батареи, искровот о коммутатора и двух пепей из поспедоватеяьно соединенных раз - делительных элементов, c6дqpжaяraй среза ЮЕше трехэлектродные разрядннкй, управляющие электроды KOTqpbix соединены с устройствами формирования запускающих сигналов и нагрузку, подключенную через выходной ИС1ФОВОЙ коммутатор, о т л и - .чающийся тем, что, с цепью увеличения КПД, основные электроды срезающих разрядников подключены параллельно разделительным элементам одной из цепей и образовано последовательное соединение конденсаторной б/атареи первой ступени, срезакяшк разрядников, выходного искро-S вого коммутатора и нагрузки. о. ьэ 00 о 4 GG СИЗСъП о-