ГЕНЕРАТОР ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ ИМПУЛЬСОВ Советский патент 1994 года по МПК H03K3/53 

Изобретение относится к высоковольтной импульсной технике и может быть использовано в импульсных источниках питания электрофизических установок.

Целью изобретения является увеличение надежности генератора путем уменьшения напряженности электрического поля и плотности тока в зарядных резисторах, а также уменьшения напряженности электрического поля вблизи выводов обкладок накопительных конденсаторов.

На фиг. 1 представлен генератор, продольный разрез; фиг.2 - разрез А-А на фиг.1, фиг.3 - генератор, вид сверху.

Генератор высоковольтных импульсов содержит в каждом каскаде накопительный конденсатор 1, коммутатор 2, жидкостные резисторы 3, 4, выполненные каждый в общем корпусе цилиндрической формы из диэлектрического материала и размещенные над соответствующими одноименными выводами 5, 6 конденсаторов 1, причем диаметр корпуса каждого жидкостного резистора 3,4 больше диаметра выводов 5, 6 конденсаторов 1. Каждый жидкостный резистор 3, 4 имеет соответственно концевые электроды 7, 8 и промежуточные электроды 9, 10, выполненные в виде дисков либо в виде сетки. Электроды 9, 10 расположены против соответствующих выводов 5, 6 конденсаторов 1, при этом проводники 11, 12, включенные между соответствующими электродами 9, 10 и выводами 5, 6 конденсаторов 1, расположены в одной плоскости с электродом, перпендикулярной продольной оси общего корпуса резисторов 3, 4 соответственно. Внутренние полости каждого из корпусов резисторов 3, 4 между электродами 9, 10 выполнены сообщающимися между собой, а соответствующие одноименные выводы 5, 6 конденсаторов 1 расположены в пределах перпендикулярной проекции соответствующего общего корпуса резисторов 3, 4 на поверхность конденсатора 1, на которой размещены его выводы 5, 6.

Генератор расположен внутри металлического бака 13, корпус которого является обратным токопроводом, заполненного изолирующей средой. В полостях концевых электродов 7, 8 имеются компенсаторы 14, 15 температурного изменения объема электролита в виде сильфонов. Зарядное напряжение подводится к генератору через изолированный проводник 16, соединенный с концевым электродом 8, и корпус бака 13, соединенный с концевым электродом 7 проводником 17. Конденсаторы 1 размещены на изолирующих подставках 18.

Генератор работает следующим образом.

От внешнего источника питания по цепи: изолированный проводник 16, концевой электрод 8, электролит жидкостного резистора 4, промежуточные электроды 10, проводники 12, выводы 6, 5 конденсаторов 1, проводники 11, промежуточные электроды 9, электролит жидкостного резистора 3, концевой электрод 7, проводник 17, корпус бака 13 заряжаются накопительные конденсаторы 1. При достижении рабочей разности потенциалов на конденсаторах 1 срабатывают коммутаторы 2, и конденсаторы 1 оказываются соединенными последовательно электрически, в результате чего на выходе генератора возникает импульс напряжения, амплитуда которого равна сумме зарядных напряжений конденсаторов 1.

Повышение надежности генератора достигается, во-первых, путем уменьшения напряженности электрического поля вблизи выводов 5, 6 конденсаторов 1, так как они экранированы со стороны корпуса бака 13 корпусами жидкостных резисторов 3, 4, имеющих диаметр в несколько раз больше диаметра выводов 5, 6, во-вторых, уменьшение напряженности электрического поля достигается тем, что промежуточные электроды 9, 10 расположены внутри корпусов резисторов 3, 4, а каждый проводник 11, 12 имеет линейный размер много меньше длины окружности корпуса резисторов 3, 4 и расположен в части корпуса, обращенной к выводам 5, 6, т.е. экранирован им от корпуса металлического бака 13.

Так как промежуточные электроды 9, 10 выполнены в виде тонких дисков или тонкой сетки, обеспечивается максимально возможная длина столбов электролита между сменными каскадами и равномерное распределение напряжения по всей длине жидкостных резисторов 3, 4. Выполнение промежуточных электродов 9, 10 в виде сетки обеспечивает последовательное сообщение между собой всех объемов, разделенных этими электродами, и выравнивание между циклами включений генератора плотности ионов по всему резистору, что также способствует равномерному распределению напряжения по конденсаторам 1 и обеспечивает одинаковые величины постоянных времени разряда конденсаторов в каскадах.

1. ГЕНЕРАТОР ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ ИМПУЛЬСОВ, выполненный по каскадной схеме Аркадьева-Маркса и содержащий размещенные в металлическом баке конденсаторы, коммутаторы и две группы последовательно соединенных жидкостных резисторов, причем электроды жидкостных резисторов каждой группы подключены к одноименным выводам конденсаторов, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, каждая группа жидкостных резисторов выполнена в общем трубчатом корпусе цилиндрической формы из диэлектрического материала, размещенном над соответствующими одноименными выводами конденсаторов, при этом крайние электроды крайних жидкостных резисторов каждой группы выполнены в виде концевых электродов, закрепленных на соответствующем конце общего корпуса, диаметр которого больше диаметра вывода конденсатора, а остальные электроды всех жидкостных резисторов выполнены в виде дисков и размещены внутри соответствующего общего корпуса против соответствующего вывода соответствующего конденсатора, при этом проводник, включенный между соответствующим диском и выводом конденсатора, расположен в одной плоскости с диском, перпендикулярной продольной оси общего корпуса, причем каждый из общих корпусов размещен так, что соответствующие одноименные выводы конденсаторов расположены в пределах перпендикулярной проекции соответствующего общего корпуса на поверхность конденсатора, на которой размещены его выводы, а внутренние полости между смежными электродами общих корпусов выполнены последовательно сообщающимися между собой. 2. Генератор по п.1, отличающийся тем, что диски выполнены из электропроводящего материала со сквозными продольными отверстиями, например в виде сетки.