УСТРОЙСТВО для ЗАПУСКА ПАРАЛЛЕЛЬНО ВКЛЮЧЕННЫХ ИСКРОВЫХ РАЗРЯДНИКОВ Советский патент 1973 года по МПК H01T15/00 

1

Изобретение относится к технике больших импульсных токов, являющейся частью высоковольтной импульсной техники, а именно к устройствам для запуска включенных параллельно искровых разрядников, и может быть использовано в различных схемах генераторов больших импульсных токов.

Известны различные схемы генераторов импульсных токов, представляющие собой наконнтельный элемент - конденсатор пли формирующую линию,- энергия в котором запасается в относительно продолжительный интервал времени и выделяется в нагрузке в короткий промежуток времени. Коммутирующее устройство - управляемый разрядник - обеспечивает заряд накопительного элемента, а В нужный момент времени - формирование импульса в нагрузке.

Ограниченная пропускная способность одиночных коммутирующих разрядников и очень часто сложность технического выполнения малоиндуктивных соединительных щип приводят к необходимости создавать такие схемы генераторов тока, в которых коммутация осуществляется несколькими параллельно включенными и синхронно работающими управляемыми разрядниками. Однако одновременное параллельное включение нескольких ком мутируюших разрядников представляет определенные трудности вследствие статистического характера процесса пробоя коммутирующих разрядников. Для того чтобы в генераторе с большим числом параллельно включенных разрядников последние могли успешно работать, необходимо принять специальные меры, в результате которых в течение некоторого времени после пробоя отдельных разрядников поддерживалась бы необходимая величина напрял ения на электродах всех остальных несработавших разрядников. Если разброс времени запаздывания пробоя разрядников при данном напряжении равен Дт, то время, в течение которого необходимо поддерл ивать напряжение на разряднике, должно быть не

меньше, чем Дт.

Известны устройства, обеснечивающие синхронную работу параллельно включенных разрядников в генераторах импульсных токов. Задержку напряжения на разрядниках осуществляют с помощью специальных малоиндуктивных кабелей задержки, включенных между нагрузкой п отдельными секциями накопительных конденсаторов с разрядником на каждую секцию. При пробое одного из разрядников напрял ен11е на других разрядниках заметно измениться только после распространения электромагнитной во.чны от сработавшего разрядника по кабелю до нагрузки и от последней по кабелям до остальных разрядников.

Однако в известном устройстве необходимо применять специальные малопндуктнвные кабели и, кроме того, увеличение числа нараллельно включенных кабелей не приводит к неограниченному уменьшению эквивалентной индуктивности разрядного контура и к увеличению пропускной способности устройства, так как с увеличением числа кабелей и, следовательно, числа их разделок увеличивается индуктивность разделок кабелей.

Целью изобретения является предотвращение взаимного шунтирования разрядников при их срабатывании. Эта цель достигается тем, что ири пробое отдельных разрядников напряжение па электродах несработавших разрядников поддерживается за счет падения напряжения на индуктивных сопротивлениях шин соединяющих одноименные электроды разрядников. Величины этих сопротивлений увеличены без изменения конструкции шин за счет ферромагнитных сердечников, охватывающих шины в промежутках между разрядниками.

Изобретение поясняется описанием примера выполнения устройства для запуска включенных параллельно управляемых искровых разрядников, например трех разрядников тригатронного типа, в простейшей схеме генератора импульсных токов.

На фиг. 1 изображена схема генератора; на фиг. 2 - схема замещен-ия разрядного коптура генератора.

В схеме генератора накопительные элементы - конденсаторы С - заряжаются через ограничивающее сопротивление R от источника постоянного напряжения U. В точках 1, 2 п 3 шин генератора подсоединены тригатроны, соответственно Гь Га и Гз. Участки анодной Л и катодной К щин в промежутках между тригатронами Ti-TZ и охвачены сердечниками Ф из ферромагнитного материала, Z - сопротивление нагрузки. Пусковые импульсы подаются на поджигающие электроды Я тригатронов. В схеме замещения участки шив с сердечниками Ф заменены индуктнвностями L, а тригатропы TI, TZ и Тз - ключами Ki, Kz и /Сз- Кроме того, в схеме замещения указаны индуктивности Ln - паразитные индуктивности каждого разрядного контура, образованного нагрузкой Z, накопительной емкостью С и каждым из коммутирующих элементов К,

К2 И 3.

Устройство функционирует следующим образом. ПрИ синхронной подаче пусковых импульсов на поджигающие электроды Я в силу разброса в величине времени запаздывания прОбоя разрядников пробой одного из них, например тригатрона TZ, произойдет раньше других.

Не производя расчета переходного процесса разряда накопительных конденсаторов С, заряженных до напряжения U, в схеме, изображенной на фиг. 2, в момент замыкания ключа Kz, отметим, что величина индуктивности L, необходимая для поддержания в точках 1

и 3 схемы в течение времени Ат напряжения, достаточного для срабатывания разрядников TI и Гз (см. фиг. 1) или соответственно замыкания ключей Ki и Кз (см. фиг. 2), тем меньше, чем MeHbUje величины Дт, Z, Ln и к, где tii-время коммутации разрядников.

В наиболее часто используемых в генераторах импульсных токов управляемых разрядниках - тригатронах, искровых реле, а также

трехэлектродных п многоэлектродных искровых коммутаторах - значения „ и Ат составляют 10-8-10- сек. При таких значениях к и Ат, а также ири минимальных значениях Ln, к которым обычно стремятся в конструкциях

генераторов импульсных токов, и ом и менее достаточно незначительного увеличения L по сравпению с собственной индуктивностью шин, соединяющих однонменные электроды разрядников, чтобы на время Ат поддержпвать напряжение на электродах непробившихся разрядников на уровне, необходимом для их пробоя. Такое увеличение индуктивности L достигается охватыванием шин сердечниками из ферромагнитного материала без изменения

конструкции шин. Величину индуктивности очень просто выбирают экспериментально (хотя возможен и аналитический расчет), сечение ферромагнитных сердечников Ф увеличивают до тех пор, пока не достигнут устойчивой работы всех разрядников коммутирующей системы при синхронпой подаче поджигающих импульсов.

Отметим, что сердечники Ф практически не оказывают влияния на процесс относительно

медлепного заряда накопительных элементов и что наряду со схемой, приведенной на фиг. 1, в которой полярность формируемых на

нагрузке импульсов противоположна поляриости зарядного напряжения U, все сказанное

о запуске включенных параллельно искровых разрядников справедливо и для схемы с одинаковой полярностью зарядного напряжения и формируемых импульсов. В этом случае в схеме, изображенной на фиг. 1, конденсаторы

С и управляемые разрядники (тригатроны Гь TZ и Гз) меняют местами. Возможны и другие варианты выполнения схем генератора.

Следовательно, в предлагаемом устройстве простыми техническими средствами обеспечивается запуск включенных параллельно искровых разрядников. Устройство, обладая большой пропускной способностью, имеет автоматическую защиту: при аварийном пробое одного из накопительных конденсаторов С ток через него от остальных конденсаторов ограничен индуктивностями L.

Предмет изобретения

Устройство для запуска параллельно вклю ченных искровых разрядников, содер-жащес анодную и катодную шины, к которым подсое65 динены электроды разрядников и накопительИые элементы, отличающееся тем, что, с целью предотвраидения взаимного шунтироваитш разрядников при их срабатывании, шипы

в промежутках между разрядниками охвачены сердечниками из ферромагнитного материала.

А R и

С 3

СЭ(puz-i

Фиг 2