Устройство для получения и удержания плазмы Советский патент 1980 года по МПК H01T5/00 H05H1/02 

Изобретение относится к импульсной технике сильных токов, в частности к устройствам для получения плазмы. Известны устройства для получени и удержания плазмы, содержащие посл довательно включенные конденсаторну батарею, индуктивную нагрузку, комм тирующий элемент. Цель изобретения заключается в том, чтобы осуществить устойчивое автоматическое замыкание нагрузки с регулируемой задержкой во времени по отношению к моменту включения.. Указанная цель достигается тем, что коммутирующий элемент выполнен в виде четырехэлектродного разрядника, содержащего трехэлектродный разрядник тригатронного типа, первый основной электрод которого подключен к конденсаторной батарее, второй основной электрод имеет отверстие и подключен к индуктивной нагрузке, а дополнительный электрод подключен к общей точке конденсатор ной батареи и индуктивной нагрузки. Кроме того, второй основной элек трод может быть выполнен разрезным с установленным внутри возможно ближ к инициирующему электроду изолятором из термостойкого диэ.пектрика, а дополнительный электрод плоской или сферической формы выполнен подвижным. .На фиг.1 показаны схема движения плазменной струи и схема включения четырехэлектродного разрядника в электрическую цепь, являющаяся предпочтительной в случае, когда шунтирование нагрузки требуется осуществить в максимуме тока (минимуме напряжения на батарее конденсаторов); на фиг.2 - электрическая схема включения разрядника, являющаяся предпочтительной в случае, когда шунтирование нагрузки требуется осуществлять в минимуме тока (максимуме напряжения). В разрядник входит электрод 1, в прорези которого находится поджигающий электрод 2, промежуточный электрод 3 с отверстием, в которое выдавливается плазменная струя, и замыкаемый электрод 4, расположенный от промежуточного электрода 3 на некотором расстоянии. Электроды 1 и 3 образуют основной искровой промежуток, а электроды 3 и 4 - дополнительный.

Электрод 3 выполнен разрезным с вмонтированным внутрь возможно ближе к основнсму промежутку изолятором 5 HS термостойкого диэлектрика типа фарфора или алунда. Электрлчес-ки изолированные части электрода 3 замкнуты на индуктивное сопротивление S , индуктивность которого сделана много большей индуктивности рабочего контура. Конденсаторная батарея 6 через зарядный резистор 7 присоединяется к источнику высокого напряжения (клемма 8), К высоковольтному выводу батареи конденсаторов присоединен электрод 1, замыкаемый электрод 4 и второй вывод конденсаторной батареи заземлены, а нагрузка 9 включена между промежуточными электродом 3 и землей.

Блок 10 пуска.вырабатывает высоковольтный импульс, который, попадая на запускающий электрод 2, инициирует пробой основного промежутка. Напряжейие на индуТстивном сопротивлении г практически мгновенно возрастает до .рабочего напряжения батареи конденсаторов, так как в первый момент после пробоя напряжение делится по индуктивностям, а индуктивность iy. выбрана много большей индуктивности рабочего контура.В результате одновременно с пробоем-основног о промежутка происходит пробой в отверстии электрода 3 вдоль поверхности изолятора 5. Наличие здесь интенсивной ионизации предопределяется концентрацией большей части разрядного типа в отверстии промежуточного электроДа. Начинается разряд батареи б на нагрузку 9.Магнит ное поле тока, протекающего в плазменном столбе 11, вьщавливает боковую оболочку сначала в отверстие промежуточного электрода, а затем во внешнюю -область. Происходит фopIvдаpoвaниe плазменной струи, элементами которой является центральный токрвый шнур 12 и плазменный коаксиал 13.-Как только плазменная струя 14 при дальнейшем своем движении под действием сил магнитного давления достигает замыкаемого электрода 4, происходит шунтирование нагрузки.Момент шунтирования определяется величиной расстояния -, которое должно пройти плазмейная струя от промежуточного электрод.а 3 до замыкаемого электрода 4.Выо.ор этого расстояния определяется величиной и скоростью нарастания рабочего тока в цепи, давлением и родом газа,заполняющего камеру разрядника.

В электрической схеме включения разрядника показанной на фиг.1, нагрузка замыкается на землю через токовый канал, длина которого равна сумме длин двух промежутков - основного и дополнительного. Такая схема включения разрядника является предпотительной в случае, когда шунтирование нагрузки осуществляется в максимуме тока (минимуме напряженияна батарее конденсатора).

На фиг.2 приводится электрическая схема включения разрядника, в которо нагрузка замыкается на землю через токовый канал, длина которого равна длине одного дополнительного промежутка. Такую схему целесообразно использовать в случае шунтирования нагрузки в минимуме тока.

Формул. I изобретения

Устройство для получения и удержания плазмы, содержащее последовательно включенные конденсаторную, батарею, индуктивнуюнагрузку, коммутирующий элемент, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью осуществления устойчивого автоматического замыкания нагрузки с регулируемой задержкой во времени по отношению к моменту включения, указанный коммутирующий элемент выполнен в виде четырехэлектродного разрядника, содержащего трехэлектродный разрядник тригатронного типа, первый основной электрод которого подключен к конденсаторной батарее, второй основной электрод имеет отверстие и подключен к индуктивной нагрузке, а трети дополнительный поджигающий электрод подключен к общей точке конденсаторной батареи и индуктивной нагрузки.

2.Устройство по п.1, о т л и чающееся тем, что, с целью увеличения хтлотности тока в отверсти второй основной электрод выполнен разрезным с установленным внутрь изолятором из термостойкого диэлектрка.

3.Устройство ПО П.1, ОТЛИч а ю щ е е°с я тем, что, с целью регулирования задержки между включением нагрузки на напряжение и ее за шканием, дополнительный электродвыполнен подвижным.