Источник высоковольтных импульсов Советский патент 1980 года по МПК H03K3/53 

Изобретение относится к высоковоль тной импульсной технике и может быть использовано в физических испытательных установках, а также в высоковольт ных электрофизических установках по разрушению каменных материалов. Известны источники высоковольтных импульсов, в которых имеет место одновременная работа генератора импульсных токов и генератора импульсных напряжений на одну общую нагрузку. Эти источники содержат генератор импульсных напряжений, генератор импульсных токов и дополнительно емкост ный или активный делитель высокого напряжения с системой шаровых коммутаторов l , 2 . Недостатком таких источников является то, что они требуют очень сложной настройки шаровых коммутаторов, кроме того, большое количество шаровых ко -1мутаторов увеличивает индуктив .ность разрядного контура генератора импульсных токов и обладает достаточно низкой точностью к надежностью син хрониэации. Наиболее близким техническим решением к изобретению является генератор импульсов тока, работающий на одну общую переменную нагрузку, и содержащ,ий зарядное устройство, основной и вспомогательный формирователи, каждый из которых вьлполнен в виде накопительного конденсатора с искровьлми коммутаторами з . Недостатком известного генератора импульсов тока является малая точность и надежность синхронизации при больших частотах срабатывания oc oвного формиройателя в силу равенства рабочего напряжения основного и вспомогательного формирователя. Кроме того, этот генератор работает только на переменную нагрузку, что приводит к ограниченности его применения, в том числе для разрушения каменных материалов большой исходной крупности. Цель изобретения - повышение точности и увеличение надежности синхронизации моментов разряда генератора импульсных напряжений и генератораимпульсных токов. Поставленная цель достигается тем, что в источнике высоковольтных импульсов, содержащем ге шраторы импульсных напряжений, собранные на конденсаторных батареях по схеме умножения Аркадьева-Маркса и подк.пюченные к одному зарядному устройству, генератор импульсных токов с двухэлектродным исKpOBfcSM коммутатором и нагрузку также с двухэлектродным искровым коммутатором, последняя конденсаторная сту пень одного генератора импульсных напряжений подключена к выходному электроду искрового коммутатора нагрузки а последняя конденсаторная ступень рругого генератора импульсных напряжений - к выходному электроду искрового коммутатора генератора импульсных токов, причем расстояние между вы ходным электродом искрового коммутато ра генератора импульсных токов и выходным электродом искрового коммутатора нагрузки имеет величину, при которой его пробивное напряжение не, больше рабочего напряжения генератоpa импульсных токов. На чертеже приведена принципиальная электрическая схема источника высоковольтных импульсов. Источник высоковольтных импульсов .содержит генераторы 1 и 2 импульсных напряжений, собранные на конденсаторных батареях, по схеме умножения Аркадьева-Маркса, генератор 3 импульсных токов с двухэлектродным искровым коммутатором 4, нагрузку 5 с двухэлектродным искровым коммутатором б, зарядное устройство 7, выход которого через искровый коммутатор 8 подклю чен к общей шине 9, конденсаторные батареи 10 генератора 1 импульсных напряжений, последняя из которых подключена к выходному электроду 11, ко денсаторные батареи Д2 генератора 2 импульсных напряжений, последняя из которых подключена к выходному элект роду 13, и зарядное устройство 14. Источник высоковольтных импульсов работает следующим образом. Зарядное устройство 7 заряжает ко денсаторные батареи генераторов 1 и импульсных напряжений, а зарядное ус ройство 14 - генератор 3 импульсных токов. При достижении номинального н пряжения срабатывает первый общий ис кровый коммутатор 8, при этом одновременно начинают работать генератор 1 и 2 импульсных напряжений, подавая соответственно на выходные электроды 11, 13 искровых коммутаторов 6, 4 од наковые импульсы одной полярности. Генератор 1 импульсгшх напряжений по ле пробоя искрового коммутатора б ра ряжается на нагрузку 5, а генератор импульсных напряжений после пробоя искрового коммутатора 4 разряжается генератор 3 импульсных токов. После разряда генератора 1 импуль ных напряжений потенциал земли вынос ся на выходной электрод 11 коммутато 6, а после разряда генератора 2 импульсных напряжений на выходной электрод 13 искрового коммутатора 4 выносится потенциал генератора 3 импульсных токов. Так как суммарное значение постоянной времени разряда генератора 2 импульсных напряжений совместно с генератором 3 импульсных токов на 2-3 порядка больше постоянной времени генератора 1 импульсных напряжений, к электродам 11 и 13 фактически приложено рабочее напряжение генератора 3 импульсных токов. При этом искровой промежуток между электродами 11 и 13 пробивается, и в нагрузке 5 выделяется энергия от генератора 3 импульсных токов по ранее сформированному каналу разряда от генератора 1 импульсных напряжений . Формула изобретения Источник высоковольтных им1ульсов содержащий генераторы импульсных напряжений, собранные на конденсаторных батареях по схеме умножения ЛркадьеваМаркса и подключенные к одному заряд.ному устройству, генератор импульсных токов с двухэлектродным искровым коммутатором и нагрузку также с двухэлектродным искровым коммутатором, отличающийся тем, что, с целью увеличения точности и надежности синхронизации моменТов разряда генератора импульсных напряжений и генератора импульсных токов, последняя конденсаторная ступень одного генератора импульсных напряжений подключена к выходному электроду искрового коммутатора нагрузки, а последняя конденсаторная ступень другого генератора импульсных напряжений подключена к выходному электроду искрового коммутатора генератора импульсных токов, причем расстояние между выходным электродом искрового коммутатора генератора импульсных токов и выходным электродом искрового коммутатора нагрузки имеет величину, при которой его пробивное напряжение не больше рабочего напряжения генератора импульсных токов . Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 63007, кл. Н 03 К 3/00, 27.03.41. 2.Электрофизическая аппаратура и электрическая изоляция. В сб. докладов Межвузовской научно-технической конференции по вопросам создания и методам испытания высоковольтной электрофизиче-кой аппаратуры. М. , Энергия, 1979, с. 71. 3. Авторское свидетельство СССР № 264537, кл. Н 03 К 3/02, 03.01.69.