Генератор импульсов высокого напряжения Советский патент 1981 года по МПК H03K3/53 

(54) ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСОВ ВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к высоковол ной импульсной технике, в частности к генераторам высоковольтных импульсов , и может быть использовано для испытаний изоляции,. Известен генератор импульсов высокого напряжения, собранный по схеме Аркадьева-Маркса, содержащий источник напряжения постоянного, тока с одним потенциальным полюсом, каскад формирования импульсов из ряда ступеней с накопительными конденсаторами, обкладки которых соединены через зарядные дроссели (резисторы)с одноименными обкладками конденсаторов со садних. ступеней, и разрядники, включенные между разноименными обкладками конденсаторов соседних ступеней СП Недостаток этого генератора большое число разрядников и зарядных дросселей, что приводит к низкой стабильности срабатывания. Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является генератор импульсов высокого напряжения, содержащий источник питания, подключенньЕЙ через два запщтных дросселя к ступеням накопительных конденсаторов,причем каждая из ступеней состоит из двух последовательно соединенных конденсаторов, зарядные дроссели, соединенные с одноименными обкладками накопительных конденсаторов между ступенями, и разрядники, включенные между конденсаторами соседних ступеней . Существенный недостаток известного генератора - нивкая стабильность срабатывания разрядников, связанная с относительно малым.перенапряжением на втором разряднике, включенном между первой и второй ступенями. После срабатывания первого разрядника теоретические перенапряжения на втором, третьем и последующих разрядниках составляют 1,5; 2,5; 3,5 раза и т.д., а практически они еще меньше Кроме того, в известном генераторе

необходимо применять источник постоянного тока с тремя полюсами , два из которых разнополярные потенциальные. Цель изобретения - повышение стаго бильности срабатывания генератора и упрощение его конструк1щи.

Поставленная цель достигается тем, что в генераторе импульсов высокого напряжения, содержащем источник питания, подключенный через два защитных дросселя к ступеням накопительных конденсаторов, причем каждая из ступеней состоит из двух последовател тельно соединенных .конденсаторов, зарядные дроссели, соединенные с одноименными обкладками накопительных кондйнсаторов между ступенями и разрядники, включенные между конденсаторами соседних ступеней, общая клемма конденсаторов первой ступени подключена к первому полюсу источника питания через первый защитный дроссель, имеюг 1ДИЙ отвод, соединенный через разрядник со вторым полюсом источника, к которому подключены противоположные клеммы ковденсаторов первой ступени, причем одна из этих клемм подключена через второй защитный дроссель.

Такое выполнение генератора позволяет повысить перенапряжение на втором и последующем разрядниках до 2,5 3,5 и т.д., чем достигается стабильность переключения ступеней из параллельного в последовательное, а следовательно, и стабильность срабатывания генератора. При равной кратности выходного напряжения, генератор содержит источник постоянного тока с одним потенциальным полюсом (вместо двух в известном что упрощает генератор ,

На чертеже .представлена принципиальная электрическая схема генератора.

Генератор импульсов высокого напряжения содержит источник 1 напряжения (с амгаштудой постоянного (выпрямленного)тока, подключенный через защитные дроссели 2 и 3 соответственно с индуктивностями L и Ln ступени накопительных ковденсаторов 4, по два В каждой ступени, разрядники 5 включенные между ступенями, зарядные дроссели 6 с индуктивностью L каждый, соединвнные с одйоиме ными обкладками накопительных конденсаторов между ступенями. Дроссель 2 имеет отвод в точке, разделяющей его на две части (с индуктивностями

частей LJ и L г Ц), причем индуктивность между отводом и .общей клеммой конденсаторов первой ступени соответствует условию 1 Ljj Между общей шиной и отводом включен вспомогательный разрядник 7. При включении источника 1 конденсаторы 4 заряжаются по цепям, при этом за счет 14.и L Ц зарядка всех конденсаторов осуществляется практически равномерно. Поскольку конденсаторы 4 в каждой ступени заряжаются токами противоположных направлений, то напряжения на них после зарядки направлены встречно как показано для примера на второй ступени сплошными стрелками . После окончания зарядки, принудительно или на самоходе срабатывает вспомогательный разрядник 7, и конденсаторы нижнего плеча схемы перезаряжаются.

Так например, конденсатор 4 третье ступени нижнего плеча перезаряжается по цепи, содержащей часть дросселя 2 (LJ) и четыре дросселя 6, конденсатор 4 первой ступени - только через дроссель 2 (ц). Равномерная перезарядка (инверсия)на всех конденсаторах нижнего плеча обеспечивается условием . Условие Lii 1двыбрано для предотвращения инверсии заряда на конденсаторах верхнего плеча за время инверсии конденсаторов нижнего плеча.

После полной инверсии заряда на ковденсаторах 4 нижнего плеча под действием разности потенциалов 311 срабатывает разрядник 5 между первой и .второй ступенями, и конденсаторы первой- и второй, ступеней соединяются последовательно. При этом напряжение на разряднике 5 между второй и третьей ступенями достигает значения vi5U,(a перенапряжех е -. Разряд- ник 5 между второй и третьей ступенями срабатывает и т.д.

В результате повышения перенапряжения на втором и последукнцём разрядниках в разрядной цепи генератора повышается стабильность работы генератора, С1шжаются требования к настройке разрядных промежутков в разрядниках. Кроме того, при равной кратности выходного напряжения с из вестным генератором используется лишь один высоковольтный выпрямитель, а не два, и на один разрядник в разрядной цепи меньше последнее при малом числе ступеней позволяет в совокупности с более высоким напряже- нисм на разрядниках обеспечить лучшие разрядные характеристики, например, длительность фронта генериру емого импупьса . Формула изобретения Генератор импульсов высокого кап пряжения, содержащий источник питания, подключенный через два защитит ных дросселя к ступеням накопитепьных конденсаторов, причем каждая из ступеней состоит из двух последоватв но соединенных конденсаторов, зарядные дроссели, соединенные с одноименными обкладками накопительных конденсаторов между ступенями и разрядники, включенные между конденсато рами соседних ступеней, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности срабатывания генерртора и упрощения его конструкщш, общая клемма конденсаторов первой ступени подключена к пер вому полюсу, источника питания через первый защитный дроссель, имеющий отвод, соединенный через разрядник, со вторым полюсом, к которому подключены противоположные клеммы конденсаторов первой ступени, причем одна из этих клемм подключена через второй защитный дроссель. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 617810, кл. Н 03 К 3/53, 30.07.78. 2.Итоги исследова: ля по энергетике и машиностроению. Труды межвузовской научной конференции. Изд. Томского университета Томск, 1968, , |рис. 4 (прототип).