Генератор импульсных напряжений Советский патент 1982 года по МПК H03K3/53 

Изобретение относится к электротех нике, а именно к генераторам импульсных напряжений и токов, и может быть ..использовано для испытаний высоковоль тного оборудования (трансформаторов, выключателей и т. д.) и питания высоковольтной аппаратуры (ускорителей и Известен генератор импульсных напряжений, собранный по схеме Аркадьева-Маркса, содержащий конденсаторы, резисторы и шаровые разрядники t1 . Недостатком известного генератора при использовании шаровых разрядников Для получения импульсов напряжения большой длительности является невозможность обеспечения полного разряда генератора на нагрузку. Наиболее близким к изобретению тех ническим решением является генератор импульсных напряжений, сббранный по схеме Аркадьева-Маркса, содержащий конденсаторы, резисторы и шаровые раз рядники 2 . Недостатком этого генератора является то, что при большой длительности импульса генерируемого напряжения происходит погасание искровых промежутков шаровых разрядников при значительных остаточных напряжениях на конденсаторах, что, в свою очередь, приводит к низкому КПД. Цель изобретения - обеспечение полного разряда генератора на нагрузку при получении импульсов напряжения большой длительности. Поставленная цель достигается тем, что в генераторе импульсных напряжений, собранном по схеме Аркадьева-Маркса содержащем конденсаторы, резисторы, шаровые разрядники, параллельно каждому разряднику подключены последовательно соединенные дополнительный конденсатор и расположенный в пластине из электроизоляционного материала плоский индуктор с металлическим штоком, снабженным диском из немагнитного металла и устройством возврата штока в исходное положение с задержкой во времени после срабатывания генератора. На чертеже изображена схема генера тора импульсных напряжений. Между двумя ветвями зарядно-разряд ных резисторов 1 подключены конденсаторы 2 и шаровые разрядники 3 с отвер стируии вдоль их оси. Параллельно каждому разряднику 3 подключены последовательно соединенные дополнительный конденсатор k и плоский индуктор 5, расположенный в пластине 6 из электро изоляционного материала. Показан также поперечный разрез плоского индуктора 5 и пластины 6. Вдоль оси индуктора 5 и шаров разрядника 3 расположен металлический шток 7, снабженный диском 8 из немагнитного металла и элементов 9 возврата штока в исходное положение, например пневматическим (контактный узел пневматического реле времени). Стопор ная втулка 10, соединенная с диском 8 предназначена для предотвращения пере мещения диска 8 вдоль штока 7. тина 6 с индуктором 5 элемент 9 возврата штока в исходное положение и один из шаров разрядника 3, внутри коштока 7, укторого расположена часть реплены на кронштейне 11 и конструктивно представляют собой единый узел. Нижний шаровой .разрядник 3 выполнен управляемым. Конструкцию индуктора 5 и пластин 1 6 (фиг. 1) можно получить, например, поместив индуктор 5 в форму необходимой конфигурации и залив ее эпоксидной смолой. Генератор импульсных напряжений работает следующим образом. Конденсаторы 2 и дополнительные конденсаторы Ц через резисторы 1 заряжаются до напряжения источника питания. После запуска нижнего управляемого разрядника 3 происходит срабатывание остальных разрядников 3 и на выходе генератора возникает импульс напряжения. При этом дополнительные конденсаторы k разряжаются через разрядники 3 и индукторы 5. Ток разряда дополнительного конденсатора t создает в индукторе 5 электромагнитное поле, которое, вследствие его пространственной протяженности, проникает в расположенный рядом с индуктором 5 диск 8 из немагнитного металла, что вызывает в нем вихревые токи. Взаимодействие этих токов с токами индуктора 5 приводит к появлению сил, вызыающих отталкивание диска 8 от индукора 5. При этом диск 8, расположенный на металлическом штоке 7, вызовет перемещение последнего в направлении искрового промежутка разрядника 3Шток 7 в течение малого промежутка времени входит в отверстие правого шара разрядника 3 и закорачивает искровой промежуток. Возникновение сил, вызывающих движение диска 8 в направлении искровых промежутков, объясняется следующим образом. Диск 8 из немагнитного металла можно представить в виде большого количества элементарных короткозамкнутых витков. Электромагнитное попе индуктора, частично проникая в диск 8, наводит в элементарных короткозамкнутых витках вихре.вые токи. Взаимодействие этих токов с токами в витках индуктора вызывает силы, стремящиеся оттолкнуть друг от друга витки с токами. Применение магнитных материалов для диска 8 уменьшило бы быстродействие системы индуктор-диск и привело бы к появлению силы, стремящейся сблизить индуктор 5 и диск 8, что нецелесообразно. После разряда дополнительных конденсаторов 4 происходит медленный возврат штоков 7 и исходное положение под действием элементов возврата 9 Время возврата регулируется, в зависимости от требуемой длительности импульса напряжения, с помощью элементов возврата 9 таким образом, что выход штоков 7 из отверстий правых шаров разрядников 3 происходит после полного разряда генератора. Закорачивание искровых промежутков разрядников 3 во время разряда позволяет обеспечить полный разряд генератора на нагрузку, улучшить стабильность его работы, повысить КПД и повторяемость результатов. Формула изобретения Генератор импульсных напряжений, собранный по схеме Аркадьева-Маркса, содержащий конденсаторы, резисторы и шаровые разрядники, отличающийся тем, что, с целью обеспечения полного разряда генератора на нагрузку, параллельно каждому разряднику подключены последовательно соединенные дополнительный конденсатор и расположенный в пластине из электроизоляционного материала плоский индуктор с металлическим штоком, снабженным диском из немагнитного металла и устройством возврата штока в исходное положение с задержкой во времени после срабатывания генератора. пр № № Источники информации, инятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 117383 кл. Н 03 К 3/53, 03-03.58. 2. Авторское свидетельство СССР 81990, кл. Н 03 К 3/53, 17.07.72. Ннагрузне