Генератор импульсов тока

СОЮЗ СОНЕ СНИХСНИ 091 Ш йилиппц. РЕСПУБЛ 3 53 ТЕ ВИДЕТ ТОКА, тельаждый изчерез ащий дваенных Бюл, Ф 30в, Г,И, БеляевСпичкин ий ордена Ленина институт им.М.И.К 8) но,питель-щй 2, Конотования высокоустройств. Ч ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ССС ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬПИ ОПИСАНИЕ ИЗ Н АВТОРСИОМУ(54)(57) ГЕВЕРАТОР ИМПУЛЬСОВсодержащий н емкостных накопиных элементов, где Я Ъ 1, ккоторых подключен к нагрузкеотдельный разрядник, содержкольцевых Злектрода, расположсоосно со стержневый управляющимэлектродом, о т л и ч а ю щ и й -с я тем, что, с целью увеличениякрутизны импульса тоМа в нагрузкев нем один из разрядников выполнес 0+1 кольцевыми электродами, расположенными соосно со стержневымуправляющим электродом, причем емкстные накопительные элементы соединены между собой последовательа каждая точка соединения нако. ных элементов подключена к одномуиз кольцевых электродов.Изобретение относится к технической физике и предназначено для получения мощных импульсных токов с боль" шой скоростью нарастания тока в нагрузкеИзвестен генератор импульсных токов больших энергий 10 фДж, разработанный для получения и исследования высокотемпературной плазмы и для технологических операций, содержащий большое число коммутирующих разряд ников, соединенных с нагрузкой посредством малоиндуктивных кабелей 1.1 .Возможность получения той или иной амплитуды тока зависит от энергии батареи. Поэтому предельную амплитуду тока можно ограничить только объемом батареи (если ток генератора определяется только индуктивностью,а не активным сопротивлением, Максимальное значение скорости нарастания тока в заданной нагрузке ограничивается предельной величиной рабочего напряжения и эквивалентной индуктивности, которая состоит из индуктивности нагрузки и собственной(паразитной) кндуктивности генератора равной сумме эквивалентныхиндуктивностей всех элементов, заисключением индуктивности нагрузки.В Иэвестном генераторе максимальновозможная скорость нарастания токане может превышать 5,610" А/с, таккак трудно, осуществить одновременное срабатывание большого числа раз-.рядников при их параллельной работе,20 Наиболее близким к изобретению яв ляется генератор импульсов тока, содержащий И емкостных накопительныхэлементов, где И ) 1 и целое 1 исло,каждый из которых. присоединен к нагрузке через отдельный разрядник,содержащий два кольцевых электрода,расположенных, соосно со стержневымэлектродом, Напряжение основногоисточника питания приложено к кольцевым электродам, на стержневой электрод с помощью омического делителянапряжения подается средний потенциал23. При подаче на управляющий электродвысоковольтного поджигающего импуль"са пробивается промежуток между одним из главных, электродов и управляющим электродом, вследствие чего полное напряжение оказывается приложенным ко второму промежутку, который также 55 пробивается, при этом разрядный кон. тур замыкается. При параллельном включении И = 10 разрядников каскадного типа удается получить импульсные токи до 110 А со скоростью бОнарастания тока в нагрузке до3 10"А/с, а для получения импульсов тока с более высокой скоростью нарастания в этом генераторе необходимо синхронно включать И разрядников с разбросом включения д (10 "-10 ) с,что невыполнимо.Цель изобретения - увеличениекрутизны импульса тока в нагрузке,Поставленная цель достигаетсятем, что в генераторе импульсовтока, содержащем .И емкостных накопительных элементов, где И1,каждый из которых подключен к нагрузкечерез. отдельный разрядник, содержащий два кольцевых электрода,расположенных соосно со стержневым управляющим электродом, в нем один из разрядников выполнен с И+1 кольцевымиэлектродами, расположенными соосносо стержневым управляющим электродом, причем емкостные накопительныеэлементы соединены между собой последовательно, а каждая точка соединения накопительных элементовподключена к одному из кольцевыхэлектродов,На чертеже представлена принципиальная схема генератора импульсов .тока, содержащего четыре накопительных элемента, включаемых на нагрузку одним искровым разрядником,Генератор импульсов тока содержит нагрузку 1, разрядник с пятьюкольцевыми .электродами 2 и расположенным соосно с ними стержневымуправляющим электродом 3, источник4 постоянного напряжения, соединенных через точку 5,И накопительныхэлементов б, источник 7 поджигающих импульсов,Накопительными элементами б могут служить конденсаторы емкостьюС, Накопительные элементы б соединены последовательно, а каждая точка 5 соединения двух соседних накопительных элементов подключена кодному из кольцевых электродов 2накоротко или через нагрузку 1, Накопительные элементы б заряжаютсяот источника 4 постоянного напряження до напряжения 0, Разностьпотенциалов между каждыми двумя соседними кольцевыми электродами 2 равна зарядномУ напряжению 0, Настержневом управляющем электроде3 потенциал задается от источника4 постоянного напряжения с помощьюомического делителя напряжения подбором сопротивлений 14 и 15Потенциал стержневого электрода 3 задается. равным КБО, где Ос К с 1, и выбирается, исходя из соотношения длинискровых промежутков 8, 9 и 10, Дляразрядника с искровыми промежутками8, 9 и 10 равной длины К = 0,5,Запуск генератора осуществляется с помощью источника 7 поджигающих импульсов, соединенного со.стержневым электродом 3 через раэделительную емкость 13 и со среднимкольцевым электродом 2 путем подачи на1035784 Составитель В. КазаковРедактор М, Келемеш Техред И.Гайду Корректор А. Ильин Заказ 5854/59 Тираж 936 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и откры тий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5Филиал ППП "Патент", г. ужгород, ул. Проектная, 4 него поджигающего импульса напряже- нияДля обеспечения более раннего и уверенного пробоя поджигающего промежутка 8 полярность поджигающего импульса напряжения выбирается про-. 5 тивоположной полярности напряжению, заданного делителями 14 и 15 на стержневой электрод 3. При пробое промежутка 8 на двух соседних промежутках 9 возникает .перенапряжение, 30 которое определяется отношением величин емкости накопительного элемента б, равной С, к конструктивной емкости 11., образованной любым кольцевым электродом 2.и стержневым 15 электродом 3 и равной С. При С М (; величина перенапряжения на непробитых промежутках У = ПС /С+С. Конструктивно длина:искровйх. промежутков 8, 9 и 10 выбираетсятакой, что статическое пробивное напряжение. П, = (0,5-0,7)цо. Таким образом, коэффициент перенапряжения иа проме- . жутках 9 и 10 составляет К= пЯ.цо/Пэ= 1,4-2, Наличие перенапряжейия й интенсивной ультрафиолетовой подсветки от искрового канала . в промежутке 8 обеспечивает пробой промежутков 9 и 10 с малым временем запаздывания (1 нс) и.минимальным разбросом в срабатывании этих проме жутков (1-2 нс)т,е. все промежутки 8, 9 и 10 пробиваются практически одновременно и накопительные элементы б параллельно разряжаются на общую нагрузку 1, подсоединенную посредством кабелей 12 одинаковой длины, .Ток разряда накопительных элементов показан стрелками, Включение большого числа накопительных элементов на общую нагрузку с малым разбросом в срабатывании позволяет получить в нагрузке 1 импульс тока с высокой скоростью нарастания до 10"з А/с. При этом индуктивность разрядника и в целом разрядного контура при параллельном синхронном включении на общую нагрузку удается уменьшить до (5-10) 10"9 Гн и тем самым получить длительность фрон,а импульса на нагрузке порядка 10 с и менее.Использование в генераторе импульсов тока одного коммутирующего устройства, где все разрядные промежутки размещены в единбй разрядной ка-. мере непосредственно друг за другом, создает удобные условия для быстрой смены газа в разрядной камере, т,е, позволяет работать,генератору в частотном режиме, с частотой следования импульсов Г = 10 Гц и более.3