Генератор импульсов тока

(50 4 Н 03 К 3/53 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ ПИСАН Е ИЗОБРЕТЕНИЯВИДЕТЕЛЬСТВУ ВТОРСМ кл. У 30 кладной Б.З.Мовш ьство ССС 53, 1979. билизация знерг тура ускорителя эксперимента. 1(57) Иэоэованопульсовчто позв ЕРАТОР ИМПУЛЬСОВ ТОКА бретение может быть исполь для формирования мощных имтока в индуктивной нагрузк оляет получать мощные маголя, необходимые в различстях техники и эксперименнитные пс обл(71) Институт приАН СССР(56) Авторское свидИф 684724, кл. Н 03фурман Э.Г. Стаколебательного конПриборы и техникаУ 5, с. 35, рис. 1. тальной физике, в технике линейных и циклических ускорителей. Генератор выполнен по мостовой схеме, содержащей вентили 1-4, Кроме того, генератор содержит тиристор 5, источник 6 питания, индуктивную нагрузку 7, емкостной накопитель 8 и диоды,9, 10 и 11. Первый и второй вентили выпол-. нены на тиристорах. Емкостной накопитель 8 выполнен на конденсаторах 12 и 13. Работа накопительных конденсаторов происходит в однополярном режиме, что увеличивает их срок службы в 2,5-3,7 раза по сравнению со сроком службы конденсаторов в прототипе. Это повьппает также надежность с генератора в целом. Исключение прие нудительной коммутации вентильного моста упрощает конструкцию генератора и также повьппает его надежность. 2 ил,1133073Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для формирования мощных импульсовтока в индуктивной нагрузке, что позволяет получать мощные магнитные поля, необходимые в различных областяхтехники и экспериментальной физики,например, в мощной высокочастотнойэлектронике, в технике линейных и 10циклических ускорителей.Цель изобретения - повышение надежности работы устройства эа счетувеличения срока службы накопительных конденсаторов, 15На фиг.1 представлена электрическая принципиальная схема устройства;на фиг,2 - временные диаграммы работы,Генератор импульсов тока содержит мост на первом 1, втором 2, третьем 3 и четвертом 4 вентилях, пятыйвентиль 5, первый, второй и пятыйвентили выполнены на тиристорах, источник 6 питания, индуктивную нагрузку 7, емкостной накопитель 8, между анодом первого 1 и катодом второго 2 вентилей включен емкостной накопитель 8, анод второго вентиля 2соединен с первым выводом индуктивной нагрузки, первый 9, второй 10 итретий 11 диоды, а емкостной накопитель 8 выполнен на первом 12 и втором 13 последовательно соединенныхконденсаторах одинаковой емкости,параллельно каждому иэ которых подключен соответствующий диод 9 и 10,аноды которых объединены, третий 3и четвертый 4 вентили выполнены натиристорах, катод третьего вентиля 403 соединен с анодом первого вентиля 1,анод четвертого вентиля 4 соединен скатодом второго вентиля 2, анодтретьего вентиля 3 соединен с анодомвторого 2 и катодом пятого 5 вентилей, второй вывод индуктивной нагрузки подключен через катод-анодтретьего диода 11 к катодам первого 1и четвертого 4 вентилей и к общей шине источника 6 питания, положительная шина которого соединена с анодомпятого вентиля 5. В установившемся режиме генераторимпульсов тока работает следующИмобразом.Пусть в момент времени йр (см,фиг.2 а) конденсатор 12 заряжен донапряжения 11, а напряжение на кон 1 2денсаторе 13 равно нулю. При подаче импульсов управления на тиристоры 1 и 2 происходит разряд емкостного накопителя на индуктивную нагрузку 7 через диод 11. В индуктивной нагрузке 7 (см. фиг.2 б) формируется синусоидальный импульс тока с амплитудойи длительностью1 2где 1. - индуктивность нагрузки;С - емкость каждого накопительного конденсатора;К - активное сопротивление разрядного 1.С-контура.1К моменту времениокончания импульса тока в индуктивной нагрузке конденсатор 12 разряжается доУм фуад напряжения У, -(1 - е, ) а2У конденсатор 13 заряжается до напряБа -у ужения Бж(1 + е / ), где2 ЬС-- добротность разрядного конКтура, и тиристоры 1 и 2 выключаются. В этот же момент времени С 1 подаются управляющие импульсы на тиристоры (вентили) 5, 1 и 2 и происходит подзаряд емкостного накопителя от источника 6 питания (диод 11 предотвращает протекание зарядного тока через индуктивную нагрузку 7). К моменту времениконденсатор 12 разряжается до нуля, а конденсатор 13 заряжается до У, В момент времениоткрываются тиристоры (вентили) 3 и 4 и диод 11 и в индуктивной нагрузке 7 формируется следующий импульс разрядного тока. К моменту времени з окончания импульса тока в индуктивной нагрузке 7 конденсатор 13 разряжается до 01, а конденсатор 12 заряжается до Б. В этот же момент времени С подаются управляющие импуль 3сы на тиристоры (вентили) 5, 3 и 4 и на интервале времени С Ч происходит подзаряд емкостного накопителя от источника 6 питания. При этом конденсатор 13 разряжается до нуля,рректор А.Обручар каз 3591/55 Тираж 901 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 113035, Москва, Ж, Раушодпис но омитета СССоткрытийая наб., д. роизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проект 4 3 13307 а конденсатор 2 заряжается до Ц . С момента времени Сц работа генератора импульсов тока происходит аналогичным образом. Диоды 9 и 10 предотвращают появление напряжения обратной полярности на конденсаторах 12 и 13 в процессе выхода генератора импульса тока на установившийся режим после его включения при нулевых напряжениях на 10 конденсаторах 12 и 13.В указанном конкретном варианте исполнения генератор импульсов тока имел следующие выходные параметры: 1 щ = 1 кА, , = 1,3 мс, Г = 30 Гц. 15Поскольку предлагаемое устройство обеспечивает работу накопительных конденсаторов 12 и 13 в однополярном режиме, срок службы их увеличивается в 2,5-3,7 раза по сравнению со сро ком службы накопительных конденсаторов в прототипе, что приводит к увеличению надежности в целом предлагаемого генератора импульсов тока, Кроме того, отсутствие принудитель ной коммутации вентильного моста упрощает конструкцию предлагаемого генератора импульсов токаФормула изобретенияГенератор импульсов тока, содержащий мост на первом, втором, третьем и четвертом вентилях, пятый вентиль,первый, второй и пятый вентили выполнены на тиристорах, источник питания, индуктивную нагрузку, емкостнойнакопитель, между анодом первого икатодом второго вентилей включен емкостной накопитель, анод второго вентиля соединен с первым выводом индуктивной нагрузки, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности работы устройства засчет увеличения срока службы накопительных конденсаторов, в него введеныпервый, второй и третий диоды, аемкостной накопитель выполнен на первом и втором последовательно соединенных конденсаторах одинаковой емкости, параллельно каждому из которых подключен соответствующий диод,аноды которых объединены, третий ичетвертый вентили выполнены на тиристорах, катод третьего вентиля соединен с анодом первого вентиля, анодчетвертого вентиля соединен с катодомвторого вентиля, анод третьего вентиля соединен с анодом второгои катодом пятого вентилей, второй выводиндуктивной нагрузки подключен черезкатод - анод третьего диода к катодам первого и четвертого вентилей ик общей шине источника питания, положительная шина которого соединена санодом пятого вентиля.