Генератор импульсного тока

399995 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскизСоциалистическихРеспублик Зависимое от авт. свидетельстваЗаявлено 07,И,1971 ( 1664279/26-25)с присоединением заявкиПриоритет М, Кл. Н ОЗЬ 1/04, 19/Н 01 Ь 7/00 осударственныи комите Совета Министров ССС оа делам изобретенийи открытий Опуб 973. БюллетеньДК 621.373(088.8) когацо лублцковацця описания 21.111.197 Дат Авторизобретени Г, А, Шнеерсон Ленинградский ордена Ленина политехнический институт им. М, И. Калининааявител ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСНОГО ТОК азряде с ампачальному наозможных пере стекается бычно присоечерез кабели длины.= 2 г 1 п 1 нгн,йго Наиб ной ко тареей цы), ра полнен изоляц площад Изобретение относится к электрофизике и может найти применение, например, при создании установок для получения сверхсильцых магнитных полей в одновитковых соленоидах.Известен способ получения быстронарас тающего тока, по которому осуществляют разряд конденсаторной батареи ца нагрузку, при этом скорость нарастания тока тем выше, чем меньше индуктивность цепи разряда, включающая в себя нагрузку, батарею и соедини тельные шины. В ряде случаев индуктивность нагрузки весьма мала, например, индуктивность соленоида, предназначенного для получения сверхсильцого поля в малом объеме составляет доли цацогенри, При этом линей ные размеры участка, ца котором ток подтекает к нагрузке, также малы; для упомянутых соленоидов длина рабочей области составляет доли сантиметра. Этим обусловлены высокие требования к собственной индуктив ности генератора, осебенно к индуктивности токоведущих шин. олее удобцои и широко распространеннструкцией соединения нагрузки с ба являются параллельные листы (шизделенцые слоем изоляции. Во всех выных до сих пор генераторах толщина ии шин выбиралась постоянной по всей и шиц из условия ее электрической ЗО прочности прц колебательном р литудой напряжения, равной и пряжению батареи (с учетом в ренапряжеций). Ток в генерато к нагрузке от конденсаторов, о диняемых непосредственно или к краю шин на участке большой В генераторе с постоянной толщиной изоляции шин невозможно обеспечить малоиндуктивное присоединение нагрузки малых размеров из-за сгущения тока вблизи нагрузки. Например, в частном случае круглых шин радиуса Р, в которых нагрузка присоединена в центре па участке радиуса г индуктивность при резком скин-эффекте, характерном для таких установок, составляет где Й - толщина изоляции в сантиметрах. Если /г:1 см, что соответствует напряжению около 100 кв, то при Р/го - 10 Е,:9 нгн. Это недопустимо большая величина как по сравнению с ицдуктивцостью нагрузки, достигающей долей цацогецри, так и по сравнению с индуктивностью батареи, которая, благодаря использованию твердотельных разрядников, может быть снижена также до долей нано- генри.40 45 50 Целью изобретения является увеличение крутизны фронта импульса на выходе генератора.Для этого токоведущие шины выполнены с переменным по длине изоляционным зазором, например так, чтобы в направлении от источника к нагрузке величина средней напряженности электрического поля во всем межэлектродном зазоре была постоянна. Закон изменения зазора выбирают таким образом, чтобы обеспечить постоянство среднего градиента вихревого электрического поля по всей площади шин, т. е. чтобы не нарушились условия, определяющие электрическую прочность изоляции.В частном случае круглых шин возможным законом изменения толщины изоляции явля- ется Й = /г, + (Й, - Ь,) ( - 11,Я/ где Ь - толщина изоляции у края шин (см), а Ьо - толщина изоляции вблизи нагрузки, причемв ---(Е, - индуктивность нагрузки в нгн). Расчет показывает, что напряжение между круглыми шинами при выбранной зависимости изменяется пропорционально Ь (при /Гго)При этом сохраняется постоянной средняя напряженность электрического поляС, У,(где /1 - напряжение на краю шин), так что обеспечивается электрическая прочность изоляции на всей плоскости шин.Индуктивность определяется соотношениемУ, = - Ь,нгн,2й Индуктивность шин генератора, выполненного согласно предложенной конструкции, в несколько раз (в рассмотренном примере при Р/го=102 и /г=1 - в 4,6 раза) меньше индуктивности шин с постоянной толщиной изоляции,Существенно, что в предложенном генераторе индуктивность шин не зависит от величины гесли гоР, т. е. увеличение индуктивности 5 10 15 20 25 30 З 5 за счет эффекта стекания тока к нагрузке малых размеров не играет роли,Изобретение может быть использовано и при другой геометрии шин, например в случае секторных (в частности полукруглых), прямоугольных и других, к краю которых малоиндуктивная нагрузка подключается на коротком участке.Изобретение пояснено чертежами.На фиг. 1 приведена схема генератора; на фиг. 2 - полукруглая шина; на фиг. 3 - схема генератора, у которого профилирован зазор между шинами лишь на участке, прилегающем к нагрузке.Генератор содержит полукруглые шины 1, к краю которых на участке 2, имеющем форму полуокружности радиуса Я, по стрелкам присоединена конденсаторная батарея 3. Нагрузка присоединена на участке 4 длиной д Р. Толщина изоляции 5 уменьшается от края шин к нагрузке. При включении батареи 3 ток в цепи нарастает вначале по линейному закону, при этом скорость его нарастания может достичь величины порядка 10" - 10" а/сек благодаря малой индуктивности шин генератора. Поскольку основной вклад в величину индуктивности шин вносят участки, непосредственно прилегающие к нагрузке, в ряде случаев достаточно выполнить профилированный зазор между шинами не на всей их плоскости, а лишь на участках, прилегающих к нагрузке. Пример такой конструкции шин приведен на фиг. 3. В этом случае участок шин 6 вблизи края на участке 2 имеет постоянную толщину изоляции и лишь на участке 7 изоляционный зазор уменьшается в направлении к нагрузке. Предмет изобретения Генератор импульсного тока, содержащий конденсаторную батарею, коммутаторы, токо- ведущие шины, соединяющие батарею с низкоиндуктивной нагрузкой, отличающийся тем, что, с целью увеличения крутизны фронта импульса на выходе генератора, токоведущие шины выполнены с переменным по длине изоляционным зазором, например так, чтобы в направлении от источника к нагрузке величина средней напряженности электрического поля во всем межэлектродном зазоре была постоянна.399995 уЗке К нагрузк Составитель В. Кимедактор А. Зиньковский Техред Е. Борисова Корректор Е. Михее Заказ 617/4ЦНИИПР Под писноСР гпографил, пр. Сапунова Изд.224осударственного комитета по делам изобретений Москва, Ж, Раушска Тираж 780Совета Ыиипстрон открытийя наб., д. 4,5