Высоковольтный генератор импульсного тока

Союз Советских Социалистических РеспубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВМДЕТЕДЬСТВУ о 11 741427(51)М. Кл. Н 03 К 3/53 Государственный комитет СССР оо делам изобретений и открытий(72) Авторыизобретения Г.М. Колиушко, В,В. Конотоп и Э.А, Шелехов Харьковский ордена Ленина политехнический институт имени В.И. Ленина(54) ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСНОГО ТОКА 20 30 Изобретение относится к области вйсоковольтной сильноточной импульсной технике, а именно к генераторам импульсного тока больших энергий, генератор может быть использован в мощных исследовательских и промышленных установках для создания больших импульсных магнитных полей.Известен высоковольтный генератор 10 импульсного тока, питающий несколько нагрузок и содержащий емкостный накопитель энергии, заданное число разрядных цепей, подключенных параллельно к емкостйому накопителю энергии и состоящих каждая из последовательно соединенных разрядника инагрузки 1). Недостаткой такого высоковольтного генератора импульсного тока является низкая надежность работы. .Этот недостаток объясняется применением большого количества разрядников, время срабатывания которых в силу статистического разброса,ихйараметров различно, что не поэволяет практически обеспечить с помощью схемы запуска надежного срабатывания всех их в заданном интервале времени, что, в свою очередь, приводит к искажению результирующего импульса тока.Кроме того, при данных схемах подключения разрядных цепей в случае пробоя емкостного накопителя энергии в процессе запуска разрядников возможно повреждение генератора в результате выделения в месте пробоя изоляции энергии емкостных накопителей, приводящей к взрыву.Наиболее бликим к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является высоковольтный генератор импульсного тока, содержащий ряд разрядных цепей, каждая из которых состоит из последовательно соединенных емкостного накопителя. энергии, разрядника и нагрузки, устройство для заряда через резисторы емкостных накопителей энергии и схему запуска генератора 2. Данный генератор импульсного тока имеет невысокую надежность работы, Указанный недостаток объясняется тем, что существуют значительные трудности, заключающиеся в обеспечении одновременного генерирования множества высоковольтных чмпульсов с крутым Фронтом, обеспечивающих эапуск всех разрядников генератора взаданном интервале времени, Увеличение числа разрядных .цепей в генераторе усложняет схему его запуска, чтоеще более отражается на надежностиего работы ввиду увеличения количестванесработавших разрядников при5их запуске,Целью изобретения является повышение надежности работы генератора.Это достигается тем, что в высоковольтном генераторе импульсноготока, содержащем несколько разрядных цепей, каждая из которых состоитиз последовательно соединенных емкостного накопителя энергии, разрядникаи нагрузки, устройство для зарядачерез резисторы емкостных накопителейэнергии и схему запуска, все разрядные цепи соединены последовательно водин замкнутый контур, 20На чертеже изображена электрическая схема высоковольтного генератора импульсного тока, выполненная согласно изобретению,Генератор содержит разрядные цепи 1 - 4, каждая из которых состоитиз последовательно включенных емкостного накопителя энергии 5, разрядника б и нагрузки 7. Все разрядныецепи соединены последовательно вЗОобщий замкнутый контур. Емкостныенакопители энергии разрядных цепейподключены с помощью разделительных- резисторов 8 к устройству 9 длязаряда. Для запуска генератора имеется схема 10, подключенная к разряднику в разрядной цепи 1.Высоковольтный генератор импульсного тока работает следующим образом,От устройства 9 для заряда, представляющего собой любой известныйзарядный комплекс, через разделительные сопротивления 8 заряжаются емкостные накопители энергии 5 всехРазрядных цепей. По достижении напряжения на емкостных накопителяхэнергии требуемой величины с помощьюсхемы 10 запуска генератора однимиз известных способов пробиваетсяразрядный промежуток разрядника бразрядной цепи 1, являющийся первым,инициирующим срабатывание всего генератора. В результате пробоя этогоРазрядника напряжение емкостногонакопителя энергии 5 разрядной цепи1 через пробитый промежуток суммиРуется с напряжением емкостного накопителя 5 и прикладывается к разряднику разрядной цепи 4, Этим суммарным напряжением, которое по величинепревышает статическое пробивное напряОжение, этот разрядник самостоятельно пробивается. Аналогично происходит срабатывание разрядников разрядных цепей 2,3,Процесс срабатывания разрядниковРазвивается в обе стороны от разрядника разрядной цепи 1 после его запуска. При срабатывании последнегоразрядника генератора в замкнутомконтуре происходит одновременныйразряд всех емкостных накопителейэнергии 5, в результате чего возникает импульсный ток, который протекает по нагрузкам 7. Несрабатываниекаких-либо разрядников в генератореисключается, так как в этом случае кнесработавшему разряднику прикладывается сумма напряжений емкостныхнакопителей энергии предыдущих разрядных цепей, которая всегда выше статического пробивного напряжения одного разрядника.Таким образом, включение разрядных цепей последовательно в замкнутый контур позволяет при запускеразрядника. только-одной из разрядныхцепей обеспечить самостоятельноесрабатывание разрядника последующейРазрядной цепи за счет приложенияк нему через сработавший разрядникувеличенного напряжения, получаемогопри сложении напряжений емкостныхнакопителей энергии этих двух разрядных цепей, Разрядники последующих разрядных цепей срабатываютаналогично и, таким образом, гарантируется надежное срабатывание всехразрядников генератора, что позволяет избежать возможности его взрыва;даже при нарушении изоляции или пробое одного из емкостных накопителейэн ергии,Формула из обрет ени яВысоковольтный генератор импульсного тока, содержащий несколько раз -рядных цепей, каждая иэ которыхсостоит из последовательно соединенных емкостного накопителя энергии,разрядника и нагрузки, устройстводля заряда через резисторы емкостныхнакопителей энергии и схему запуска генератора, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышениянадежности его работы, все разрядныецепи соединены последовательно водин замкнутый контур.Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе1Патент Великобритании 91354342,кл, В 21 В 26/14, опублик. 1974. 2. Патент ФРГ Р 1056270,кл. 21 Г 84/02, опублик, 1970,74147 Составитель В. Казаковактор Т. Юрчикова Техред Ж. Кастелевич К ор Г. Назаров одписн о Заказ 3217/53 Тираж 995 П ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная,4