Емкостной накопитель энергии

(б ) Дополнительное к авт, свнд-ву(22) Заявлено 07.04.78 (21) 2602363/1821с присоединением заявки РЙ -(51) М. Кл. Н 03 К 3/53 1 ееударетееиный камитет СССР вв делам иэебретеиий и втерьпий(088.8) Дата опубликования описания 17.07.80Харьковский ордена Ленина политехнический институт имени В. И. Ленина(54) ЕМКОСТНЫЙ НАКОПИТЕЛЬ ЭНЕРГИИ 1Изобретение относится к области высоковольтной техники и макет найти применение в экспериментальных физических установках для получения сильноточного газового разряда, в особенности для магнитного сжатия плазмы и ряда других исследований, где требуются большие магнитные поля, а также в импульсных источниках света, плазменных ускорителях, магнитной гидродинамике.Известный емкостный накопитель энергии разделен на отдельные части модули каждой из которых содержат один или несколько конденсаторов, коммутатор, мало- индуктивную ашиновку и связан с источ 35 ником питания 11 .Применение большого количества моду лей порождает ряд трудностей, связанных с сийхрониым запуском всех коммутаторов что требует создания генераторов поджигающих импульсов с предельно коротким фронтом (порядка 1, , 20 нс) и ампли тудой, в 1,5-2 раза превышающей зарядное напряжение наКопитегщ с переходным 2процессом в ошиновке, возникающим в результате несинхроийого срабатывания коммутаторов, водны перенапряжения при этом в два и более раза превышают зарядное напряжение накопителя; и отказом или самопроизвольным срабатыванием одного из коммутаторов, что также приводит к возникновению перенапряжений: на элементах накопителя.Кроме того, отказ отдельных модулей при несинхронном срабатывании коммутаторов приводит к недопустимому снижению тока в нагрузке и к неполному использованию мощности емкостного накопителя энергии.Ближайшим по схемному решению и технической сущности к изобретению является емкостный накопитель энергии, содержащий и параллельно соединенных модулей, каждый из которых включает накопительный конденсатор, соединенный с нагрузкой через коммутатор и малоиндуктивную ошиновку и связанный с источником питания через защитный резистор 2).у Ч7пульса на коммутаторы все конденсаторызаряжаются на нагрузку 4.При отказе одного из коммутаторов 2модуля в группе конденсаторы 1 атого модуля разряжаются на нагрузку. через ком+мутаторы соседних модулей группы, вследствие этого на конденсаторе отказавшегомодуля не возникает перенапряжений.Одинаковая длина и сечение кабеля,электрически соединяющего конденсатораварийного модуля с коммутаторами соседних модулей группы, улучшают условия работы коммутаторов соседних модулей, равномерно распределяя энергию конденсатора аварийного модуля между коммутаторами соседнихмодулей,Таким образом, по сравнению с известным описанный емкостный накопитель энергии благодаря такому схемному решениюболее надежен в работе. 3 74881Такому устройству присущи вышеперечисленные недостатки,Болью изобретения является повышениенадежности работы емкостного накопителяэнергии,5Бель достигаешься тем, что в емкостномнакопителе энергии, содержащемпараллельно соединенйых модулей, кйждый изкоторых включает накопитеж ный конденсатор, соединенный с нагрузкой через ком мутатор и малоиндуктивйую ошиновку исвязанный с источником питания через защиъный резистор, модули сгруппированы так,что внутри каждой группы конденсатор каждого модуля электрически, соединен с коммутаторами соседних модулей.Коммутаторы модулей группы расположены симметрично к модулям, подюпочаемым к ним.На чертеже, приведена принципиальная 20схема емкостного накопителя энергии.Емкостный накопитель энергии содержйт и параллельно соединенных модулейМ = 1 - М = о, сгруппированных в в групп,Каждый модуль содержит конденсатор 1, 25коммутатор 2 и ошйновку 3, которая сое-диняет модуль М с нагрузкой 4. Через резистор 5 каждый модуль связан с источником питания (на чертеже не показан).Несколько модулей сгруппированы так, что 30внутри каждой группы конденсатор каждогомодуля электрически соединен с коммутатором соседних модулей. На" чертеже представлены группы, состоящие из двух модулей, где конденсатор модуля М = 35электрически соединен с коммутатороммодуля М = И, а конденсатор модуляМ= и - с коммутатором модуля М=1Коммутаторы внутри каждой группы расположены симметрично к модулям, подклю чаемым к ним, а электрическое соединение конденсаторов каждого модуля с коммутаторами соседних модулей выполняетсякабелем одинакового сечения и одинаковойдлины.5В нормальном режиме работы емкостнож йййъитбля энергии коммутаторы 2разомкнуты и конденсаторы 1 через резисторы, 5 заряжаются до номинального напряжения. При подаче поджигающего им Формула изобретения 1. Емкостный накопитель энергии, содержащий и параллельно соединенных модулей, каждый из которых включает накопительный конпенсатор, соепииенный снагрузкой через коммутатор и малеинпуктивную ошиновку и связанный с источни-ком питания через защитный резистор,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения надежности работы емкостного накопителя энергии, модули сгруппированы так, что внутри каждой группыконденсатор каждого модуля электрическисоединен-с коммутаторами соседних модулей.2. Емкостный накопитель энергии поп. 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем;чтокоммутаторы модулей группы расположенысимметрично к модулям, подключаемым кним.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Комельков В.С. фТехника большихимпульсных токов и магнитных полей, М.,1970, с. 349-377.2, Патент ФРГ М 1165744,Кл. 21 С 3/011 1965ударственного ко изобретений и о осква, Ж 35, РаушсфПатентф, жгоро ул. роектн ЦНИИПИ Гос по делам 13035, Мофисное митета СССР ткрытий кая набд, 4/5