Спиральный генератор импульсов напряжения

(22) Заявлено 100479 (2) 2751668/18-21с присоединениел заявки Мо(51)М. Кл З Н 03 К 3/53 Н 03 К 3/02 Госуяарствевнця коиятет СССР по дмаи кзобретеннк к открыти 4(54) ПИРЛВНЬй ИВНЕВА 1 ОР ИМПУПЬОВ НйПРЯВИ. Изобретение относится к области высоковольтной импульсной техники и может быть использовано для получениянаносекундных импульсов напряженияамплитудой н десятки и сотни киловольт.Известен спиральный генератор, содержащий дне свернутые в спираль проводящие ленты, изолированные по всейдлине расположенными между .ними лентами из пленочного диэлектрика, Проводящие ленты выполнены из материала свысокой проводимостью, например измеди. На одном из концов спирали илив середине ее к проводящим лентам под ключены электроды искрового разрядни. -ка 11,Недостатком этого спирального генератора является то, что при большихвыходных напряжениях (100 кВ и выше) 20срок службы изоляции, а следовательно,и всего спирального генератора невелик, поскольку пленочная изоляцияочень чувствительна к частичным разрядам, возникающим в высоком поле меж ду проводящими лентами,Наиболее близким техническим решением к изобретению является сгиральный генератор, содержащий две проводящие и две изоляционные ленты, на ложенчые поочередно одна на другую исвернутые в спираль. На одном онцеспирали к проводящим лентам подключенискровый разрядник, Проводящие лентывыполнены из материала с высокой магнитной пронцаемостью и покрыты тонки: слоем проьодящего материала с малым удельным сопротивлением 2,Недостатком такого генератора янля ется то, что тля увеличения амплитуды выходного на ряжения требуется либо увеличение зарядного напряжения спирального генератора, либо увеличение числа витков намотки. В первом случае при неизменной толщине изоляции резко сокращается срок ее службы, увеличение же толщины изоляции не приводит к желаемому результату из-за того, что пробивная напряженность растет медленее, чем толщина, а выходное напряжение спирального генератора с ростом толщины изоляции уменьшается. Во нтором случае увеличение числа витков не приводит к пропорциональному увели "ению вь.ходнога напряжения, так как для каждой конструкции имеется оптимальное число витков и пренышение этого числа приводит к относительному уменьшению выходного напряжения,Формула изобретения Спиральный генератор импульсов напряжения, содержащий проводящие и изоляционные ленты, наложенные поочередно одна на другую и свернутые в спираль так, что каждая пара соседних пронодящих лент образуют полосковую линию, искровый разрядник, подключенный параллельно входу половины, считая от крайней, последовательно расположенных полосковых линий, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения амплитуды выходного импульса напряжения, дополнительно введены четное число проводящих и такое же число изоляционных лент и высокоомный делитель с равными ступенями напряжения, включенными между соседними и крайними проводящими лен- тами Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США Р 3289015,кл. 307-110, 1967. 2. Авторское свидетельство СССР Р 335782, кл. Н 03 К 3/53, 1972.Цель изобретения - увеличение амплитуды выходного импульса напряжения.Поставленная цель достигается тем, что в спиральный генератор импульсов напряжения, содержащий приводящие и изоляционные ленты, наложенные поочередно одна на другую и свернутые в спираль так, что каждая пара соседних проводящих лент образует полосковую .линию, искровый разрядник, подключенный параллельно входу половины, считая от крайней, последовательно расположенных полосковых линий, дополнительно нведены четное число проводящих и такое же число изоляционных лент и высокоомный делитель с равными ступенями напряжения, включенными между 13 соседними и крайними проводящими лентами.Увеличение числа проводящих лент приводит к пропорциональному увеличению амплитуды выходного импульса на пряженияпри той же напряженности поля в изоляции (т, е. при том же сроке ее службы), что и н обычном генераторе. Таким же путем может быть решена обратная задача - пропорциональное уменьшение напряженности поля н изоляции. (т. е. резкое увеличение срока службы устройства) при сохранении величины его выходного импульса.На чертеже показана конструкция спирального генератора с четырьмя проводящими лентами.Генератор содержит проводящие ленты 1, 2, 3, 4 попарно образующие четыре полосковые линии: ленты 1 и 2 - первую, 2 и 3 - вторую, 3 и 4 - третью, 4 и 1 - четвертую, нысокоомный делитель на резисторах 5, б, 7, 8, искровый разрядник 9, подключенный к концам первой и третьей проводящих лент (т е, параллельно входу первой и второй по лосковых линий), шины 10, 11 для подачи зарядного напряжения и шину 12 для подсоединения нагрузки.Спиральный генератор импульсов напряжения работает следующим образом.В статическом режиме генератор заряжен до напряжения О, а каждая полосковая линия до напряжения О = ОИ где О - напряжение заряда полосковой линии благодаря тому, что нысокоомный делитель включен так, что соседние проводящие, а также первая и четвертая ленты связаны на концах резисторами 5, б, 7, 8 одной величины и зарядное напряжение равномерно распределяется по всем указанным линиям. Векто 55 ры напряжений в различных слоях конструкции показаны стрелками.До срабатыванйя искрового разрядника 9 (г = О) половина векторов направлена в одну сторону, половина - в про тивоположную. Напряжение на выходе равно нулю. После срабатывания искрового разрядника 9 активные (заштрихованные) первая и вторая полосковые линии начинают разряжаться и по ним идет волна напряжения, При отражениичерез время С от противоположногоразомкнутого конца полосковых линийволна напряжения удваивает свою амплитуду и активные линии переэаряжаются,В момент г = 2 Г прихода отраженной волны к искровому разряднику 9все векторы напряжений оказываютсянапранленными в одну сторону и равными. В этот момент генератор можнорассматривать как ряд последовательно соединенных и согласно заряженныхкоаксиальных конденсаторов, Выходноенапряжение при этом теоретически равно 2 пО где п - число витков спирального генератора. Так как зарядное напряжение спирального генератора с четырьмя проводящими лентами вдвое выше зарядного напряжения О. = ОИгенератора с двумя лентамй (при одинаковых Е), то для первого спирального генератора выходное напряжениеО 1 = 4 пО = 4 пО. Для спирально 3го генератора с двумя лентами ОЬ,2 пО, Дальнейший процесс (г 2 С )определяется движением и отраженияминолны напряжения в активных линиях ипредставляет собой затухающие колебания,Аналогично работает генератор сбольшим числом проводящих лент. Половина полосковых линий генератора также является активной, половина - пассивной. Параллельно входу активныхлиний подключен искровый разрядник.В общем случае амплитуда выходногонапряжения генератора О 8 Ь =и ОИгде 1 - число (четное) проводящихлент. Практически достигается напряжение Оф АпО где А0коэффициент использования.акаэ 9619/64 атент", г. Ужгород ул. Проектная, 4 лиал Тираж 995 ВНИИПИ Государственного по делам иэобретени 3035, Москва, -35, Раушс