Генератор высоковольтных импульсов

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ ИИЛЬСТВУ(51)М. К .3 с присоединением заявки МУ -Н 03 К 3/53 ГосуяаретеенныЬ квинтет СССР па Амвм МЗОбретейиЬ и фткрытмЬ(53) УДК 621 .373 (088.8) Дата опубликования описания 17. 01 В 1(54) ГЕНЕРАТОР ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ ИМПУЛЬСОВ 0,458 01 02 03105 85 70 Т, мм в Ет Ел=-х, -Е кв 25 е4,2 3,4 2,8 2 у 3 Изобретение относится к импульсной технике, в частности к генераторам мощных высоковольтных импульсов, которые могут быть использованы при Формировании тормозного илн рентгеновского излучения высокой интенсивности.Известны генераторы высоковольтных напряжений, выполненные по схеме Маркса или представляющие собой генераторы Тесла, в которых транс. Форматор Тесла оформпен как самостоятельный узел, питающий одинарную коаксиальную Формирующую линию 11.Недостаток известных генераторов заключается в сложности н громоздкости исполнения.Наиболее близким к предлагаемому является генератор высоковольтных импульсов, содержащий импульсный тра" нсформатор с первичной и вторичной обмоткой и формирукхаую линию, в полости внутреннего разрезного кондуктора которой расположен магнитопровод нэ Ферритовых стержней, высоко" вольтный и низковольтный выводы вто- ричной обмотки трансформатора соединены соответственно с внутренним и внешним кондукторами Формирующей,линии 2.Однако наличие первичной обмоткивнутри заряженной формирующей линиигенератора приводит к тому, что элетрнческое поле .формирующей линииусиливается на торцах первичной обмотки, а это обуславливает снижение Щ электрической прочности линии иуменьшает рабочее напряжение генератора .Задаваясь типовыми величинамитолщины Т первичной обмотки расчетчым путем получают зависимость величины напряженности поля Ет на торцепервичной обмотки от толщины Т,приведенную в таблице для линии сдиаметром внешнего кондуктора 216 ью. Иэ таблицы видно, что напряженность поля на торце первичной обмотки существенно превиаает напряженность электрического поля в линии Е, чтд приводит к необходимости снижения рабочего напряжения генератора в 2,5-4 раза для обеспечения электропрочности диэлектрического заполнителя вблизи торца первичной обмотки.Таким образом, для приведенныхвыше размеров Формирующей линии выходное напряжение генератора составляет 250-400 кВ.Для формирования рентгеновскогоили тормозного излучения большоймощности необходимо иметь большийуровень выходного напряжения генератора. Повышение размеров генератораэа счет увеличения размеров коакси"альной линии нецелесообразно, таккак в этом случае становится невозможным использование его в полевыхусловиях иэ-эа больших габаритови. веса.Цель изобретения - повышение выходного напряжения генератора призаданных его размерах и электричес-кой прочности диэлектрического заполнения.Поставленная цель достигаетсятем, что в генераторе высоковольтных импульсов, содержащем импульсный трансформатор с первичной и вторичной обмотками и Формирующую линию, в полости внутреннего разрезногкондуктора которой расположен магнитопровод из Ферритовых стержней,.высоковольтный и низковольтный выводы вторичной обмотки трансформаторасоединены соответственно с внутренним и внешним кондукторами Формиру-ющей линии, первичная обмотка трансФорматора расположена на внешнейстороне внешнего кондуктора, поверхкоторой размещен дополнительный магнитопровод из Ферритовых стержней,у концов которых во внутреннем ивнешнем кондукторах выполнены магнитопроводящие отверстия, соединенныемежду собой узкими продольными целями,На чертеже представлена конструкция предлагаемого генератора,На внешнем. кондукторе 1 расположена первичная обмотка 2 трансформатора и внешний магнитопровод 3,состоящий иэ Ферритовых стержней.Вторичная обмотка 4 выполнена однослойной, причем высоковольтныйконецобмотки соединен с внутренним кондуктором 5, а ниэковольтныйс внешним кондуктором 1,В целях обеспечения высокой электрической прочности генератора, виткивторичной обмотки 4 должны быть плотно уложены относительно друг другас обеспечением необходимых межвитковых изоляционных зазоров. Крометого, формирующая линия заполненадиэлектриком, например трансформаторным маслом. Генератор также содержит внутренний магнитопровод 6,,во внешнем и внутреннем кондукторах выполнены магнитопроводящие отверстия 7, соединенные между собой узкими продольными щелями 8.Дополнительный магнитопровод иэферритовых стержней используетсядля концентрации магнитного потокау магнитопроводящих отверстий 7.Магнитный поток (на чертеже указанстрелками), охватывающий первичную2 и вторичную 4 обмотки, проходитпо внешнему и внутреннему магнитопроводам и через магнитопроводящиеотверстия 7 во внешнем 1 и внутреннем 5 кондукторах. Для исключенияпотерь от вихревых токов между маг 5нитопроводящими отверстиями 7 выЭ полнены узкие щели 8. Направлениещелей вдоль образующей необходимодля сохранения волнового сопротивления и электрической длины формирующей линии,20 Принцип действия генератора состоит в следующем.При разряде емкостного накопителя (на черте е не показан) на первичную обмотку 2 импульсного трансу форматора в нем возбуждается магнитное поле, охватывающее вторичнуюобмотку 4. Индуцируемое во вторичной обмотке напряжение заряжает форо мирующую линию, представляющую собойдля импульсного трансформатора емкостную нагрузку, а накопленная в Формирующей линии энергия используетсяпри дальнейшей коммутации.Наличие магнитопроводящих отверстий 7 не приводит к заметному усилению напряженности поля на поверхности кондукторов. При разумном выбореширины отверстия это усиление значительно меньше, чем в случае нахождения первичной обмотки внутри форми рующей линии. Расчет показывает, что расположение первичной обмотки трансформатора с внешней стороны формирующей45 линии увеличивает электропрочностьлинии в 2,5-4 раза в сравнении сизвестным генератором тех же размеров. Это позволяет в 2,5-4 раза поднять выходное напряжение в предла 5 р гаемой конструкции генератора, чтопри использовании его для формирования тормозного или рентгеновскогоизлучения дает воэможность увеличить мощность излучения в 15-64 рад эа, в силу кубической зависимостиинтенсивности излучения от напряжения на рентгеновской трубке.Увеличение размеров генератораза счет расположения первичной об мотки с внешней стороны линии составляет 10 мм, а за счет размещения наней дополнительного магнитопроводаиэ ферритовых стержней - 16 мм,что в сумме составляет всего 10от размера генератора.797056 Формула изобретения Составитель М. Назаровактор В. Ромаченко Техред М.Левицк я Корректор Г. Реше9 800/77 Тираж 999 ПодВИИИПИ .осударствЕнного комитета СССпо делам изобретений и открытий113035 Мо сное каз сква, ЖРа ская наб. д. 4 5атент"., г. Ужгород, ул. Проектная,лиал ПП Генератор высоковольтных импульсов, содержащий импульсный транс-форматор с первичной и вторичной обмотками и формирующую линию, в полости внутреннего разрезного кондуктора которой распо эжен магнитопровод из ферритовых стержней, высоковольтный и низковольтный выводы вторичной обмотки трансформатора соединены соответственно с внутренним и внешним кондукторами формирующей линии, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения выходного напряжения генератора при заданных его размерах, 13 первичная обмотка трансформаторарасположена на внешней стороне внешнего кондуктора, поверх которых размещен дополнительный магнитопроводиз ферритовых стержней, у концов которых во внешнем и внутреннем кондукторах выполнены магнитопроводящие отверстия, соединенные между собой узкими продольными щелями.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Абрамян Е., Вассерман О, Малогабаритный импульсный ускорительэлектронов. фАтомная энергия",Т 3, 1967.2. Авторское свидетельство СССРВ 240868, кл. Н 05 6 1/08 14.05.64.