Генератор импульсов высокого напря-жения

ОП ИСАНИЕИ ЗОЗРЕТЕ Н ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Сфюэ СоветскихСоциалистическихреслублык и 315874(51)М. Кл, Н 03 К 3/53 мтеуддФФЗееюй кемтет СССР де делам аееретенн(54) ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСОВ ВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ Изобретение относится к импульснойтехнике, а более конкретно - к устройствам для генерирования высоковольтных.импульсов напряжения, и может быть использовано в установках для электроимпульсного бурения и обработки горных пород,для электроннолучевой технологии и т.д.Известен генератор импульсов высокого напряжения, содержащий накопительныЬ конденсаторы, заряжаемые параллельно через замкнутые переключатели1 Ои разряжаемые последовательно черезискровые промежутки; В этом генераторепереключатели приводятся в действие с помощью гидропрнвода,состоящего из гидронасо 1са, изолирующих трубопроводов с изолирующей жидкостью и регулирующих клапанов 11,Недостатком устройства является наличие инерционности у гидропривода,20обусловленной переменой направления потока жидкости при включении и отключении .переключателей, что не позволяет повысить частоту посылок импульсов. Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является генератор импульсов высокого напряжения, содержащий многоступенчатую систему накопительных конденсаторов и коммутирующих элементов с изолированным приводом 2 .Недостатками генератора являеотся невысокая частота посылок импульсов и недостаточная надежность. Эти недостатки объясняются тем, что в этом генераторе две механические управляемые системы контактов сначала включают все конденсаторы параллельно источнику постоянного высокого напряжения и послеФокончания заряда отключают их от источника напряжения, затем осуществляется последовательное включение заряженных конденсаторов, между собой и на нагрузку. Чтобы обеспечить электрическую прочность разомкнутого контакта, потенциал которых составляет десятки киловольт, они имеют большие геометрические размеры и жесткие изоляционные тяги, раЦель изобретения - повышение частоты посылок импульсов и повышение надежности.Поставленная цель достигается тем, что в известном генераторе импульсов высокого напряжения, содержащем многоступенчатую систему накопительных конденсаторов и коммутирующих элементов с изолированным приводом, коммутирующие элементы выполнены в виде вращающихся разрядников, содержащих на каждой ступени две пары гальванически связанных подвижных и две пары неподвижных коммутирующих электродов, при этом привод снабжен изолирующим валом, на котором закреплены все подвижные коммутирующие электроды, а неподвижные электроды коммутирующих элементов соединены с конденсаторами своей ступени и неподвижными электродами следующей ступени.На чертеже изображена схема генератора импульсов высокого напряжения в положении, соответствующем параллельной зарядке конденсаторов от источника питания.Генератор импульсов высокого напряжения состоит из накопительных конден саторов 1, подвижных коммутирующихэлектродов, выполненных в виде вращающихся разрядников 2 с двойным разрывом, неподвижных коммутирующих электродов 3, расположенных по окружностям в пространстве.или на поверхности изолирующего цилиндра 4. Разрядники 2 жестко закреплены на общем изолирующем валу 5, соосном с окружностями неподвижных коммутирующих электродов 3. Вал 5 приводится во вращение с помощью привода 6, например электродвигателя. С Помощью соединительных перемычек неподвижные коммутирующие электроды,3связаны с конденсаторами 1, нагрузкой 7 и с источником постоянного высокого напряжения. Центральный угол, образованный обоими коммутирующими электррдами врщающегося разрядника соответ 50 3 81 ботающие на растяжение при замыкании и на сжатие при размыкании. Знакопеременный характер нагрузки требует жесткой конструкции тяг и соответственно мощный привод для управления ими. Кроме того, возвратно-поступательное движение .неизбежно приводит к остановке в крайних положениях подвижной контакт ной системы, это и приводит в свою очередь к низкой частоте посылок импульсов генератора. 5 0 15 20 25 Зо З 5 40 45 4ствует углу расположения неподвижных электродов по окружности.Работает генератор импульсов высокого напряжения следующим образом.Когда подвижные электроды 2 коммутирующих элементов приближаются к неподвижным электродам 3 настолько, что градиент напряжения достигает пробивного значения, происходит пробой разрядников, и все конденсаторы 1 оказываются подсоединенными параллельно к источнику питания. В конце заряда ток падает до нуля, и отключение заряженных конденсаторов 1 от источника питания и друг от друга происходит без дуги, При дальнейшем вращении разрядники становятся в положение, при котором вновь происходит пробой промежутков в разрядниках, но теперь уже между другими парами неподвижных коммутирующих электродов. При этом через возникшие дуги. все конденсаторы оказываются последовательно соединенными между собой и с нагрузкой. Происходит мгновенный разряд конденсаторов на нагрузку, после окончания которого конденсаторы оказываются отключенными друг от друге и от нагрузки. Когда разрядники вновь поворачиваются до первоначального положения, весь цикл работы схемы повторяется. Чистота посылок импульсов генератора определяется числом оборотов вала в секунду и количеством разрядников. В приведенном примере цикл "заряд-разряд" происходит за половину оборота вала.Использование вращательного движения коммутирующих элементов по сравнению с возвратно-колебательным, позволяет повышать частоту посылок импульсов генератора, а исключение прямого металлического контакта в коммутирую. щих элементах ликвидировать опасность сваривания контактов, что повышает надежность устройства. Кроме того, исключаются усилия на преодоление трения в контактах и на обеспечение необходимого контактного нажатия. Исключаются также усилия на перемещение больших инерционных масс прочных изоляционных тяг. Упрощается и облегчается вся конструкция привода, так как общий изоляционный вал разрядников приводится во вращение непосредственно от вала электродвигателя. фор мула изобр етенияГенератор импульсов высокого напряжения, содержащий многоступенчатую систему накопительных конденсаторов815874 Н РЯ ПИ Заказ 10 50/87 Тираж 988 Подписно ПП Патент", г, Ужгород, ул. Проект и коммутирующих элементов с изолированным приводом, о т л и ч а ющ и й с я тем, что., с целью повышения частоты посылок импульсов и увеличения надежности, коммутирующиеелементы выполнены в виде вращающихся разрядников, содержащих на каждойступени две пары гальванически связанных подвижных и две пары неподвижных коммутирующих. электродов, а приводснабжен изолирующим валом, на котором закреплены все подвижные коммутирующие электроды, при этом непоамщаыекоммутирующие электроды соединены с .. конденсаторами своей ступени и неподвижными электродами следующей ступени.Источники информааии,принятые во внимание при экспертизе1. Заявка Японии М 44-7893,кл, НКИ 56 Е 12, опублик. 11.05.69.1 б 2. Патент ГДР М 37066, .кл. 2103 3/02, опублик., 18.03.65.