Генератор высоковольтных импульсов

(22 Заявлено 040430 (21)2905051/18-21 (51 М. КЛ. с присоединением заявки Мо(23) Приоритет Н 03 К 3/53 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытийОпубликовано 230182 Бюллетень Мо 3Дата опубликования описания 23. 01, 82 2) Авторыизобретения пишников и В.М.Муратов ьский институт выбрьской Революциини политехническС.М.Кирова аучно-иссл омском ордКрасно ова оких и ор м инст кении 3 рудовоуте ОкЗна 71) Заявитель) ГЕНЕРАТОР ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ ИМПУЛЬСОВ я данного генераторарактеристики далеки о Однако дл временные ха предельных.Цель изобретения мени запаздывания и бильности срабатыва меньшение вреышение стаУказанная цел то в генераторе ульсов, собранн -М к а содер 10 орцовойо электде толщина стчасти управрода;длина эаэорными электрна,у основтригатром а Изобретение относится к высоковольтной импульсной технике, а именнок устройствам генерирования высоковольтных импульсов, и может бытьиспользовано для получения электронных пучков, для управления высоковольтными коммутаторами, при исследовании импульсной электрической прочности диэлектриков,Известен генератор импульсных высоких напряжений, собранный по схемеАркадьева-Маркса на конденсаторахи резисторах с разрядниками, в кстором первый разрядный промежутоквыполнен управляемым 11.Однако известный генератор имеетневысокие временные характеристики(время запаздывания срабатывания истабильность срабатывания),Наиболее близким по техническойсущности к изобретению является генератор, собранный по схеме Аркадьева-Маркса,.содержащий накопительныеконденсаторы, зарядные резисторы икоммутаторы, образующие каскады, причем частично коммутаторами служаттригатроны, состоящие каждый иэ двухосновных электррдов и управляющего,размещенного в отверстии одного изосновных электродов 2. ь достигается тем,высоковольтных имом по схеме Аркадьежащем накопительныезарядные резисторы иобразующие каскады, приоммутаторов выполнена в ронов каждый из которых двух основных электродов его электрода,размещеннотии одного иэ основныхторцовые части управляюдов тригатронов выполнены чем толщина стенки торцоыбрача в зависимости от а между основными электротро а иэ соотношения( Л- ( 0,3енки тляющег пва ар сконденсаторыкоммутаторычем частьвиде тригасостоит иэи управляющго в отверсэлектродовщих электрополыми, првой частидлины эазодами трига0 1а число тригатронов выбрано в зависимости от числа коммутаторов иэсоотношения0,30,4где п - число тригатронов,И - число коммутаторов.Выполнение первого соотношенияпозволяет повысить временные характеристики каждого коммутатора в отдельности и тем самым повысить временные характеристики генератора, Выполнение второго соотношения позволяет достичь максимальных быстродействия и стабильности срабатывания приминимальных затратах на изготовление генератора.На чертеже изображена схема генератсра высоковольтных импульсов.Генератор состоит из накопительныхконденсаторов 1, зарядных резисторов2 с коммутаторами, причем часть коммутаторов - это тригатроны 3, аостальные двухэлектродные разрядники4. Каждый тригатрон состоит из двухосновных электродов 5 и б и управляющего электрода 7, торцовая частькоторого выполнена полой, В качествеизоляции в генераторе использованвоздух при атмосферном давлении иазот при давлении 8-10 атм.Генератор работает следующим образом.Конденсаторы 1 заряжаются постоянным или выпрямленным напряжениемчерез резисторы 2 до заданного напряжения, При полной зарядке конденсаторов на управляющие электроды 7тригатронов 3 подается импульс управляющего напряжения, вблизи торцовых частей управляющих электродов,выполненных полыми, реализуется существенный коэффициент усиления поля.Благодаря этому происходит быстрыйпробой между основными электродами5 и б тригатронов 3, первый двухэлектродный разрядник 4 оказывается под напряжением, приблизительнованным п 1),где п - число тригатронов;У - заданное напряжение на кон 3денсаторах 1,Это приводит к очень быстрому,пробою двухэлектродного разрядникаи уже к следующему двухэлектродномуразряднику прикладывается напряжение,(и+1)У,что также вызывает его быстрый пробой и т. д, После срабатывания всех коммутаторов на нагрузкупоступает высоковольтный импульс напряжения П Выполнение приведенныхоптимальных соотношений позволяетдостичь максимальных быстродействияи стабильности срабатывания генератора высоковольтных импульсов,Экспериментально установлено, что максимальные быстродействие и стабильность срабатывания генератора имеют место при выполнении соотношения- 0 3где Ь - толщина стенки торцовой части управляющего :.,ектрода 7тригатрона 3;Л - длина зазора между основными электродами 5 и б тригатрона 3,Однако уменьшение Ь/60,1 приводитк значительному уменьшению срокаслужбы управляющего электрода, а следовательно, и всего генератора в целом. Поэтому для получения высокихвременных характеристик генераторапри достаточно высоком ресурсе срабатывания необходимо выполнение соотношения0,1 б 0,3Кроме того, максимальные быстродействие и стабильность срабатывания генератора имеют место при выполнении соотношениягде и - число тригатронов;И - число коммутаторов.Однако увеличение - ) 0,4 приводит к заметному увеличению затратна изготовление генератора, что связано с тем, что при значительном ик управляющим электродам последнихуправляемых разрядников при срабатывании генератора прикладываетсязначительное напряжение, что вызывает необходимость защиты генераторауправляющих импульсов. Кроме того,увеличение и приводит к уменьшениюнадежности генератора за счет увеличения общего числа слабых звеньев,Поэтому для получения максимальныхбыстродействия и стабильности срабатывания генератора при затратах наего изготовление , близких к минимальным, необходимо выполнение следующего соотношенияОЪ04Таким образом, предлагаемый генератор высоковольтных импульсов обеспечивает временные характеристики в 1,2-2,5 раза более высокие, чем известный.Формула изобретенияГенератор высоковольтных импульсов, собранный по схеме Аркадьева маркса, содержащий конденсаторы,зарядные резисторы и коммутаторы,образующие каскады, причем частькоммутаторов выполнена в виде тригатронов, каждый из которых состоитиз двух основных электродов и управляющего электрода, размещенного вотверстии одного из основных электродов, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью уменьшения времени за,паздывания и повышения стабильности900414 Составитель В.Седовшненксва Техред Ж.Кастелевич Корректор Л.Шеньо Редактор 2202/72 Тираж 953 ВНИИПИ Государственного ко по делам изобретений и от 113035, Москва, Ж, Раушск Подписнотета СССРытийнаб д,Зак ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектн ил срабатывания, торцовые части управляющих электродов тригатронов выполнены полыми, причем толщина стенки торцовой части выбрана в зависимости от длины зазора между основными электродами тригатрона из соотношения. 0,1 4 д0,3;где Ь - толщина стенки торцевой части управляющего электрода 1Й " длина зазора между основными электродами тригатрона, а число тригатронов выбрано в зависимости от общего числа коммутаторов из соотношения: О,Э0,4где и- число трчгатронов,И - число коммутаторов. Источники информации,5 п 1 инятые во внимание при экспертизе 1.Капишников И.К. и др, Малоиндуктивный быстродействующий генераО тор импульсного напряжения. Техника высоких напряжениЯ и электрическая прочность изоляции, Томск, ТПИ,1977, с, 42-45,2. Авторское свидетельство СССРМ 597072, кл. Н 03 К 3/53, 14,04,76,