Генератор импульсов высокого напряжения

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Свез СфветсннкСфцнапнстнчесннаРеспубпнн пц 942251(53)М. Кд. Н 03 К 3/53 РВАрст%ыкейтет СИР аф даае зеретен фтрвий.(72) Авторы зобретен Л. А. Гельфонд, А. В, Кривоносенко,аучно-исследовательский институтордена Октябрьской Революции и ор Знамени политехническом инстит омском) Заявитель 54) ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСОВ ВЫ О НАПРЯЖЕНИЯ техническимй технологии,ерированиямикросекундабочих (изоИонизационнымежутках разавследствие статкак правило, завпромежутке. Посвключены параллвыходе генератсрезается, что Изобретение относится ксредствам эпектроимпупьсноа именно к устройствам генвысоковольтных импульсовного диапазона для пробоя рляционных промежутков).Известен генератор импульсов высокого напряжения, который может быть использован для одновременного воздействия на несколько изоляционных (разряцных) промежутков, подключенных на выход геюратора, содержащий каскады умножения и выходной блок, выполненный в виде многоэлектродного ком 4 утатора с общим электродом и выходными электродами 1 15 е процессы во всех проиваются параллельно, но ического разброса пробой ершается лишь в одном кольку все промежутки ельно, то напряжение на ора при этом полностью препятствует развитию процесса в других промежутках и является его .основным недостатком.Наиболее близким к предлагаемому является генератор импульсов высокого напряжения, собранный по многоступенчатой схеме Аркадьева-Маркса, содержащий зарядное устройство, емкостные накопители энергии, коммутаторы зарядно-разрядные импедансы и нагрузки в виде разрядных промежутков, причем к емкостному накопителю последней ступени подключены параллельно через разделительные элеюменты дополнительные конденсаторы 2.Недостатком известного генератора является малый разрядный ток, протекающий через каждую нагрузку, Это связано с тем, что емкость каждого дополнительного конденсатора является ограничителем тока, т.е. достаточно мала. В про. тивном случае после .пробоя одного из промежутков (нагрузок), напряжения на оставшихся срезаются. Кроме того, в известном генераторенеравномерно рас-, пределяются разрядные токи и энергии94225 рез искровой канал ограничен резистопо нагрузкам вытекающие из статического разброса моментов пробоя и сопротивлений разрядных промежутков (нагрузок).Цель изобретения - увеличение разрядного тока, протекающего через каждый разрядный промежуток (нагрузку), а также обеспечение равномерного распределения тока и энергий ло разрядным промежуткам.Поставленная цель достигается тем, 1 О что в генераторе импульсов высокого напряжения, собранном ло многоступенчатой схеме Аркадьева-Маркса, содержащем зарядное устройство, емкостные накопители энергии, коммутаторы, зарядно-раз ряаные импедансы и нагрузки в виде разрядных промежутков, а также дополнительные конденсаторы, подключенные через разделительные элементы параллельно емкостному накопителю последней ступе- щ ни, заземленные электроды разрядных промежутков соединены попарно и подключены к заземленной шине через резистор, а высоковольтные электроды каждой пары промежутков подключены к клеммам одно го из дополнительных конденсаторов.На чертеже приведена принципиальная электрическая схема генератора импульсов высокого напряжения.Генератор импульсов содержит повысительно-выпрямительное зарядное устрой. ство 1 и четырехступенчатый каскад, каждая ступень которого состоит из емкостного накопителя 2 энергии искрового коммутатора 3 и зарядных элементов 4. Параллельно накопителю 2 последней ступени через разделительные резисторы 5 подключены дополнительные конденсаторы 6, заземленные электроды 7 разрядных промежутков соединены попарно и через резисторы 8 подключены к заземленной шине 9. Высоковольтные электроды 10-15 подключены к клеммам одного из дополнительных конденсато 1 - ров 6.45При подключенйи генератора к сети от повысительно-выпрямительного устройства 1 через цепь зарядных элементов 4 заряжаются емкостные накопители 2, а через резисторы 5 дополнительные конденсаторы 6. При достижении некоторого50 критического уровня напряжения на накопителе 2 первой ступени, коммутатор 3 первой ступени срабатывает, а за ним последовательно включаются коммутаторы 3 на второй, третьей и четвертой ступенях. После срабатывания коммутатора 3 последней ступечи на высоковоль. тных электродах 10-15 появляются по 1 4теш 1 иалы:с 4 О, на электродах 10, 121 14 и 3 Ц, ца электродах 11, 13, 15.Рассмотрим дальнейшую работу генератора на примере системы электродов 10, 11 и противоположных им 7. После пробоя одного из промежутков сопротивление искрового канала удерживается достаточно большим, ибо ток чером 8. Поэтому разность потешиалов на другом промежутке поддерживается почтинеизменной вплоть до его пробоя. Послепробоя обоих промежутков конденсатор 6,на клеммы которого подключены электро ды 10 и 11, разряжается и малоиндуктивном контуре 6-10-7-7-11-6, вызывая необходимый, например технологический, эффект в разрядных промежутках. Пробой в промежутках 7-10 т 7-11 не влечет . изменения разности потенциалов в промежутках 12-7, 13-7, 14-7, 15-7. Резисторы 8 после пробоя разрядных промежутков (нагрузок) играют роль разрядных сопротивлений для генератора импульсов, определяя длительность импульсов на нагрузках. Резисторы 5 препятствуют разряду всех конденсаторов 6 на одну пару разрядных промежутков.Для устойчивой работы всех изоляционных промежутков - нагрузок на емкость дополнительных конденсаторов не налагает ся никаких ограничений. Это позволяет выбирать конденсатор 6 по своей емкос.ти, обеспечивающий необходимый разрядный ток через нагрузку. Разрядные контуры, образованные нагрузками и дополнительными конденсаторами, не включают емкостные накопители энергии каскада, могут быть выполнены малоиндуктивными вследствие их малой пространственной протяженности, что также способствует увеличению разрядного тока.Каждая пара разрядных промежутков подключена параллельно своему дополнительному конденсатору Ь, что позволяет добиться равномерного распределения токов. и, что важно, выделенных энергий в разрядных промежутках (нагрузках). Достоинства генератора наиболее полно проявляются при его использовании втехнологических установках для разрушения, обработки материалов, где необхедимо добиться больших разрядных токов(до кА и более) при равномерном распределении параметров энерговыделения по всем промежуткам.Так, в электроимлульсной технологии по разрушению минерального сырья импульсными электрическими разрядами 10422 генератор импульсов может быть использован для питания нескольких (8-10) измельчительных камер. Кроме того, в каждой камере суммарная длина искровогоканала в 2 раза больше, чем в известных 3случаях для данного уровня напряжениягенератора, что ведет к увеличению КПДгав 2 раза. фор мула изобретения Генератор импульсов высокого напряжения, собранный по многоступенчатой схеме Аркадьева-Маркса, содержащий 15 . зарядное устройство, емкостные накопители энергии, коммутаторы, зарядно-разрядные импедансы и нагрузки в виде разрядных промежутков, причем к емкостному накопителю энергии последней сту О 51 Ьпени подключены параллельно через разделительные элементы дополнительныеконденсаторы, о т л и ч а ю ш и й с ятем, что, с целью увеличения и равимерного распределения разрядного токачерез нагрузки, заземленные электродыразрядных промежутков соединены попарно и подключены к заземленной шине через резистор, а высоковольтные электроды каждой пары промежутков подкщочеиык клеммам одного из дополнительныхконденсаторов.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРМ 350146, кл. Н 03 К 3/53, .09. 12. 69.2. Авторское свидетельство СССРМ 566320, кл. Н 03 К 3/53,10. 11.7 5. ВНИИПИ Заказ 4863/8 Тираж 959 Подписное филиал ППП фПатентф, .Ужгород,ул. Проектная,1