Разрядник

ОП ИКАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(3 Ц М. Кп.э Н 01 Т 7/ОО с присоединением заявки Ио Государственный комитет СССР ио делам изобретений и открытий(72) Авторыизобретения Трифонов, П,М, Тюрюканов и И.К.;:фетисов с,с Московский ордена Трудового Красного Знамен инженерно-Физический институт(7 ) Заявител 4) РАЗРЯДНИК Между дисков жен вращающий с системой от .работы при со дискретными э исходит сраба ымн электр диэлек рстий,падении ементами ывание рдами располорический дискпроцессе тверстия с электродов про зрядника(. 2 ,2 Изобретение относится к импульс- . ной технике, в частности к управляеинм разрядникам, и может быть широко использовано в экспериментальной Физике для создания генераторов импульсов тока.Известны управляемые коммутаторы- каскадные разрядники, содержащие ос-. новные электроды и управляющий электрод, расположенный в разрядном промежутке1.Недостатком известных разрядников является.то;,что при высокой час-. тоте следования импульсоа и продолжительной работе разрядника, разрядный промежуток теряет электрическую проч. ность, возникают самопроизвольные пробои, что приводит к появлению нараэитных импульсов.Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является разрщ- ник, содержащий электроды, образующие разрядный промежуток, в котором размещен перемещаемый диэлектрик, .,снабженный механизмом перемещения, Электроды выполнены в виде неподвижных дисков с набором дискретных элементов, обеспечивающих зажигание раэ. ряда, причем дискретные элементы расположены на диске по окружности. Недостатком известного устройства является малый ресурс работы,обусловленный выгоранием краев отверстий в диске. Кроме того, ограничен диапазон амплитуды и длительности коммутируемых импульсов, так как чем больше амплитуды или длительность коммутируемых импульсов, тем дольше восстанавливается электрическая проч.ность разрядного промежутка и,следовательно, необходимо быстрее вводить диэлектрик после разряда в разрядный промежуток. Однако введение диэлектрика в разрядный промежуток с боль" шей скоростью возможно лишь при увеличении частоты вращения диска, т.е.при увеличении частоты коммутируемых 5,импульсовНевозможно использоватьвращающийся разрядник для получе,ния импульсов большей амплитуды и длительности при фиксированной часто.те следования коммутируемых импуль995176 Цель изобретения - увеличение ресурса работы разрядника и расширениеамплитуды и длительности коммутируемых импульсов.Поставленная цель достигается тем,что в разряднике, содержащем электроды, образующие разрядный промежуток, в котором помещен перемещаемыйэлемент диэлектрика, снабженный меха.=низмом йеремещения, перемещаемыйэлемент из диэлектрика выполнен ввиде пластины с возможностью возврат.но-поступательного перемещения вразрядном промежутке.На фиг. 1 показан пример конструк"тивного выполнения генератора с перемещающимся диэлектриком; на Фиг. 2положение диэлектрика, при которомразряд возможен, на фиг. 3 - положение диэлектрика, при котором разрядне происходит,Схема включает высоковольтный источник 1 питания конденсаторную батарею 2. возвратный механизм (мембрану) 3, нагрузку 4, диэлектрик 5,электрода 6 и 7, поршень 8 р.профилированное вращающееся колесо 9,ось 10 вращения, двигатель 11. Возвратный механизм 3 прижимает поршень8 жестко связанный с диэлектриком5, к профилированному колесу 9.Привращении профилированного колеса(зубчатого колеса) диэлектрик совершает колебательные движения,Разрядник работает следующим об".разам.Конденсаторная батарея 2 заряжается от источника 1 высокого напряжения, напряжение приклады 3 эается кэлектродам 6 и 7, Когда диэлектрик5 находится в разрядном промежутке,пробоя не происходит. После выводадиэлектрика (из-за перенапряжения)происходит срабатывание разрядника,разряд батареи 2 и. появление импуль"са на нагрузке 4, после чего механизм состоящий из двигателя 11,оси 10, профилированного колеса 9,поршня 8 и мембраны 3, снова вводитдиэлектрик в разрядный промежутоки восстанавливает его электрическуюпрочность, а конденсаторная батареяначинает заряжаться. В настоящее время достигнуты ско" рости вращения свыше 310 об/мин, т.е. 5 кГц. Чем меньше частота вращения колеса, тем большее число зубьев необходимо для достижения час- тоты генерирования порядка 10 кГц, возрастают размеры колеса, вес и т.д., поэтому необходимо работать на высоких" частотах с малым числом зубьев. На чертежах показано прафилираванное колесо с двуми зубьями. Высота зубадолжна быть больше длины перекрытия 5 (Фиг. 1 и 2 ),Длина перекрытия 9 должна удовлетворять условию И(ыз+%)етЬЕ (1) где П - толщина диэлектрика;19 - электрическая прочностьматериала диэлектрика;и - электрическая прочностьповерхности диэлектрика,.электрическая прочность воздуха,При условии (.1 ) разряда не проиэойдет при положении диэлектрика, покаванном на Фиг, 1 и 3,При вращении. зубчатого колеса диэлектрик выходит из разрядного промежутка (фиг, 2), электрическая прочность которого резко уменьшается,происходит срабатывание и разрядка батареи на нагрузку за время ;и. - ,гдеН Н - ширина зуба, Ю - скорость. враще(рКния К - радиус (фиг. 2) Электрическая прочность после разряда конденсаторной батареи имеет не нулевое значение, и горение дуги возможно при 25 напряжениях больших 0,1 Ор, где Орпробивное (коммутируемое) напряжение.Следовательно диэлектрик должен бытьполностью введен (Фиг, 3) за время,равное (-Р СО 0,9), где К - заряд 3 О ное сопротивление конденсаторной батареи, которое входит в высоковольт"ный источник, С - емкость батареи(полученное выражение следует из ра"венства 0 1 О 8 = О(1"- в .). Из по гКьсЗ 5 лученного выражения, зная частотувращения колеса, легко найти высотузуба , Далее происходит заряд батареи до рабочего напряжения, времязарядки ЗК С, причем Ч,уСи 4 О При срабатывании разрядника выгорает, в отличие от прототипа, толькокрай диэлектрической пластины, чтопозволяет довольно полно использоватьдиэлектрик в течение продолжительно"го времени, т.е. ресурс работы раз-ярядника увеличивается, Предлагаемыйразрядник позволит расширить диапа"зон амплитуды и длительности коммутируемых импульсов так как скоростьвведения диэлектрической пластины в 50 разрядный промежуток не зависит отчастоты следования коммутируемых импульсов, Частота следования коммутируемых импульсов определяется частотой выведения диэлектрика из раз рядного промежутка, Данная конструкция позволит также выбирать наилуч"ший режим управления разрядником,таккак возможна регулировка величинывыведения диэлектрической пластины, бр из разрядного промежутка. Формула изобретения Разрядник, содержащий электроды,65 образующие разрядный промежуток, в. Папп ТехредТ. Фанта Корректор А.Дзятко каэ 656/38 Тираж 588 ВНИИПИ Государственного ко по делам изобретений и о 113035, Москва, Ж, Раушное Подлета СССРытийя наб., д/5 ул. Проектная, 4 Патентф, г, У ил котором помещен перемещаемый. элементнз диэлектрика, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью увеличенияресурсов работы разрядника и расширения диапазона амплитуды и длительности коммутируемых импульсов, пере-,мещаемый элемент из диэлектрика выполнен в ниде пластины с возможностьювозвратно-поступательного перемещения в разрядном промежутке,Источники инФормадни,принятые во внимание при экспертизе1. Комельнов В.С. Техника большихимпульсных токов и магнитных полей.5 М 1970, с. 184-185.2. павлов В.А. Вращающийся разрядник. Межвузовский сборник "Высоковольтная импульсная техникаф, Чебок-.сары, 1980, вып. 6, с. 52-57.