Коммутатор

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК А 1 17(00 ПИСАНИ ОБРЕТЕН я оннс о я - ловщениеит и комзобретени ия и упро ор содерж1-1.п, на катодом,приме п коакВМЬЭь ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(56). Козадоев А.М. Электрическиеравляющие вентили для формированмощных импульсов тока. - М.; Атоиздат, 1975, с. 5,1, рис. 9 б,Электроника, 1973, к: 6, с, 1,рис, 1 а,(57) Изобретение может быть исполвано при разработке коммутаторовэлектрических цепей, преимуществв схемах импульсных генераторов т и напряжения. Цель и вывение быстродейств конструкции,Коммутат мутирующих вентилей .тиратронов с холодным 801246358 сиальных кабелей (КК) 2.1-2.п.Центральные проводники КК на одном концеподключены к положительной шине 3 общей нагрузки, отрицательная шина 4которой подключена к объединеннымвнешним проводникам первых концов. КК.Внешний проводник второго конца каждого 1-го КК соединен с катодом(1-1)-го коммутирующего вентиля (КВ),а центральный проводник второго конца каждого х-го КК соединен с катодом 1-го КВ. В устройстве значительно снижена индуктивность рассеянияиндуктивных делителей тока, что позволило повысить быстродействие коммутатора и уменьшить искажение формыкоммутируемого импульса. В описанииизобретения представлены вариантыИзобретение относится к электротехнике и может быть использованопри разработке коммутаторов электрических цепей, преимущественно в схемах импульсных генераторов тока и , 5напряжения.Цель изобретения - повышение быстродействия и упрощение конструкции.На фиг, 1 представлена принципиальная электрическая схема коммутато 1 бра; на фиг. 2 и 3 - то же, вариантыисполнения с кабелем, намотанным накаркас, и с ферромагнитным сердечником.Устройство содержит и коммутирующих вентилей 1.1-1.п например тиратронов с холодным катодом, и п коаксиальных кабелей 2.1-2, 1. Центральные проводники кабелей на первом конде соединены между собой и подключены 1 Ок положительной шине 3 общей: нагрузки, отрицательная шина 4 которой подключена к объединенным внешним проводникам первых концов кабелей. Внешний проводник второго конца каждого-го коаксиального кабеля соединенс катодом (-1) -го, а центральный пропроводник второго конца каждого 1.-гокабеля - с катодом -го коммутирующего вентиля,ЗОКаждый коаксиальный кабель (фиг.2)свернут в коаксиальный дроссель 5.1 -5.п, например намотан на цилиндрический каркас. На фиг, 3 каждый коаксиальный кабель намотан на отдельныйферромагнитный сердечник 6.1-6.п иобразует коаксиальный дроссель 5.1-5.п.Принцип действия коммутатора и положительный эффект основываются натом, что индуктивность коаксиальногокабеля по крайней мере в 2-3 разаменьше, чем у соответствующей двух;проводной линии, и, кроме того, электромагнитное поле рассеяния (внешнее электромагнитное поле) к;оаксиального кабеля практически равно нулюпри равенстве токов в центральном ивнешнем проводнике, протекающихвстречно.Каждая катушка индуктивности анодного делителя тока в известном коммутаторе, включенная последовательнос одним из коммутирующих вентилей,имеет не только индуктивную связь скатушкой, включенной последовательнос другим коммутирующим вентилем, нои кроме того, непосредственную гальваническую связь со второй катушкой,включенной последовательно первой. Поэтому при изготовлении анодного де - лителя тока по известной схеме с применением коаксиальцьгх дросселей возникают конструктивные трудности, свя- занные со стыковкой отрезков коаксиальных кабелей. В предлагаемом коммутаторе испольэунтся индуктивности проводников коаксиального кабеля, подключенных как к аноду, так и к катоду коммутирующего вентиля. Это позволяет использовать неразрывные коаксиальные кабели, которые, в случае необходимости могут быть свернуты в коаксиальные дроссели, что приводит к упрощению конструкции коммутатора. Поэтому в предлагаемом коммутаторе для достижения поставленной цели существенным является как использование коаксиальных кабелей, так и схема их подключения.Коммутатор работает следующим образом.При наличии на шинах 3 и 4 коммутируемого напряжения с указанной на . схеме полярностью, после подачи на сетки коммутирующих вентилей 1,1 - 1.п поджигающих импульсов, происходит включение указанных вентилей. При одновременном включении и равенстве внутренних сопротивлений по внешним и центральным проводникам коаксиальных кабелей 2,1-2.п протекают встречные и равные токи. Внешнее электромагнитное поле кабелеЙ равно нулю, и индуктивность цепей, подключенных к коммутирующим вентилям, равна индуктивности коаксиального кабеля, которая в 2-3 раза меньше индуктивности двухпроводной линии, образованной проводниками разных кабелей, подключенных к одному коммутирующему вентилю. Таким образом, при согласовании включении коммутирующих вентилей 1,1 - 1.п благодаря равенству нулю индуктивности рассеяния коаксиальных кабелей достигается повышение быстродействия коммутатора и малые искажения формы импульса.При неодновременном включении коммутирующих вентилей скорость нарастания тока в первом включившемся вентиле ограничивается относительно высокой индуктивностью двухпроводной линии, образованной проводниками разных кабелей. Благодаря наличию падениянапряжения на этой индуктивности включившийся первым вентиль не шунтп 1 24 г 6350рует остальные. Кроме того, ЭДС взаимоиндукции, наводимая в проводниках кабелей, подключенных к запаздывающим вентилям, ускоряет их включение. Эти процессы позволяют синхронизировать включение всех вентилей и способствуют выравниванию токов, протекающих через вентили, что снижает токовые перегрузки на вентилях, включившихся первыми. Например, допустим,го что вентиль 1.1 включился первым.Скорость нарастания тока ограничивается относительно высокой индуктивностью двухпроводной линии, образованнои проводниками; центральным канбеля 2.1 и внешним кабеля 2.2.Падение напряжения на этой индуктивности, равное20где 1 - ток, протекающий по включенному вентилю;- время,приложено к остальным, не включенным, вентилям 1.2-1.п. На внешнем проводнике кабеля 2.1 и центральном проводнике кабеля 2.п наводится ЭДС взаимоиндукции, равная30Б, =М -- гдгде М - величина взаимной индуктив-ности между центральным ивнешним проводниками коаксиального кабеля.Эта ЭДС вызывает на коммутирующих вентилях 1.2 и 1.п перенапряжение, ускоряющее их включение. После включения вентилей 1.2 и 1.п аналогичным 40 образом указанные факторы ускоряют включение и способствуют выравниванию токов в остальных коммутирующих вентиляхКоммутатор на фиг. 2 работает аналогично. Особенностью его является то, что намотка коаксиального кабеля на кольцевой каркас позволяет многократно увеличить индуктивность цепей, образованных проводниками разных ка белей, подключенных к коммутирующим вентилям, которые включились первыми. Вместе с тем эти коаксиальные дроссели не оказывают никакого влияния на форму импульса коммутируемого тока 55 при согласованном включении всех вентилей. Так как гри равенстве токов, гпротекающих встречно по центральному и внешнему проводникам каждого кабеля, все электромагнитное поле сосредоточено внутри кабеля, общий магнитный поток, сцепленный со всеми витками дросселя, отсутствует, а следова. тельно, индуктивность такого коаксиального дросселя не отличается от индуктивности коаксиального кабеля. При неодновременном включении коммутирующих вентилей 1.1-1.п коаксиальные дроссели 5.1-5.п создают индуктивное сопротивление для разностного тока, протекающего по проводникам оДного и того же кабеля.Коммутатор на фиг. 3 работает аналогично коммутатору на фиг, 2. При одновременном включении коммутирующих вентилей внешнее электромагнитное поле кабелей 2.1-2.п отсутствует, а следовательно, магнитный поток сердечников 6.1-6.п равен нулю. В этом случае ферромагнитные сердечники 6.1-6.п не влияют на индуктивность цепей коммутатора. При неодновременном включении вентилей индуктивность цепей, образованных проводниками, подключенными к вентилям, включившимся первыми, в / раз вьппе, чем у коммутатора на фиг. 2. (где р - величина относительной магнитной проницаемости сердечников 6,1-6.п). Поэтому эффективность выравнивания токов между вентилями вьппе, чем у коммутаторов на фиг. 1 и 2.Выбор одной из схем коммутаторов при практическом применении изображения производится в зависимости от величины минимально необходимой индуктивности делителя тока.Таким образом, в предлагаемом ком.- мутаторе значительно снижается индуктивность рассеяния индуктивных делителей тока, что позволяет повысить быстродействие и .уменьшить искажение формы коммутируемого импульса тока или напряжения, а также упрощается конструкция.Формула изобретения1. Коммутатор, содержащий и коммутирующих вентилей и шины общей нагрузки, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повьппения быстродействия и упрощения конструкции, введены и коаксиальных кабелей равной длины, причем центральные проводники первых концов коаксиальных кабелей подключе46358 оставитель Л. Багяехред Л.Олейник тор И.Эрдейи В. Петр Реда писное 816 Заказ 40 ТирГосудар елам изо осква, Ж комитета СССРоткрытийкая наб. д. НИИ ственногобретений-35, Рауш 113035,изводственно-полиграфическое предприятие г. Ужгород, ул. Проектная, 4 3 12 ны к первойшине общей нагрузки, центральный проводник каждого второго конца 1-го коаксиального кабеля соединен с первым силовым выводом -го коммутирующего вентиля, внешний проводник второго конца -го коаксиального кабеля соединен с вторым силовым выводом (1"1)-го коммутирующего вентиля, внешний проводник второго конца первого коаксиального кабеля - с вторым силовым выводом и-го коммутирующего вентиля, а внешние проводники первых концов коаксиальных кабелей соединены между собой и подключены к второй шине общей нагрузки.2. Коммутатор по п. 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что каждый коаксиальный кабель намотан на цилиндрический каркас. 3. Коммутатор по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что каждыйцилиндрический каркас снабжен ферромагнитным сердечником.