Спиральный генератор импульсов напряжения

Союз СоветсникСоцивлистичесиикРеспублик в 1961112 ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(51) М. Кл. Н 03 К 3/53 Ркудерстеаииый комитет СССР ао делам изобретеиий я отирытий(23) Приоритет Опубликовано 23.09.82. Бюллетень 35 Дата опубликования описания 23. 09, 82(72) Авторы изобретения В. А. Авруцкий и Г. В. Наймарк сковский ордена Ленина энергетически 71) Заявитель 54) СПИРАЛЬНЫЙ ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСОВ НАПРЯЖЕНИ Изобретение относится к высоко"вольтной импульсной технике и можетбыть использовано для получения наносекундных импульсов напряжения амплитудой в десятки и сотни киловольт.м5Известен спиральныи генератор, со. держащий две наложенные . одна на другую и свернутые в спираль проводящие ленты изолированные по всей длинерасположенными между ними изоляционными лентами. Проводящие ленты выполнены из материала с выоокой магнитной проницаемостью и покрыты слоем материала с высокой проводимостью.На одном конце спирали к проводящимлентам подключен искровой разрядник 11Наиболее близкимрешением к предлагемому является спиральный генератор, содержащий две проводящие 2 о и две изоляционные ленты, наложенные поочередно одна на другую и свернутые в спираль. Проводящие ленты выполнены из материала с высокой проводимостью, например из меди.На одном конце спирали или в середи. не ее к проводящим лентам подключен искровой разрядник Г 23.Недостатком известных устройств является то, что для увеличения амплитуды .выходного импульса напряжения требуется увеличение числа витков намотки и отсутствует возможность регулировки Формы импульса без изменения конструкции генератора. Рост выходного напряжения, однако, не пропорционален росту числа витков из-за одновременного уменьшения коэффициента использования 3 1. Например, уве" личение числа витков в три раза уменьшает коэффициент использования на 30- 50, а в пять раз - на 50-70, форма выходного импульса напряжения при данной конструкции остается неизменной, варьировать можно лишь амплитуду импульса путем изменения зарядного нап- ряжения генератора.3 96111Целью изобретения является уввличение амплитуды выходного импульсанапряжения и регулировка формы импульса беэ изменения конструкции генератораПоставленная цель достигается тем,что в спиральном генераторе импуль"сов напряжения, содержащем проводящиеи иэоляционные ленты, наложенныепоочередно одна на другую и свернутые 10в. спираль так, что каждая пара сосед"них проводящих лент. образует полосковую линию, искровой разрядник и шину запуска, полосковая линия выполне", на из нескольких секций, параллельно входу каждой из которых включендополнительный искровой разрядники в каждую секцию введен разделительный конденсатор, адин вывод которого подключен к управляющему 20электроду разрядника, а другой выводподключен к шине запуска, причем ко"нец каждой секции соединен с началом следующей, а нагрузка подклю"чена, между началом первой и концоМ 25последней секций.Последовательно с разделительнымконденсатором каждой секции включен,регулируемый резистор.Выполнение обмотки генератора сек" зОционированной позволяет увеличитьамплитуду выходного импульса напряжения без снижения коэффициента ис пользования устройства. Применениерегулируемого резистора позволяетв широких пределах регулироватьформу выходного импульса напряжения.На чертеже показан генератор с обгмоткой из трех секций,Гвнератор содержит проводящие ленты 1-6 (изоляционные ленты не показаны), образующие полосковые линии,искровые разрядники 7-9,.регулируемые резисторы 10- 12, разделительныеконденсаторы 13- 15 резисторы 16"18 цепи зарядки. Внешние проводящиеленты 13-15 всех секций соединеныпоследовательно шинами 19 и 20, лента 5 третьей секции на свободном конце заземлена шиной 21. К двум рядом - 5 Орасположенным концам проводящих лент1 и 2, 3 и ч, 5 и 6 каждой секцииподключены основные электроды управляемых искровых разрядников 7-9.С управляющими электродами разрядник 05ков соединены последовательно включенные управляемые резисторы 10- 12и разделительные конденсаторы 13- 15,2 аНе связанные с резисторами обкладки конденсаторов соединены шинами 22-2 с шиной 25 запуска, на которую подается пусковой импульс напряжения. Нагрузка генератора 26 включается между заземленной шиной и соединенным с искровым разрядником 7 концом проводящей ленты 1Резисторы 16-18 цепи зарядки образуют последовательную цепочку, в которой резисторы 16 и 17 связаны с двумя внутренними проводящими лентами 2 и 4, 4 и 6 соседних секций, а резистор 18 - с лентой 6 и источником постоянного напряжения.Спиральный генератор импульсов напряжения работает следующим обра 3 омВ статическом режиме полосковые 1 линии каждой секции заряжены до нап. ряжения Оо , но векторы напряжения в соседних слоях обмотки (показаны стрелками) направлены в противоположные стороны и напряжение на выходе генератора О равно нулю, Разделительные кондейсаторы 13- 15 развязывают зарядную цепь генератора и цепь поджига искровых разрядников 7"9. После срабатывания искровых разрядников 7-9 связанные с ними полосковые линии начинают разряжаться и по каждой линии идет волна нап" ряжения, При отражении от противоположного разомкнутого конца линии в момент 1 = волна удваивает свою амплитуду и линия пврезаряжается.Через время 2 С, когда волна прихо дит к искровому разряднику, векторы напряжения во всех слоях оказываются направленными в одну сторону и на выходе каждой секции появляется напряжение 0,1= 2 п 0 о где 3 коэффициент использования, и - число витков секции. Напряжение на выходе генератора равно алгебраической сумме напряжений на отдельных секциях. Если секции выполнены идентичными,время пробега всех волн напряжения одинаково при одновременном поджиге разрядников 7-9 и в момент= 2 Г напряжение на выходе генератора О = 2 в и О где в - число секций. Поскольку с увеличением чисЛа витков величинападает, выходное напряжение генератора с секционирован-, ной обмоткой больше выходного напряжения генератора с одной обмоткой и961112 5числом витков М = щ и при равных зарядных напряжениях Ою т.е. Ьформула изобретения=О 4 Регулируемые резисторы 10-12 поз воляют произвольно изменять момент срабатывания каждого искрового разрядника, что дает возможность изме нять форму кривой выходного напряжения, являющейся алгебраической суммой кривых напряжения на каждой секции. Благодаря этому на выходе . спирального генератора может быть получен импульс напряжения требуемой формы, В частности, импульс может быть как колебательным, так и униполярным (спиральный генератор с несекционированной обмоткой дает только колебательный импульс).Конструктивное исполнение генератора может быть различным. Напри-, мер, все секции могут быть намотаны на общем полом сердечнике и шины 19-21 пропущены внутри этого сердечника.Таким образом, предлагаемый генератор позволяет при том же расходе металла и пленочной изоляции, что и в генераторе с одной обмоткой, получить примерно вдвое большее выходное напряжение (КФ 2). Кроме того, при испытаниях какого-либо объекта импульсами различной формы достаточно одного генератора и не требуется набор из нескольких устройств, каждое из которых обеспечивает импульс лишь одной формы. 1. Спиральный генератор импульсовнапряжения, содержащий проводящие из изоляционные ленты, наложенные поочередно одна на другую и свернутыев спираль так, что каждая пара соседних проводящих лент образует полосковую линию, искровой разрядник0 и шину запуска, о т л и ч а ю щ ийс я тем, что, с целью увеличения амплитуды выходного импульса напряжения, полосковая линия выполнена изнескольких секций, параллельно входуИ каждой из которых включен дополйительный искровой разрядник и в. каждую секцию введен разделительный конденсатор, один вывод которого подключен к управляющему электроду раз 20 рядника, а другой подключен к шинезапуска, причем конец каждой секциисоединен с началом следующей, а нагрузка подключена между началом первой и концом последней секций.1ф . 2. Генератор по п,1, от л и ч а ю,щ и й с я тем, что,с целью регулировки формы выходного импульса напряжения, последовательно с разделительным конденсатором каждой секцииЗО включен регулируемый резистор.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРй 335782, кл. Н 03 К 3/53, 1972,з 2, Патент США У 3289015,кл. 307-110, 1967.3 Герасимов А, Б. Спиральный ге-нератор импульсного,напряжения-. ПТЭ,1970, Ю 3, с. 163-165.