Генератор высоковольтных импульсов

А сОюз СОВетснихЮОЮВЛИШаипеиРЕСПУБЛИК ае и 8051) НОЗКЗ ПИСАНИЕ ОБРЕТЕНЮ 1: 3ВИДЕТЕЛ ьству ВТОРСНОМУ(71) Ленинградский ордена Ленинаполитехнический институт им.М.И.Калнина(56) 1. Источники электропитаниякратковременных импульсных нагрузбольшой мощности. Сборник трудовВНИИ электропромышленности. Л., 1с. 131.2. Авторское свидетельство СССРВ 1008891. кл. Н 03 К 3/53, 1981,(54)(57) ГЕНЕРАТОР ВЫСОКОВОЛЬТНЫХИМПУЛЬСОВ тока с защитой тиристорнкоммутаторов при секционированнойнагрузке, состоящий из одинаковъццепочек, каждая из которых содерзвемкостной накопитель энергии, вьк.оковольтный вывод которого соединенс первой секцией индуктивности сотоящей из двух последовательно соединенных секций, второй конец первсекции соединен с высоковольтнымэлектродом твердотельного разрядиика, первым концом линейного резистсоединенного вторым концом с поджн дАРственный номитет сссрелАМ изОБРетений и Отнрытий гающим электродом разрядника и второй секцией индуктивности, вторые концы второй секции и поджигающего электрода твердотельного разрядника соединены с анодом управляемого тиристорного коммутатора, низковольтныйи- электрод твердотельного разрядниказаземлен, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения надежности защиты тиристорных коммутаторов ок при многократных коротких замыканияхна секционированной нагрузке, генера, тор выполнен ,из двух одинаковыхчастей, содержащих о работающихна одну нагрузку цепочек в каждойгде й1; при этом катоды тиристорных коммутаторов первой части ге-. ых нератора подключены к первому концу первичной обмотки дополнительновведенного защитного трансформатора, второй конец которой соединен спервым концом первой секции нагрузка катоды тиристорных коммутаторов с- второй части генератора подключенык первому концу вторичной обмотки ой защитного трацсформатора; второйконец которой присоединен к первомуконцу второй секции нагрузки, вторые ора, концы каждой секции нагрузки эаземленц.Изобретение относится к высоковольтной импульсной технике и можетбыть использовано в электротехническойпромышленности при создании электрофизических установок, предназначенных 5для испьггания сильноточных элементовэлектрических схем, изучения поведения материалов в сильном магнитномполе, магнитной кумуляции.Известен генератор высоковольтных 10импульсов, состоящий из 24-х блоков. Каждый блок содержит емкостнойнакопитель энергии, устройство защиты, тиристорный коммутатор и нагрузку. Устройство защиты состоит из 15защитной индуктивности и резистора,включено в разрядную цепь последовательно и ограничивает амплитуду искорость нарастания тока короткогозамыкания 11,20Указанное устройство может бьггьиспользовано многократно, однакоего включение в разрядную цепь приводит к снижению амплитуды рабочеготока в нагрузке и коэффициента использования генератора.Наиболее близким по техническойсущности и достигаемому результату к изобретению является высоковольтный генератор импульсов тока, состоя- ЗО щнй из й цепочек, каждая из кото- рых содержит емкостной накопитель, высоковольтный вывод которого соединен с первой секцией индуктивности, состоящей из двух последовательно соединенных секций. Второй конец первой секции соединен с высоковольтным электродом твердотельного разрядника и первым концом нелинейного резистора, второй конец кото рого соединен с поджигающим электродом указанного разрядника, второй вывод которого присоединен к выводу второй секциииндуктивности, Вторые концы второй секции индуктивности и поджигающего электрода твердотельного разрядника соединены с анодом управляемого тиристорного коммутатора. При этом низковольтный электрод твердотельного разрядника заземлен 2,Недостатком данного генератора является то, что устройство защиты тиристорных коммутаторов от тока короткого замыкания только одноразо ного действия, т.е. после его срабатывания происходит разрушение твердотельного разрядника. Цель изобретения - защита ти 1ристорных коммутаторов при многократных коротких замыканиях на секционированной нагрузке.Поставленная цель достигается тем, что генератор высоковольтных импульсов тока с защитой тиристорных коммутаторов нри секционированной нагрузке, состоящий из п одинаковых цепочек, каждая из которых содержит емкостной накопитель энергии, высоковольтный вывод которого соединен с первой секцией индуктивности, состоящей из двух последовательно соединенных секций, второй конец первой секции соединен с высоковольтным электродом. твердотельного разрядника, первым концом нелинейного резистора, соединенного вторым концом с поджигающим электродом разрядника и второй секцией индуктивности, вторые концы второй секции и поджигающего электрода твердотельного разрядника соединены с,анодом управляемого тиристорного коммутатора, низковольтный электрод твердотельного разрядника заземлен, выполнен из двух одинако. вых частей, содержащих 1 работающих на одну нагрузку цепочек в каждой части, где О т 1, при этом катоды тиристорных коммутаторов первой части генератора подключены к первому концу первичной обмотки дополнительно введенного защитного трансформатора, второй конец которой соединен с первым концом первой секции нагрузки, а катоды тиристорных коммутаторов второй части генератора подключены к первому концу вторичной обмотки защитного трансформатора, второй конец которой присоединен к первому концу второй секции нагрузки, а вторые концы каждой секции нагрузки заземлены.На фиг.1 показан генератор высоковольтных импульсов; на фиг.2 - блок управления тиристорными коммутаторами. Генератор (фиг.1) состоит из двух одинаковых частей по П цепочек в каждой, причем г 1 ) 1, 1(алдая цепочка содержит емкостной накопитель 1, высоковольтный электрод которого соединен с первым концом первой секции индуктианости 2, которая вторым концом соединена с высоковольтным электродом твердотельного разрядника Э, первыми концами нелинейного резистоВ предлагаемом генераторе по сравнению с известными повышена надежность защиты тиристорных коммутаторов от тока короткого замыкания. При этом также снижаются материальные затраты,.связанные с переборкой защитного 5устройства при его срабатывании в режиме короткого замыкания на нагрузке. з 11375 ра 4, второй конец которого соединен с поджигающим электродом разрядника 3l который вторым концом присоединен к второму концу второй секции индуктивности 2, включенной последовательно с анодом управляемого .тиристорного коммутатора 5, .управляющий электрод которого соединен с блоком управления 6, а катод которого в первой части соединен с первым концом пер вичной обмотки защитного трансформатора 7, второй конец которой присоединен к первому концу нагрузки 8. Во второй части анод тиристорного коммутатора 5 соединен с первичным концом вторичной обмотки трансформатора 7, второй конец которой соединен с первым концом нагрузки 8. Вторые концы нагрузок обеих частей генератора и низковольтные электроды 20 твердотельных разрядников заземлены.Блок управления 6 (фиг.2) состоит из генератора задержанных импульсов 9, который питается от электросети 220 В и выход которого соединен 25 с первичной обмоткой трансформатора 10. Вторичная обмотка этого трансформатора одним концом соединена с управляющим электродом тиристора 11, анод которого соединен с резистором 120 Второй вывод этого резистора соединен с первым концом цепочки, состоящей из 2 И последовательно соеди. ненных между собой первичных обмоток трансформаторов 13. Второй конец цепочки соединен с первым выводом35 конденсатора 14, второй вь 1 вод которого, а также вторичная обмотка трансформатора 10 и катод тиристора 11 заземлены. Параллельно конденсатору 14о включена цепочка; диод 15, резистор 16, вторичная обмотка трансформатора 17. Первичная обмотка этого трансформатора подключена к источни-. ку переменного напряжения - электросети 220 В.45Вторичные обмотки трансформаторов 13 соединены одним концом с управляющими электродами, а другим - катодами тиристорных коммутаторов 5.Генератор работает так.В нормальном режиме в блоке управления 6 осуществляется заряд конденсатора 14. Затем подается сигнал на срабатывание генератора 9, который вырабатывает импульс, открывающий тиристор 11. При этом происходит разряд конденсатора 14. Получаемый импульс передается через вторичные обмотки трансформаторов 13 на управляющие электроды тиристорнык коммутаторов 5. В результате этого происходит разряд предварительно заряженного. конденсатора 1 на нагрузку 8.При этом в цепи нелинейного резистора 4 ток практически равен нулю, так как падение напряжения на второй секции индуктивности 2 меньше порога открывания нелинейного резистора 4, инициирование разрядника 3 не происходит. В секционированной нагрузке 8 протекает ток, определяемый параметрами разрядной цепиПоследовательное включение в разрядные цепи первичной и вторичной обмо" ток защитного трансформатора не сказывается на скорости нарастания величины рабочего тока, так как ЭДС, наводимые на зажимах первичной обмотки трансформатора разрядным током первой части генератора, компенсируется ЭДС, наводимой рабочим током второй части генератора и наоборот.При коротком замыкании на нагрузке в любой из частей генератора происходит раскомпенсация ЭДС, наводимых в обм(Ргке защитного трансформатора током короткого замыкания и рабочим током части генератора, работающей в нормальном режиме.Параметры защитного трансформатора выбираются таким образом, чтобы скорость нарастания и амплитуда тока короткого замыкания не превышала допустимых значений для данного класса тиристоров. При возникновении короткого замыкания в цепи дотрансформатора или в двух нагрузках одновременно надежно срабатывает твердотельный разрядник. Таким образом выход из строя тиристор" ного коммутатора исключается..Обру Подписное ВНИИПИ по дел 113035 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная Редактор М.Келеме Заказ 10540/42