Управляемый разрядник

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК СРчные нановосибирск: ноточ ной енение в создания ния, вла- др увеуиче- разряднитывания стоит из игающего ГОСУДАРСТВЕ НЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Обьединенный институт ядерных исследований(56) Авторское свидетельство ССМ 41088, кл, Н 013 17/30,Ковальчук Б. и др. Сильнотосекундные коммутаторы. - НоНаука, 1979, с. 27-44.(54) УПРАВЛЯЕМЫЙ РАЗРЯДНИК (57) Изобретение относится к сильноточной электронике и может найти применение в высоковольтной импульсной технике, ускорительной, лазерной технике и др, Сущность изобретения; в управляемый разрядник, состоящий из двух основных электродов и поджигающего электрода, отделенного от одного из основных электродов диэлектрической втулкой, введены азимутально расположенные магнитоупругие пластинчатые электроды, кольцевой Изобретение относится к сил электронике и может найти прим мощной импульсной технике для генераторов импульсного напряж верной, ускорительной технике и Целью изобретения является ние ресурса стабильной работы кв, повышения частоты сраб разрядника. Управляемый разрядник, с двух основных электродов и поджщ 5 О. и и 1 749946 3 Н 01 3 17/44, 17/46 контактный электрод, шаговый двигатель со штангой, на которой расположен постоянный градиентный магнит. При этом магнитоупругие пластинчатые. электроды соединены с поджигающим электродом с одной стороны, а с другой - с кольцевым контактным электродом, который электрически соединен с генератором импульсного напряжения для поджига разрядника, постоянный градиентный магнит на штанге располагается напротив магнитоупругого пластинчатого и поджигающего электродов, в основные электроды выполнены коаксиальными, Для получения последовательной коммутации в разряднике один из основных электродов, не содержащий поджигающий узел, выйолнен секционированным, Решение дает улучшение физических характеристик разрядника: увеличение ресурса стабильной работы разрядника, повышение частоты срабатывания разрядника; расширение функциональных возможностей разрядника - получение последовательной коммутации, 2 ил. электрода, отделенного от одного из основных электродов диэлектрической втулкой. В узел поджигающего-электрода введены азимутально расположенные магнитоупругие пластинчатые электроды, кольцевой контактный электрод, шаговый двигатель со штангой, на которой расположен постоянный градиентный магнит, при этом магнитоупругие пластинчатые электроды соединены с и-рабочими элементами поджигающего электрода с одной стороны, а с другой - скольцевым контактным электродом. Последний электрически соединен с генератором импульсного напряжения для поджига разрядника, постоянный градиентный магнит на штанге располагается напротив магнитоупругого пластинчатого и поджигающего электродов, а основные электроды выполнены коаксиальными, При этом возможно один из основных электродов, не содержащий поджигающий узел, выполнен секцонированным.Введение в узел поджигающего электрода эзимутально расположенных магнитоупругих пластинчатых электродов, управляемых дискретно перемещающимся по азимуту постоянным градиентным магнитом, установленным нэ штанге, позволяет осуществить зажигание поджигающего разряда дискретно по азимуту путем уменьшения зазора, Это приводит к уменьшению эрозии материала диэлектрической втулки при формировании поджигающего разряда и, следовательно, к увеличению ресурса работы разрядника, Срыв плазменной струи - основного плазменного канала между ос. новными электродами разрядника приводит к сокращению времени восстановления электрической прочности межэлектродного промежутка разрядника, а следовательно, и к увеличению частоты его срабатывания. Перемещение постоянного градиентного магнита на штанге осуществляется при помощи шайбового двигателя, работа которого синхронизируется с работой поджигающего узла и самого разрядника,Выполнение секционированным одного из.основных электродов, не содержащих подвигающий узел, приводит к возможности режима работы разрядника - последовательной коммутации,На фиг.1 показан предлагаемый управляемый разрядник, а также узел 1; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.Разрядник содержит внешний основной электрод 1, металлическую вставку 2, внутренний основной электрод 3, диэлектрическую втулку 4, рабочий элемент поджигающего электрода 5, магнитоупругий и пластинчатый электрод 6, кольцевой электрод 7, диэлектрическую кольцевую вставку 8, изолятор 9, генератор 10 импульсного напряжения, постоянный градиентный маг нит 11, штангу 12, шаговый двигатель 13, блок 14 управления шаговым двигателем блок 15 синхронизации.Разрядник состоит из основных электродов 1 и 3, отделенных друг от друга изолятором 9. Электроды 1 и 3 могут быть изготовлены из меди, нержавеющей стали и других материалов, а изолятор 9 - из оргстекла, полиэтилена, керамики, кэпралона идр. Металлические вставки 2 выполняются с,резьбой для возможности регулировки межэлектродного зазора основного разрядного5 узла. Металлические вставки располагаются напротив поджигающих электродов, Привыполнении основного электрода 3 секционированным в каждой секции размещаютсяметаллические вставки 2.10 Поджигающий узел состоит из наборарабочих элементов поджигающих электродов 5, магнитоупругих и пластинчатых электродов 6 и кольцевого электрода 7.Магнитоупругий пластинчатый электрод 615 преДставляет собой магнитный контакт отгерконов. Соединение магнитоупругогопластинчатого электрода 6 с рабочим элементом поджигающего электрода 5 и кольцевым электродом 7 осуществляется20 посредством точечной сварки. Рабочий элемент поджигающего электрода 5 представляет собой металлический угольник. Этиэлектроды 5 с магнитоупругими пластинчатыми электродами располагаются напротив25 отверстий в основном электроде 3, В этиотверстия вставляются диэлектрическиевтулки 4, Диэлектрические втулки могутбыть выполнены из фторопласта, оргстекла,керамики и других материалов,30 На штанге 12 располагается постоянный градиентный магнит 11, представляющий два постоянных магнита, например,самарий-кобальтовых или бариевых магнитов, Оба магнита намагничены встречно35 друг другу. Для азимутального перемещения и установки постоянного градиентногомагнита 11 напротив рабочего элементаподжигающего электрода 5 имагнитоупругого пластинчатого электрода 6 применяет 40 ся шаговый двигатель типа ЩДили ЩД с блоками 14 управления шаговым двигате-.лем, Синхронизация перемещения постоянного градиентного магнита 11 с поджигомразрядника осуществляется при помощи45 блока 15 синхронизации, Генератор 10 импульсного напряжения для инициированиязажигания (пробоя) разрядника собран может быть по классическим схемам, например, на основе СЯ-разряда и др,50 Разрядник может иметь газовое заполнение, а также возможен вариант вакуумного разрядника. Для полученияпоследовательной коммутации основнойэлектрод.1 выполняется секционированным55 с диэлектрическими прокладками (позицияс, фиг.2).Разрядник работает следующим образом,На электроды 1 и 3 подано напряжение,которое необходимо коммутировать. Натовый магнит с поперечными размерами 2 х 5 мм и длиной 40 мм, Для управления штангой 12 используют шаговый двигатель ЩД. Электронное оборудование 10, 14, 15 используют стандартное, Диаметр электрода 3 равен 50 мм, а диаметр электрода 1-100 мм, Штангу 12 фиксируют при помощи диэлектрической вставки из фторопласта. Ресурс стабильной работы при 12 поджигающих электродах увеличивает практически в 12 раз. Ресурс работы пропорционален й й. (где йз- число поджигающих электродов, Мс - ресурс стабильной работы разрядника) и составляет2-12) 10 включений.Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет улучшить физические характеристики разрядника, а именно повысить ресурс стабильной его работы.Исследования повышения частоты срабатывания показали, что в разряднике частота может быть увеличена при указанных параметрах напряжений коммутации до 40 Гц. В известном устройстве частота срабатывания составляет 1 Гц. Таким образом, увеличение частоты срабатывания достигнуто в 40 раз,Для получения последовательной коммутации электрод 4 выполнен из четырех секций, отделенных одна от другой фторопластовыми прокладками. К каждой секции подключены коаксиальные линии, заряженные до различных напряжений: 01 = 5 кВ, 02 = 10 кВ, Оз = 15 кВ, 0 = 20 кВ. В результате срабатывания, управляемого при помощи перемещающихся поджигающих элект-.родов, получены четыре импульса на согласованной нагрузке, смещенных во вре мени один относительно другого. Смещениево времени определяется условиями запуска разрядника. Формула изобретения 10 Управляемый разрядник, .содержащийдва основных электрода и поджигающий электрод поверхностного искрового разряда по диэлектрической втулке, отделяющей его от одного из основных электродов, о т л ичающийся тем,что,сцельюповышенияресурса стабильной работы и возможности повышения частоты срабатывания, основные электроды выполнены в виде коаксиальной системы, во внутренней полой части 20 которой установлен блок поджигающегоэлектрода, выполненного в виде общего кольцевого контактного электрода, соединенного через и магнитоупругих пластинчатых электродов соответственно с и - числом 25 азимутально расположенных рабочих элементов поджигающего электрода, размещенных соответственно напротив отверстий во внутреннем основном электроде и магнитосвязан ных с постоянным гра- ЗО диентом магнитом, укрепленном навведенной по оси системы Г-образной штанге, выполненной с возможностью шагогового перемещения по окружности,1749946си, 2Составитель Т,Лакомкинаор Н.Рогулич Техред М,Моргеитал Корректор З.Лончакова Заказ 2599 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С113035, Москва, Ж, Раушскэя наб 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент, г. Ужгород, ул.Гагарина, 10