Подстроечный вакуумный конденсатор

, К ПАТЕНТ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ЛАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССРГОСПАТЕНТ СССР)(71) ББЦ Браун Бовери АГ(СН)(72) Ханс Ульрих Боксбергер (СН)и К)райТомленович(УЩ(56) Патент США ЬВ 3270259, .кл. 317-230,1965,Патент Швейцарии Ъ 656740,кл, Н 01 6 5/01, 15,07.86,(54) ПОДСТРОЕЧНЫЙ ВАКУУМНЫЙ КОНДЕНСАТОР(57) Изобретение относится к высокочастот, ной технике, а более точно к конструкциямподстроечных вакуумных конденсаторов особенно для больших мощностей. Цель изобретения - уменьшение собствен ной индуктивности конденсатора, В подстроечном вакуумном конденсаторе, в котором в вакуумно-плотном корпусе расположены две системы электродов (6, 7), из которых верхняя система(6) является перемещаемой и соединена с крышкой(3) корпуса токоподводящим сильфоном (9), паразитная собственная индуктивность уменьшена благодаря тому, что сильфон (9) своим наружным диаметром (б) и окружающая его электропроводная оболочка своим внутренним диаметром (Р) согласуются друг с другом. 5 з.п. ф-лы, 4 ил.Изобретение относится к высокочастотной технике, а более точно к конструкциям подстроечных вакуумных конденсаторов, особенно для больших мощностей,Целью изобретения является уменьшение собственной индуктивности конденсатора,На фиг. 1 показана схема подстроечного вакуумного конденсатора согласно прототипу, сечение; на фиг, 2 - вакуумный конденсатор в соответствии с первым примером выполнения изобретения, сечение; на фиг, 3 - то же, в соответствии со вторым примером выполнения изобретения; на фиг.4 - то же, в соответствии с третьим примером выполнения изобретения,Примеры выполнения изобретения.Принципиальная конструкция известного подстроечного вакуумного конденсаторэ схематично показана на фиг. 1 в разрезе, Левая половина фигуры при этом показывает конфигурацию конденсатора при минимальной емкости, соответственно правая половина - конфигурацию при максимальной емкости. Аналогичное разделение имеет место и на остальных фиг. 2 - 4.Вакуумный конденсатор на фиг. 1 содержит вакуумноплотный корпус, который состоит из цилиндрической стеклянной или керамической изоляционной оболочки 1, примыкающей сверху к изоляционной оболочке 1 верхней металлической оболочки 2, которая сверху закрыта крышкой 3, и примыкающей снизу к оболочке 1 нижней ме- таллической оболочки 4, которая снизу закрыта днищем 5. Верхняя и нижняя металлические оболочки 2 и 4 являются цилиндрическими и имеют обычно такой же диаметр, как и изоляционная оболочка 1,Внутри корпуса расположены верхняя система электродов 6 и нижняя система электродов 7, которые совместно образуют регулируемую емкость, Обе системы электродов в большинстве случаев представляют собой комплекты кольцеобразных концентрических пластин, входящих друг в друга.Нижняя система электродов 7 жестко смонтирована на днище 5, Верхняя система электродов 6 может перемещаться вдоль оси корпуса, Перемещение и, следовательно, изменение емкости производится с помощью управляющей штанги 8, которая приводится в движение не показанным на чертеже винтовым механизмом.Управляющая штанга 8 проходит через отверстие в крышке 3 к расположенному снаружи винтовому механизму, Чтобы, несмотря на наличие отверстия в крышке 3, обеспечить герметичность, предусмотрен растягивающийся в продольном направлении сильфон 9, который концентрически окружает управляющую штангу 8 и соединенсверху с крышкой 3, а снизу - с верхнейсистемой электродов 6,В примере, показанном на фиг, 1, сильфон 9 служит не только в качестве герметизирующего элемента, но и в качестветокоподвода к верхней системе электродов6, Высокочастотный рабочий ток течет от10 участка подключения на наружной сторонекрышки 3 в направлении стрелок, показанньх на левой стороне фиг, 1, по наружнойстороне верхней металлической оболочки 2,по внутренней стороне этой оболочки 2, по15 внутренней стороне крышки 3 и по наружной стороне сильфона 9 к верхней системеэлектродов 6.Верхняя металлическая оболочка 2представляет собой электропроводную обо 20 лочку, которая концентрически окружает токоведущий сильфон 9 и вместе с нимобразует коаксиальную линию. Таким же образом другой участок вакуумного конденсатора можно представить в виде25 коаксиальной линии,Чтобы определить собственную индуктивность показанного вакуумного конденсатора, можно вычислить в первомприближении погонную индуктивность с по 30 мощью формул, известных из теории коаксиальных линий;(2) 1 - -21 п(О/б)=Л/30, нГ/см,где Е - волновое сопротивление, Е - погон 35 ная индуктивность, б - внутренний диаметрпроводника, О - наружный диаметр проводника,В случае отрезка коаксиальной линии изсильфона 9 и верхней металлической обо"0 лочки 2, являющейся электропроводнойоболочкой, наружный диаметр сильфона 9,как показано на фиг. 1, соответствует внутреннему диаметру о проводника, а внутренний диаметр электропроводной оболочки45 (верхняя металлическая оболочка 2) - наружному диаметру О проводника,Для вакуумного конденсатора, показанного на фиг, 1 типа с параметрами б =75 мм,О 187 мм и длиной верхней металлической50 оболочки 2 107 мм, а также со сравнимымиразмерами в нижней части конденсатораполная собственная индуктивность, вычисленная по формулам (1) и (2), составляетоколо 42 нГ, При этом предполагается, чтовакуумный конденсатор находится в положении максимальной емкости (правая сторона на фиг. 1), а на участке изоляционнойоболочки 1 недостающий до коаксиальнойлинии наружный проводник располагается10 20 25 30 45 50 прямо на наружной поверхности изоляционной оболочки 1,Из этих 42 иГ 19,5 падает на зону силь- фона от крышки 3 до изоляционной оболочки 1 и 12 нГ на участок сильфона внутри изоляционной оболочки 1.Из этих приблизительных расчетов следует, что больше половины всей собственной индуктивности представленного вакуумного конденсатора выпадает на долю зоны сильфона. Поэтому эффективного уменьшения собственной индуктивности можно достигнуть только путем конструктивных изменений в зоне сильфона,Так как согласно формулам (1) и (2) погонная индуктивность логарифмически зависит от соотношения диаметров О/О участка коаксиальной линии, то есть в случае вакуумнсго конденсатора - от соотношения наружного диаметра токоведущего сильфона 9 и внутреннего диаметра электропроводной оболочки (верхней металлической оболочки 2), то уменьшение соотношения диаметров ведет к соответствующему сокращению собственной индукти Вности.Согласно изобретению это достигается тем, что сильфон 9 своим наружным диаметром и электропроводная оболочка своим внутренним диаметром согласуются друг с другом.Предпочтительно, если указанное соотношение диаметров меньше 1,5, в частности, меньше 1,2. Такое соотношение диаметров достигается, например, в том случае, если привышеуказанном размере О = 187 мм сильфон 9 расширить до наружного диаметра д = 167 мм, то есть если расстояние между сильфоном 9 и электро- проводной оболочкой будет составлять лишь 10 мм,Такое увеличение диаметра сильфона сокращает собственную индуктивность в зоне сильфона с 19,5 нГ да 2,4 нГ.Согласование диаметров сильфона и электропроваднай оболочки можно осуществить различными способами (фиг, 2 - 4).В примере, показанном на фиг. 2, корпус вакуумного конденсатора остался в своей первоначальной форме; диаметр верхней металлической оболо 1 ки 2 приблизительно равен диаметру изоляционной оболочки 1. Здесь согласование обеспечивается том, что наружный диаметр сильфона 9 приравнен к внутреннему диаметру верхней металлической оболочки 2 (которая здесь является электропроводной оболочкой).Преимущество этого примера выполнения изобретения заключается в том, что не меняется наружная геометрия вакуумного конденсатора и, следовательно, сохраняются условия его монтажа. Кроме того, увеличение диаметра сильфона ведет к уменьшению собственной индуктивности не только на участке верхней металлической оболочки 2, но и на участке изоляционной оболочки 1. Однако большое увеличение диаметра сильфона создает уже указанные вначале проблемы обслуживания, так как, вследствие большой площади поперечного сечения, велико усилие атмосферного давпения на верхнюю систему электродов 6. Пример выполнения, показанный на фиг. 3, базируется на известном сильфане 9 малого диаметра. Здесь согласование достигается тем, что в корпус на участке верхней металлической оболочки 2 дополнительно вставлена внутренняя металлическая оболочка 10, которая выполняет роль электрапроводной оболочки вместо верхней металлической оболочки 2 и внутренний диаметр которой близок диаметрусильфона, Такая конфигурация обеспечивает изменение хода высокочастотного рабочего тока, который на левой половине фиг, 3 показан стрелками,Преимущество такого примера выполнения изобретения заключается в том. что не нужно менять наружную геометрию вакуумного конденсатора. Кроме того, при этом нет проблемы обслуживания, которая возникает в случае сильфона с увеличенным диаметром.Б примере выполнения на фиг, 4 также показан сильфон 9 с малым диаметром, Согласо ва ние внутреннего диаметра. электро- проводной оболочки обеспечивается здесь не путем использования внутренней металлической оболочки, а г 1 утем соответствующего выполнения верхней металлической оболочки 2, которая от большого диаметра изоляционной оболочки 1 переходит в узкий участок, окружающий сильфон 9,Преимущество этого примера заключается в простоте конструкции, но при этом меняется наружная геометрия вакуумного конденсатора,Примеры выполнения, показанные на фиг. 3 и 4, в отличие от примера, показанного на фиг. 2, обеспечивают сокращение собственной индуктивности только на участке верхней металлической оболочки 2, но не на участке изоляционной оболочки 1, где сохраняется первоначальное соотношение диаметров,При изложении изобретения все время речь шла о токоведущем сильфоне, который к тому же является герметизирующим элементом. Однако изобретение не ограничи вается этим простым случаем, но распространяется и на те случаи, когда герметизиру 1 ощим и токоведущим являются различные сильфоны или несколько сильфонов выполняют обе функции,Кроме того, необходимо принять во внимание, что прежде всего для вакуумных конденсаторов с принудительным охлаждением токоведущего сипьфона, в которых по соображениям простоты обслуживания необходимо диаметр сильфона сохранить небольшим, примеры выполнения согласно изобретению, представленные на фиг. 3 и 4, представляют особый интерес, так как в них не предпринимается никаких изменений в отношении сильфона.В целом благодаря изобретению создан подстроечный вакуумный конденсатор, который, вследствие уменьшенной собственной индуктивности, обладает повышенной эксплуатационной надежностью и отличается от известных вакуумных конденсаторов небольшими конструктивными изменениями. Формула изобретения 1. Подстроечный вакуумный конденсатор, содержащий цилиндрический корпус, выполненный из изоляционной оболочки, верхней и нижней металлических оболочек, крышки, закрывающей верхнюю метэлйческую оболочку, и днища, закрывающего нижнюю металлическую оболочку, распопокенные в корпусе верхнюю и нижнюю системы электродов, из которых нижняя система закреплена на днище, а верхняя располокена с возможностью перемещения вдоль оси корпуса с помощьк управляющей штанги, проходящей через отверстие в крышке, по меньшей мере один сильфон,концентрически охватывающий управляющую штангу и соединяющий крышку с верхней системой элсктродов, при этом сильфониспользован в качестве токоподвода к вер 5 хней системе электродов, и электропроводную оболочку. концентрическиохватывающую сипьфон, о т л и ч а ю щ ий с я тем, что, с целгло уменьшения собственной индуктивности конденсатора, наруж 10 ный диаметр сильфона б и внутреннийдиаметр электропроводной оболочки О согласованы один с другим, а их величины0выбраны иэ соотношения -1,5,б15 2. Конденсатор по и. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что отношение величинывнутреннего диаметра электропроводнойоболочки и наружного диаметра сильфонавыбрано предпочтительно мсньше 1, 2.20 3. Конденсатор по и. 2, о т л и ч а ющ и й с я тем, что в качестве электропроводной оболочки использована верхняя металлическая оболочка, выполненная сдиаметром, равным диаметру изоляцион 25 ной оболочки.4. Конденсатор по и. 2, о т л и ч а ющ и й с я тем, что внутри металлическойооолочки расположена внутренняя металлическая оболочка, концентрически охвэть 130 вэющая сильфон, при этом наружныйдиаметр сильфона и внутренний диаметрвнутренней металлическойоболочки согла-сованы один с другим.5. Конденс.втор по и. 2, о т л и ч а ю 35 щ и й с я тем, что в качестве электропроводной оболочки использована верхняя металлическая оболочка,б, Конденсатор по пп. 4 и 5, о т л и ч а ющ и й с я тем, что сильфон выполнен с при 40 нудительным охлаждением.1828558 Составитель А. СалынскиТехред М.Моргентал Реда кт аков кт а ьский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101 роизводственно-и Заказ 2370 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5