Генератор высоковольтных импульсов тока

СОЮЗ СООЕТСНИХ

СОН ЛВ

РЕСПУБЛИК

>f59 II 03 K 3 53

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOINf СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Фъ

)Я (4 (21) 3352259/18-21 (22) 11. 11. 81 .(46) 30.03.83. Бюл. Ф 12 (72) А.В.Григорьев и IO.A.×óáàíîâà (71) Ленинградский ордена Ленина политехнический институт им. И..И.Калинина (53) 621. 373 (088. 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

В 422078, кл. Н 03 К 3/53, 23.02.71, 2. АвтОрское свидетельство СССР

В 331508, кл. Н 03 К. 3/53, 20.11. 70. (54)(57) ГЕНЕРАТОР ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ

ИМПУЛЬСОВ ТОКА, содержащий ряд работающих на одну нагрузку цепочек, причем каждая цепочка содержит емSU А костный накопитель энергии, соединенный через индуктивность со средним выводом, и тиристорный коммутатор с нагрузкой, отличающийся тем, что, с целью повышения степени защиты тиристорных коммутаторов от токов короткого заьнкания, в каждую цепочку генератора дополнительно введены нелинейный резистор и управляеьый твердотельный разрядник, который подключен между средним выводом ин..дуктивности и входом тиристорного

:коммутатора, при этом нелинейный резистор соедйнен с управляющим входом твердотельного разрядника и средним выводом индуктивности. е.

1008891

Изобретение относится к электротехникк е, а именно технике высоких напряжений, высоковольтной импульсной технике, и может быть использовано при создании электрофиэических установок, предназначенных для изучения магнитной кумуляции, изучения поведения материалов в. сильном магнитном поле, испытания сильтоточных элементов электрических схем (кабелей, контактов, аппаратов и шин),фокусировки.электронного пучка.

Известен генератор высоковольтных .импульсов, содержащий управляемый выпрямитель с емкостным фильтром, причем его вход присоединен к 15 питающей сети, а выход через токоограничивающий дроссель подключен к зарядному коммутатору, представляющему собой мостовой инвертор, в рабочую диагональ которого включен ем- 2р костной накопитель, параллельно которому подключена цепь, состоящая из последовательного соединения первичной обмотки трансформатора и разрядного тиристорного коммутатора (1J. 25

Недостатком указанного генератора является отсутствие защиты разрядного коммутатора, как от скорости нарастания разрядного тока, так и от токов короткбго замыкания, возникающих в цепи при коротком замыкании на нагрузке., Наиболее близким к предлагаемому

Ф является генератор высоковольтных импульсов тока, содержащий ряд, ра- р ботающих на одну нагрузку цепочек, причем каждая цепочка содержит емкостной накопитель энергии, соединенный через индуктивность со средним выводом, и тиристорный коммутатор с нагрузкой $2) .

Недостатком известного генератора является низкая степень защиты тиристорных коммутаторов от токов короткого замыкания, что приводит к отсутствию цепи контроля разрядного 45 тока.

Генератор работает следующим образом.

В нормальном режиме при подаче управляемого импульса на тиристорный коммутатор 3 происходит разряд предварительно заряженного емкостного накопителя 1 на нагрузку 4. При этом в цепи нелинейного резистора 5 ток практически равен нулю", так как падение напряжения на второй секции индуктивности 2 меньше порога открывания резистора 5, инициирование разряда в твердотельном разряднике б отсутствует. В нагрузке 4 протекает ток, определяемый параметрами основной цепи.

Наиболее неблагоприятным с точки зрения работы тиристоров является режим, при котором в момент подачи управляющего импульса на тиристорный коммутатор 3 происходит короткое замыкание на нагрузке 4. Так как тиристорный коммутатор 3 включается не сразу, а с задержкой, составляющей величину порядка нескольких десятков микросекунд и ток в цепи при этом составляет малую величину, то напряжение накопителя делится между индуктивностью 2 и тиристорным коммутатором 3.. К моменту полного открывания тиристорного коммутатора 3 его сопротивление становится практически равным нулю и все напряжение прикладывается к индуктивности 2. Величина индуктивности 2 выбирается из: соображений обеспечения допустимой для тиристорного коммутатора скорости нарастания прямого тока. Как только напряжение на второй секции индуктивности 2 достигает значения равного пороговому напряжению соответствующего класса нелинейного, например оксидно-цинкового, резистора 5, его сопротивление резко падает и в цепи нелинейный резистор - управляющий вход твердотельного разрядника б (взрывающийся проводник) нарастает ток. По достижении тока определенЦель изобретения — повышение степени защиты тиристорных коммутаторов от токов короткого замыкания.

Поставленная цель достигается тем, что в генератор высоковольтных импульсов тока, содержащий ряд работающих на одну нагрузку цепочек, причем каждая цепочка содержит емкостной накопитель энергии, соединенный через индуктивность со средним выводом, и тиристорный коммутатор с нагрузкой, в каждую цепочку генера- тора дополнительно введены нелинейный резистор и управляевый твердо- 60 тельный разрядник, который подключен между средним выводом индуктивности и входом тиристорного коммутатора, при этом нелинейный резистор соединен с управляющим входом твердотель- 65 ного разрядника и средним выводом индуктивности.

На чертеже приведена схема предлагаемого генератора.

Генератор содержит ряд работающих на одну нагрузку цепочек, причем каждая цепочка содержит емкостной накопитель 1 энергии, соединенный через индуктивность 2 и тиристорный коммутатор 3 с нагрузкой 4, нелинейный резистор 5 и управляемый твердотельный разрядник б, который подключен между средним выводом индуктивности, 2 и входом тирисТорного коммутатора 3, причем нелинейный резистор 5 соединен с управляющим входом твердотельного разрядника б и средним выводом индуктивности 2 °

1008891

Составитель В.Казаков

Редактор Н.Ковалева Техред A.Áàáèíåö - Корректор Г-Огар

Заказ 2358/67 Тираж 934 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий.

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП " Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ной- величины происходит взрыв проводника и. происходит инициирование разряда в твердотельном разряднике б. Через разрядник 6 начинает протекать ток.

При подборе соответствующим образом элементов цепи: величины индуктивности 2,. класса нелинейного резистора, определяющего величину порогового напряжения, диаметра и материала взрывающего проводника, представляющего поджигающий электрод твердотельного разрядника-.,6, можно обеспечить высокую скорость срабатывания разрядника 6. Тогда после срабатывания твердотельного разрядника б ток будет делиться между двумя цепями, первая из которых - емкостной накопитель 1 -.первая секция индуктивности 2 - твердотельный разрядник 6 - емкостной накопитель 1, а вторая — емкостной накопитель 1 - индуктивность 2 - тиристорный коммутатор 3 - нагрузка 4 - емкостной накопитель 1, обратно пропорционально индуктивностям цепей.

В предлагаемом устройстве защита тиристорных коммутаторов как от скорости нарастания токов, так и от

10 токов короткого. замыкания существенно снижает материальные затраты, связанные с устранением аварий выходом иэ строя тиристорного коммутатора, при этом количество цепо 5 чек в генераторе может быть сколь угодно велико и стоимость тиристоров составляет основную часть от стоимости генераторов.