Генератор импульсов тока

 

Изобретение может быть использовано для формирования мощных импульсов тока в индуктивной нагрузке, что позволяет получать мощные магнитные поля, необходимые в различных областях техники и экспериментальной физике, в технике линейных и циклических ускорителей. Генератор выполнен по мостовой схеме, содержащей вентили 1-4. Кроме того, генератор содержит тиристор 5, источник 6 питания, индуктивную нагрузку 7, емкостной накопитель 8 и диоды.9, 10 и 11. Первый и второй вентили выполг иены на тиристорах. Емкостной накопитель 8 выполнен на конденсаторах 12 и 13. Работа накопительных конденсаторов происходит в однополярном режиме, что увеличивает их срок службы в 2,5-3,7 раза по сравнению со сроком службы конденсаторов в прототипе . Это повышает также надежность генератора в целом. Исключение принудительной коммутации вентильного моста упрощает конструкцию генератора и также повьппает его надежность. 2 ил. (Л 00 со о vj со фиг.1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (111

А1 (50 4 Н 03 К 3/53

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

Il0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3977748/24-21 (22) 18. 11. 85 (46) 15.08.87. Бкл. У 30 (71) Институт прикладной физики

АН СССР (72) Е.А.Копелович и Б.З.Мовшевич (53) 621.384 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 684724, кл. Н 03 К 3/53, 1979 °

Фурман Э.Г. Стабилизация энергии колебательного контура ускорителя.

Приборы и техника эксперимента. 1971, Ф 5, с. 35, рис. 1. (54) ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСОВ ТОКА (57) Изобретение может быть использовано для формирования мощных импульсов тока в индуктивной нагрузке, что позволяет получать мощные магнитные поля, необходимые в различных областях техники и экспериментальной физике, в технике линейных и циклических ускорителей. Генератор выполнен по мостовой схеме, содержащей вентили 1-4. Кроме того, генератор содержит тиристор 5, источник

6 питания, индуктивную нагрузку 7, емкостной накопитель 8 и диоды,9, 10 и 11. Первый и второй вентили выпол-. нены на тиристорах. Емкостной накопитель 8 выполнен на конденсаторах

12 и 13. Работа накопительных конденсаторов происходит в однополярном режиме, что увеличивает их срок службы в 2,5-3,7 раза по сравнению со сроком службы конденсаторов в прототипе. Это повышает также надежность генератора в целом. Исключение принудительной коммутации вентильного моста упрощает конструкцию генератора и также повышает его надежность.

2 ил, 1

133073

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для формирования мощных импульсов тока в индуктивной нагрузке, что позволяет получать мощные магнитные поля, необходимые в различных областях техники и экспериментальной физики, например, в мощной высокочастотной электронике, в технике линейных и )p циклических ускорителей.

Цель изобретения — повышение надежности работы устройства эа счет увеличения срока службы накопительных конденсаторов, 15

На фиг.1 представлена электрическая принципиальная схема устройства; на фиг.2 — временные диаграммы работы.

Генератор импульсов тока содер- 20 жит мост на первом 1, втором 2, третьем -3 и четвертом 4 вентилях, пятый вентиль 5, первый, второй и пятый вентили выполнены на тиристорах, источник 6 питания, индуктивную наг- 25 рузку 7, емкостной накопитель 8, между анодом первого 1 и катодом второго 2 вентилей включен емкостной накопитель 8, анод второго вентиля 2 соединен с первым выводом индуктив- 30 ной нагрузки, первый 9, второй 10 и третий 11 диоды, а емкостной накопитель 8 выполнен на первом 12 и втором 13 последовательно соединенных конденсаторах одинаковой емкости, параллельно каждому иэ которых подключен соответствующий диод 9 и 10, аноды которых объединены, третий 3 и четвертый 4 вентили выполнены на тиристорах, катод третьего вентиля 4р

3 соединен с анодом первого вентиля 1, анод четвертого вентиля 4 соединен с катодом второго вентиля 2, анод третьего вентиля 3 соединен с анодом второго 2 и катодом пятого 5 венти- 45 лей, второй вывод индуктивной нагрузки подключен через катод-анод третьего диода 11 к катодам первого 1 и четвертого 4 вентилей и к об1Цей шине источника 6 питания, положительная шина которого соединена с анодом пятого вентиля 5.

В установившемся режиме генератор импульсов тока работает следующим 55 образом.

Пусть в момент времени tp (см. фиг.2а) конденсатор 12 заряжен до напряжения П, а напряжение на кон1 2 денсаторе 13 равно нулю. При подаче импульсов управления на тиристоры 1 и 2 происходит разряд емкостного накопителя на индуктивную нагрузку 7 через диод 11. В индуктивной нагрузке 7 (см. фиг.2б) формируется синусоидальный импульс тока с амплитудой и длительностью

1 2 где L — индуктивность нагрузки;

С вЂ” емкость каждого накопительного конденсатора;

R — активное сопротивление разрядного LC-контура.

К моменту времени tg окончания импульса тока в индуктивной нагрузке конденсатор 12 разряжается до

Uм фри напряжения U — (1 — е, ) а

2 конденсатор 13 заряжается до напряUw -7у у жения Ug -- (1 + е / ), где

2L

С вЂ” — добротность разрядного конR тура, и тиристоры 1 и 2 выключаются.

В этот же момент времени tg подаются управляющие импульсы на тиристоры (вентили) 5, 1 и 2 и происходит подзаряд емкостного накопителя от источника 6 питания (диод 11 предотвращает протекание зарядного тока через индуктивную нагрузку 7). К моменту времени tg конденсатор 12 разряжается до нуля, а конденсатор 13 заряжается до U . В момент времени tg открываются тиристоры (вентили) 3 и 4 и диод 11 и в индуктивной нагрузке 7 формируется следующий импульс разрядного тока. К моменту времени t3 окончания импульса тока в индуктивной нагрузке 7 конденсатор 13 разряжается до Ug, а конденсатор 12 заряжается до U<. В этот же момент времени t подаются управляющие импуль3 сы на тиристоры (вентили) 5, 3 и 4 и на интервале времени t - tq происходит подзаряд емкостного накопителя от источника 6 питания. При этом конденсатор 13 разряжается до нуля, 31

4krt.1

Составитель П.Чижиков

Техред И.Верес Корректор А.Обручар

Редактор Н.Киштулинец

Заказ 3591/55 Тираж 901 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

3 13307 а конденсатор 12 заряжается до U . С момента времени tq работа генератора импульсов тока происходит аналогичным образом. Диоды 9 и 10 предотвращают появление напряжения обратной полярности на конденсаторах 12 и 13 в процессе выхода генератора импульса тока на установившийся режим после его включения при нулевых напряжениях íà 10 конденсаторах 12 и 13.

В указанном конкретном варианте исполнения генератор импульсов тока имел следующие выходные параметры:

?щ = 1 кА, i< = 1,3 мс, f = 30 Гц. 1б

Поскольку предлагаемое устройство обеспечивает работу накопительных конденсаторов 12 и 13 в однополярном режиме, срок службы их увеличивается в 2,5-3,7 раза по сравнению со сро- 20 ком службы накопительных конденсаторов в прототипе, что приводит к увеличению надежности в целом предлагаемого генератора импульсов тока.

Кроме того, отсутствие принудительной коммутации вентильного моста упрощает конструкцию предлагаемого генератора импульсов тока °

Формулаизобретения

Генератор импульсов тока, содержащий мост на первом, втором, третьем и четвертом вентилях, пятый вентиль, первый, второй и пятый вентили выполнены на тиристорах, источник питания, индуктивную нагрузку, емкостной накопитель, между анодом первого и катодом второго вентилей включен емкостной накопитель, анод второго вентиля соединен с первым выводом индуктивной нагрузки, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения надежности работы устройства за счет увеличения срока службы накопительных конденсаторов, в него введены первый, второй и третий диоды, а емкостной накопитель выполнен на первом и втором последовательно соединенных конденсаторах одинаковой емкости, параллельно каждому из которых подключен соответствующий диод, аноды которых объединены, третий и четвертый вентили выполнены на тиристорах, катод третьего вентиля соединен с анодом первого вентиля, анод четвертого вентиля соединен с катодом второго вентиля, анод третьего вентиля соединен с анодом второго и катодом пятого вентилей, второй вывод индуктивной нагрузки подключен через катод — анод третьего диода к катодам первого и четвертого вентилей и к общей шине источника питания, положительная шина которого соединена с анодом пятого вентиля.