Патент на изобретение №2181925
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) ГЕНЕРАТОР ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ ИМПУЛЬСОВ
(57) Реферат: Использование: в высоковольтной импульсной технике для генерирования импульсов высокого напряжения с коротким фронтом в установках по получению электронных пучков, рентгеновского излучения и в высоковольтных импульсных технологиях. Технический результат – повышение выходного напряжения, кпд, мощности. Генератор высоковольтных импульсов включает последовательно соединенные источник импульсов, импульсный трансформатор с цилиндрическим сердечником и с коаксиально расположенным в нем токопроводом, соединяющим источник импульсов с первичной обмоткой трансформатора. Сердечник трансформатора размещен внутри токопровода, обмотки трансформатора – соосно внутри сердечника трансформатора. Один вывод вторичной обмотки присоединен к токопроводу, а другой – к нагрузке. Обмотка намотана на дополнительный сердечник, часть которого или весь имеет форму конуса. 2 з.п. ф-лы, 1 ил. Изобретение относится к высоковольтной импульсной технике, предназначено для генерирования импульсов высокого напряжения с коротким фронтом в установках по получению электронных пучков, рентгеновского излучения и в высоковольтных импульсных технологиях. Известны и широко распространены генераторы высоковольтных импульсов на основе умножения напряжения в последовательном конденсаторном контуре – генераторы Аркадьева-Маркса (см., например, Месяц Г.А., Насибов А.С., Кремнев В. В. Формирование наносекундных импульсов высокого напряжения. – М.: Энергия, 1970, 152 с.). Недостатками таких генераторов, при применении их в технологических процессах, является сложность обслуживания и эксплуатации, обусловленные наличием нескольких коммутаторов и сложностью конструкции. Более предпочтительными являются генераторы на основе импульсных трансформаторов. Они имеют меньшие габариты, только один коммутатор на сравнительно низкое напряжение, простую конструкцию и обслуживание, а также возможность изменения выходных параметров без изменения базовых элементов. Наиболее эффективным из данной группы генераторов является генератор высоковольтных импульсов, выбранный нами за прототип, описанный в а. с. 728220 – опубл. в БИ 14, 1980, с. 252. Генератор высоковольтных импульсов включает последовательно соединенные источник импульсов, импульсный трансформатор со стержневым сердечником. В сердечнике выполнено продольное отверстие, через которое пропущен токопровод, соединяющий источник импульсов с первичной обмоткой трансформатора. Основной задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение выходного напряжения, мощности, кпд и расширение области применения генератора. Технический результат, достигаемый заявленным изобретением – повышение выходного напряжения при высокой надежности генератора, получаемый за счет повышения уровня координации изоляции между высоковольтной обмоткой и корпусом, а также повышение кпд и мощности. Указанный технический результат достигается тем, что в известном генераторе высоковольтных импульсов, включающем последовательно соединенные источник импульсов, импульсный трансформатор с цилиндрическим (ферритовым) сердечником и с коаксиально расположенным в нем токопроводом, соединяющим источник импульсов с первичной обмоткой трансформатора, согласно изобретению сердечник трансформатора размещен внутри токопровода, а обмотки трансформатора расположены в свою очередь соосно внутри сердечника трансформатора, при этом один вывод вторичной обмотки присоединен к токопроводу, а другой – к нагрузке. Такое выполнение генератора позволяет более полно использовать изоляцию в генераторе, поскольку высоковольтная обмотка находится внутри токопровода, что позволяет повысить выходное напряжение генератора. Кроме того, вторичная обмотка намотана на дополнительный ферритовый сердечник. Введение дополнительного сердечника позволяет увеличить коэффициент связи между обмотками, а это всегда повышает кпд и мощность электромагнитных устройств. Кроме того, часть или весь дополнительный сердечник имеет форму конуса – это позволит повысить коэффициент связи между обмотками и приведет соответственно к увеличению кпд и мощности. На чертеже (а, б, в) приведены варианты конструкции генератора высоковольтных импульсов. Генератор (см. чертеж а, б, в) содержит последовательно соединенные источник импульсов 1, содержащий последовательно соединенные коммутатор 1.1 и конденсатор 1.2, и токопровод 2, соединяющий один выход источника с концом первичной обмотки трансформатора и являющийся корпусом генератора. В корпусе размещен цилиндрический сердечник 3, внутри которого помещена первичная обмотка 4 трансформатора, начало которой подключено к другому выходу источника импульсов. Соосно первичной обмотке 4 размещена вторичная обмотка 5, один вывод которой подключен к топроводу, а другой – к нагрузке 6. На чертеже (б) приведена конструкция генератора, снабженная дополнительным сердечником 7, на который намотана вторичная обмотка 5. На чертеже (в) приведена конструкция генератора, в котором дополнительный сердечник имеет форму конуса или часть его имеет форму конуса. Работа генератора происходит следующим образом: (а, б, в) от внешнего источника 8 производят заряд накопительного конденсатора 1.2. При заряде производят перемагничивание сердечника 3 током заряда. По окончании заряда конденсатора 1.2 срабатывает коммутатор 1.1, и импульс поступает на токопровод 2 и начало первичной обмотки 4. По мере распространения импульса по токопроводу 2 происходит его обострение и трансформация во вторичную обмотку 5 и соответственно передача в нагрузку 6. Варианты б и в работают аналогично, только введение дополнительного сердечника 7 увеличивает коэффициент связи между обмотками, что приводит к увеличению кпд передачи энергии конденсатора, а также к увеличению мощности за счет уменьшения индуктивности рассеяния трансформатора. Формула изобретения
РИСУНКИ
MM4A – Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 10.02.2006
Извещение опубликовано: 20.02.2007 БИ: 05/2007
|
||||||||||||||||||||||||||
