JPS62176214A - パルス高電圧発生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、高圧試験設備に用いられるパルス高１ｉｉＥ
ａＥ発生装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、立上り時間が数マイクロセカンド以下のパルス高
４ＦＨの発生には第６図に示す回路の様な、ＪＲＣ他各
種文献で公知の衝撃高電圧発生装置が用いられている。

第６図において、１）は直流高鑞圧発生装置である。こ
の直流高９圧発生装ｌｔ１）の出力Ｈｖｔー限流抵抗Ｊ
２を介してコンデンサ１３に供給されており、コンデン
サ１３の硫王ｖｃが所定の値に達したとき、火花ギャッ
プ４２に火花放電が発生する。この結果、出力端子ＴＩ
　、Ｔ２間に発生する衝撃電圧が負荷１５に印加される
。

２こ為で，限浦抵抗１２は火花ギャップ１４が導通した
ときに直流高電圧発生装ｆＲ１）から突入９流が負荷１
５側へ流れるのを防ぐために設けられているもので、こ
の抵抗値が大きすぎるとコンデンｔ１３の光磁時間が長
くなりすぎるため数１ＯＫΩ程度の水溶液抵抗、ホーロ
抵抗またはソリッド抵抗が使用される。

また、火花ギャップ１４には第６図に示す様な自爆型と
呼ばれるものや、３点トリガーギャップ、レーザートリ
ガーギャップなど始動トリ′ガー付のものなどが用いら
れる。

〔発明が解決しようとする間４点〕 しかし、従来の装置では、直流高磁王発生装置１）から
負荷１５への空入電流を防止するために限流抵抗を用い
ているので、コンデンサ充９時定数が大きくなり、しか
も限流抵抗１２で大きな磁力損失を生じるため、パルス
高１王発生頻度を多くすることができず、装置の磁力効
率が非常に悪かった。

また、火花ギャップ１４については、自爆型を用いた場
合、パルス高置圧発生頻度が上記限流抵抗１２により、
はぼ固定されてしまい、また前記トリが−ギャップを用
いても、限流抵抗によりパルス高４王発生頻度が制限さ
れたり、トリが一発生回路が必要になるなど装置が濃雑
かつ高価になるという欠点があった。

〔間４点を解決するための手段〕 交流ル王発生源と、この交流電圧発生源から出力される
交流電圧を昇圧する昇圧用変圧器と、上記交流眠王発生
源と上記昇圧用変圧器の一次側との間に接続され上記交
流電圧発生源から出力される交流ＪＥＥｅ点弧角制御す
るサイリスタと、上記昇圧用変圧器の二次側に接続され
るコンデンサと、このコンデンサに発生する電圧を出力
端子に供給する機械式回転火花スイッチと、上記サイリ
スタの電流阻止時間に上記回転火花スイッチにおいて火
花放電が発生するように上記回転火花スイッチの回転を
制御するコントローラが設けられたパルス高鷹田発生回
路である。

〔作用〕

火花ギャップに高圧光磁鑞源と同一の交流「寵源により
駆動される同期モータを用いた機械式回転火花ギャップ
を採用し、高王充ｉｔ源が交流電圧の１）ＥＬ数により
、コンデンサを充電し充電後、次の充Ｉ！Ｌ開始タイミ
ングまでの高王充題１源低ＥＥ側磁力調節器のサイリス
タあるいはトランジスタによる１流阻止期間中に前記機
械式回転火花ギャップが導通式せる様に設定することに
より７、コンデンサの光磁→火花ギャップの導通が火花
ギャップ導通時の１源から負荷への突入照光が生じるこ
となく完全に交流１源の周波数に同期して繰返される様
になる。このことにより、限流抵抗は不要で取り除くこ
とができ、前記シカ調節器のサイリスタあるいは、トラ
ンジスタを交流４源の周波数と同期して０Ｎ−ＯＦＦ’
の通電制御ｌ］ｔ−すればコンデンサの充９頻度、すな
わちパルス高１！Ｅ発生頻度を容易に変化させることが
できる。

〔実施例〕

以下図面を参照して本発明の一実施例に係るパルス高鑞
圧発生装置について説明する。第１図において、２１は
交流礒源である。この交流電源２１はサイリスタあるい
はトランジスタで構成される低圧側磁力調節器２２（こ
こではサイリスタ）を介して高圧変圧器２３の一次側に
供給される。この高圧変圧器２３の二次側は全反整流器
２４に接続される。この全反整流器２４の出力は、直流
リアクトル２５を介してパルスコンデンサ２６に供給さ
れる。このパルスコンデンサ２６の一端は火花ギャップ
２７を介して端子Ｔ１に接続される。この火花ギャップ
２７は、入力ｔ４掻２８．出力礒極２９．共通な軸に９
０°ずつの角度で４つの電極を装着した回転電極３０と
この回転電極３０を交流硫源の周波数で決まる同期速度
で回転させる同期モータ３１で構成される。そして、上
記端子Ｔ１とアース側端子１２間に負荷３２が接続され
る。

ところで、高圧変圧器２３の一次側には一次側４流を検
出するための１流検出器３３が設けられており、この電
流検出器３３により検出された検出値はコントローラ３
４に供給される。

また、上記パルスコンデンサ２６の両端の１王Ｖｃは９
王検出器３５により検出され、その検出された電圧Ｖｃ
は上記コントローラ３４に供給される。さらに、上記端
子Ｔ１と１２間の電圧ｖＬは１田検出器３６により検出
され、その電圧ＶＬは上記コントローラ３４に供給され
る。

このコントローラ３４は上記演出器３３　、３５．３６
から出力される信号及び手動あるいは任意の外部指令３
７により入力されるパルス高１王発生頻度に基づいて上
記低ａＥ１）１）．（Ｅ力調整器２２にサイリスタの調
節信号Ｃ点弧角制御信号）ＣＮＴを出力する。

ところで、上記機械式回転火花ギャップ２７は、入力電
極２８と出力１極２９ｔ７店ぶ軸線と回転側１０の電極
４個のうち対向する２極を結ぶ軸線とがほぼ一致し、入
力電極２８と出力４橿２９と回転電極３０が最接近した
ときにパルスコンデンサ２６がギャップ間に火花が発生
する充分な電圧に充（されているとこのタイミングでギ
ャップが火花放電により導通される、すなわちスイッチ
される。

本実施例では同期モータ３１として４極モータを使用し
、（例えば周彼数ｆ＝５０／６０　　であれば１５００
　　／１８００　　回転速度となる。）つまり、交流電
源２１の２周期でモータ出力軸及びロータは１回転する
。すなわち、ロータが１回転するうちに上記のギャップ
のスイッチタイミングは４回あるので、交流！Ｅｌｌ半
周期に１回火花ギャップが完全に交流ｗＬ源の周反数に
同期してスイッチすることになる。

そこでパルスコンデンサ２６が電源周波数の半周期で所
要の框ＦＥＶｃまで光磁されるのに充分な容量に選定す
ると、前述の第２図ＴＳで示す低圧側１力調節器２２の
１！ｌｆ／Ｌ阻止時間を生じさせることができるので、
前述の様に火花ギャップ２７のスイッチタイミングをこ
のａｌ流阻止時間に調整、設定すれば、交流電源の周戒
数に完全に同期し、しかも全戒ｉＩ流器２４から負荷３
２への突入＃を流が流れることなく、安定したパルス高
＠ＥＨの発生を繰返すことができる。なぜなら余液整流
器２４からの１流Ｉｃは第２図（８）に示す様に火花ギ
ャップ２７のスイッチタイミング以前に０となるので、
スイッチ時に続流となって負荷側へ突入することはない
ためである。また、＠２図（Ｃ）はこのときのコンデン
サ２６の高圧側の電圧Ｖｃの成形を示している。

ここで前記（力調節器２２において、交流電源の周ズ数
に同期して通磁の０Ｎ−ＯＦＦｔ−行なうとコンデンサ
２６の光磁頻度、すなわちパルス高鑞王発生頻度を変化
させることができる。

つまり、第２図の様に交１危礒源周２支数ｆの半周期１
／２ｆ毎にコンデンサ２６の充１→火花ギャップのスイ
ッチ（すなわちパルス高砿圧発生）を繰返し行なった場
合、パルス高磁王発生頻度は１秒間に２ｆ回となるが、
第３図の様に交流電源２１０周便数に同期してＴ１で示
−４ＯＮ時間、Ｔ２で示すＯＦＦ時間を繰返すと、同頻
度頻度はｆ回／秒となる。高圧変圧器２３の偏励磁を避
けるため、低圧側交流は正負対称に流れるのが好ましい
ので、一般的にＯＦＦ時間で２は交流電源の１周期の整
数倍に設定されるが、（これにより低圧側交流は正負対
称に流れる。）高圧変圧器の容量に余裕がある場合は特
に問題は生じないので、本実施例では特に制限していな
い。

以上のパルス高電圧発生頻度は、コンデンサ２６と並列
に全５Ｌ整流器２４とアース線３８との間に接続される
コンデンサＫＥＶｃ検出器３５の出力礁ＥＶ　ｃと、負
荷３２と並列に火花ギャップ２２の出力とアースｆｆａ
３８との間に接続される負荷４ＥＶＬ検出器３６の出力
電圧ｖＬと、ｒＩＬ流検出器３３の検出信号を入力し、
それらの入力値に基づき、磁力調節器２２へ関節信号Ｃ
ＮＴｔ−出力しているコントローラ３４に手動あるいは
任意の外部指令２６によるパルス高電圧発生頻度指令が
入力され、その指令に基づき磁力調節器のＯＮ　−ＯＰ
　Ｆ　ＩＩＩＩ制御がコントローラ３４の調節信号ＣＮ
Ｔにより実行される。

なお前述の直流リアクトル２５は、火花ギャップ、コン
デンサ２６に異常な短絡が発生した場合の光磁源からの
急峻な電流の流出を抑制するために設けられたものであ
る。

本実施例において、交流電源２１として商用１源を用い
た場合、上述のパルス高電圧発生頻度ｊｐはＴＩ　、Ｔ
２の設定により ６０　　　〃　　　　　　Ｏ＜Ｊ、≦１２０回／秒の範
囲で容易に変化することができる。

また、交流電源２１としてインバータなどの可変周俄数
交流電源を用いた場合、その可変周液数ｆによって ０＜ｆ、≦２ｆ回／秒 の範囲で変化することができ、ｆを変化することによっ
て商用１源を用いた場合よりさらに高いパルス高礒王発
生頻度を得ることも可能である。

この場合において、同期モータ３１は光重電源と同一の
交１ｌｉｔ源に接続されているので、光磁１源によるコ
ンデンサ２６の光磁と火花ギャップにおけるスイッチの
一連の動作の同期性は保たれているため、交流電源２１
の闇戒畝が変化しても安定したパルス高１王の発生が繰
返されることは言うまでもない。

次に、本発明の他の実施例について説明する。

この実施例においては第４図のように火花ギャップに２
極タイプの回転１極４０を用いたものである。

この場合、同期モータ４１を前述と同様に４極間期モー
タとすると、＠源周噴数の１周期毎に火花ギャップはス
イッチするので得られるパルス高１王発生頻度ｊｐの最
大はｆ回／秒（ｆは電源周張数）となる。前述の磁力調
節器２２のＯＮ時間Ｔ７．ＯＦＦ’時間Ｔ時間段２ｆ設
定とによジ、この場合では ０くｆｐ≦ｆ の範囲でパルス高［株］王発生頻度を変化することがで
きる。第５図はその一例である。

一方、同期モータ４１ｔ−２極間期モータとすると（４
Ｅ源同　数７＝５０／６０　　で回転速度ｐｍ は３０００　　／３６００　　　となる。）回転速度は
４掻回期モータの倍となるので、火花ギャップで２極タ
イプの回転電極４０を用いた場合でも先の第１図の実施
例と全く同様の動作を行なうことができる。

〔発明の効果〕

以上詳述したように本発明によれば、サイリスタによる
電流阻止時間に同期してスイッチ動作を行なう機械式回
転火花ギャップを用いたため、従来用いていた限定抵抗
を不要とすることができるので、電力損出をほとんど無
くすことができる。また、交流電源の闇撞数を変化させ
たり、サイリスタの通磁オンオフ制御により非常に簡単
でしかも広範囲にパルス高框王発生頻度ｔ−変化させる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係わるパルス高這王発生回
路を示す回路図、第２図及び第３図は動作を説明するた
めのｆ形図、第４図は本発明の他の実施例を示す回路図
、嘉５図は他の実施例の動作を説明するための恨形図、
第６図は従来のパルス高磁王発生回路を示す回路図であ
る。 ２１・・・交流電源、２２・・・低圧側磁力調整器、２
３・・・高圧変圧器、２４・・・全像！Ｉ流器、２６・
・・パルスコンデンサ、２７・・・火花ギャップ、３０
・・・回転１極、３１・・・同期モータ、３２・・・負
荷、３４・・・コントローラ。 出願人復代理人　弁理士　鈴　江　武　彦第１図 Ｔｆ＝１／２ｆ 竿２ＦｉＩ 第３図 第４図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）交流電圧発生源と、この交流電圧発生源から出力
   される交流電圧を昇圧する昇圧用変圧器と、上記交流電
   圧発生源と上記昇圧用変圧器の一次側との間に接続され
   上記交流電圧発生源から出力される交流電圧を点弧角制
   御するサイリスタと、上記昇圧用変圧器の二次側に接続
   されるコンデンサと、このコンデンサに発生する電圧を
   出力端子に供給する機械式回転火花スイッチと、上記サ
   イリスタの電流阻止時間に上記回転火花スイッチにおい
   て火花放電が発生するように上記回転火花スイッチの回
   転を制御する制御手段とを具備したことを特徴とするパ
   ルス高電圧発生装置。
2. （２）上記機械式回転火花スイッチは回転電極を共通の
   回転軸に９０度毎に装着されており、その回転電極は上
   記交流電圧発生源の半周期で９０度回転する回転速度を
   有する同期モータで駆動されることを特徴とする上記特
   許請求の範囲第１項記載のパルス高電圧発生装置。