RU105786U1

RU105786U1 - OPTIC CONTROLLED PULSE GENERATOR

Info

Publication number: RU105786U1
Application number: RU2011106855/08U
Authority: RU
Inventors: Валерий Евгеньевич Митрохин; Лазарь Рувимович Доросинский; Константин Александрович Бондаренко; Александр Евгеньевич Гаранин; Артем Владимирович Ряполов
Priority date: 2011-02-22
Filing date: 2011-02-22
Publication date: 2011-06-20

Abstract

Генератор импульсов тока с оптическим управлением, состоящий из автотрансформатора для регулировки величины выходного напряжения на вторичных обмотках силового трансформатора, выпрямителя, состоящего из последовательно соединенных высоковольтных диодов, ограничительного сопротивления, высоковольтного накопительного конденсатора и высоковольтного коммутатора, отличающийся тем, что в качестве системы управления коммутатором использованы оптический излучатель и приемник оптического сигнала, позволяющие коммутировать импульсы тока в нагрузку в заданные моменты времени в ручном и автоматическом режимах. Optical-controlled current pulse generator, consisting of an autotransformer for adjusting the output voltage on the secondary windings of a power transformer, a rectifier, consisting of series-connected high-voltage diodes, limiting resistance, a high-voltage storage capacitor and a high-voltage switch, characterized in that the switch control system is used optical emitter and optical signal receiver, allowing switching pulses then ka to the load at specified points in time in manual and automatic modes.

Description

Полезная модель относится к импульсной технике, в частности, к генераторам импульсов тока, и может быть использована для проверки устройств на стойкость к импульсным электромагнитным воздействиям, если в качестве нагрузки генератора использовать индукционную катушку, создающую импульсное магнитное поле.The utility model relates to pulsed technology, in particular, to current pulse generators, and can be used to test devices for resistance to pulsed electromagnetic effects if an induction coil generating a pulsed magnetic field is used as a generator load.

В основе полезной модели предложен генератор высоковольтных импульсов [1. А.С. №93141 «Генератор высоковольтных импульсов (варианты)», авторов Габлия Ю.А., Ладягина Ю.О., Сорокина О.В. опубл. 20.04.2010 г.], состоящий из автономного источника питания, преобразователя постоянного напряжения 600-6000 В, накопительного конденсатора, высоковольтного ключа в виде воздушного или газового разрядника, или тиристора, а также высоковольтного импульсного трансформатора, вторичная обмотка которого разделена на две секции.The utility model is based on a high-voltage pulse generator [1. A.S. No. 93141 "High-voltage pulse generator (options)", authors Gabliya Yu.A., Ladyagina Yu.O., Sorokina OV publ. 04/20/2010], consisting of an autonomous power source, a 600-6000 V DC voltage converter, a storage capacitor, a high-voltage switch in the form of an air or gas arrestor, or a thyristor, as well as a high-voltage pulse transformer, the secondary winding of which is divided into two sections.

Наиболее близким к заявленному устройству является генератор импульсов малой длительности, представленный в работах [2. Г. А. Месяц. Генерирование мощных наносекундных импульсов. М., «Сов. радио», 1974 г, 256 с] и [3. В.Д. Радченко. Техника высоких напряжений устройств электрической тяги. М., «Транспорт», 1975 г., 105 с], состоящий из накопительной емкости, высоковольтного ключа, разряжающего емкость на разрядную цепь, индуктивности и сопротивления в разрядном контуре.Closest to the claimed device is a pulse generator of short duration, presented in [2. G. A. Mesyats. Generation of powerful nanosecond pulses. M., "Owls. radio ”, 1974, 256 s] and [3. V.D. Radchenko. Technique of high voltage electric traction devices. M., "Transport", 1975, 105 s], consisting of a storage capacitor, a high-voltage switch discharging the capacitance to the discharge circuit, inductance and resistance in the discharge circuit.

Сопротивление и индуктивность являются формирующими элементами, изменяя которые можно задавать разные параметры импульса.Resistance and inductance are forming elements, changing which you can set different parameters of the pulse.

Наиболее близкий принцип построения схемы управления коммутационным элементом представлен в работе [4. А. С. Ns 15060 «Генератор импульсов тока», авторов Алласа А.А., Громовенко А.В., Короткова А.Ю., Опре В.М., Федоров А.В. опубл. 10.09.2000 г.]. Схема управления состоит из блока управления зарядом, блока управления разрядом и блока задания параметров импульса.The closest principle for constructing a control circuit of a switching element is presented in [4. A. S. Ns 15060 “Current pulse generator”, authors Allas A. A., Gromovenko A. V., Korotkova A. Yu., Opre V. M., Fedorov A. V. publ. September 10, 2000]. The control circuit consists of a charge control unit, a discharge control unit and a pulse parameter setting unit.

Недостатком схемы из источника [1], является низкий уровень рабочих напряжений и неуправляемая коммутация высоковольтных ключей. В схемах из источников [2] и [3] - использование в качестве коммутационных элементов искровых разрядников дает сильный «дребезг», что сказывается на точности проводимых измерений. Также к недостаткам вышеупомянутых схем можно отнести неуправляемость коммутационных элементов.The disadvantage of the circuit from the source [1] is the low level of operating voltages and uncontrolled switching of high-voltage switches. In the circuits from sources [2] and [3], the use of spark gaps as switching elements gives a strong "bounce", which affects the accuracy of the measurements. Also the disadvantages of the above schemes include the uncontrollability of switching elements.

К недостаткам схемы управления из источника [4] можно отнести ориентированность на работу в условиях низких напряжений и, как следствие, отсутствие защиты от влияния электромагнитных полей, создаваемых установкой, на работу схемы управления.The disadvantages of the control circuit from the source [4] include the orientation to work at low voltages and, as a consequence, the lack of protection from the influence of electromagnetic fields generated by the installation on the operation of the control circuit.

Целью полезной модели является создание такого генератора импульсов тока, который бы работал на высоких напряжениях, обеспечивал управляемую коммутацию высоковольтного ключа, как в ручном, так и автоматическом режиме, давал возможность синхронизировать момент разряда накопительного конденсатора и запуска измерительного прибора и был защищен от воздействия электромагнитных полей, создаваемых установкой. Это позволит повысить точность измерений наведенных импульсных напряжений.The purpose of the utility model is to create a current pulse generator that would work at high voltages, provide controlled switching of a high-voltage switch, both in manual and automatic mode, make it possible to synchronize the discharge moment of the storage capacitor and the start of the measuring device, and is protected from electromagnetic fields created by the installation. This will improve the accuracy of measurements of induced impulse voltages.

Указанная цель достигается с помощью устройства, представляющего собой генератор импульсов тока, в состав которого входят: силовой высоковольтный трансформатор, напряжение на вторичных обмотках которого достигает 50 кВ, накопительный высоковольтный конденсатор, в цепи заряда которого используются высоковольтные диодные сборки и ограничительные сопротивления, представляющие собой пластиковые трубки, заполненные дистиллированной водой и высоковольтный управляемый коммутатор, в качестве которого используется игнитрон ИРТ-4 с рабочим напряжением 50 кВ.This goal is achieved using a device that is a current pulse generator, which includes: a power high-voltage transformer, the voltage on the secondary windings of which reaches 50 kV, a storage high-voltage capacitor, in the charge circuit of which high-voltage diode assemblies and limiting resistances, which are plastic, are used tubes filled with distilled water and a high-voltage controlled switch, which uses an IRT-4 ignitron with a working voltage of 50 kV.

Управление состоянием игнитрона осуществляется путем подачи напряжения между управляющим электродом и катодом прибора. При появлении на управляющем электроде высокого напряжения происходит ионизация ртути, игнитрон открывается и пропускает через себя ток разряда конденсатора, после чего напряжение с электрода снимается и игнитрон запирается. Управление игнитроном происходит при помощи источника внешнего оптического излучения и может осуществляться как в ручном, так и в автоматическом режиме.Ignitron state is controlled by applying voltage between the control electrode and the cathode of the device. When a high voltage appears on the control electrode, mercury is ionized, the ignitron opens and passes the capacitor discharge current through it, after which the voltage from the electrode is removed and the ignitron is locked. The ignitron is controlled by a source of external optical radiation and can be carried out both in manual and automatic mode.

На фиг.1 представлена схема заявленного генератора. Генератор состоит из силового трансформатора Т2, напряжение на котором регулируется при помощи подключенного к его первичным обмоткам автотрансформатора Т1, высоковольтной емкости С, заряд которой осуществляется при помощи высоковольтной диодной сборки VD, и высокоомных ограничительных сопротивлений R, представляющих собой пластиковые трубки, залитые дистиллированной водой, высоковольтного управляемого коммутатора, который представляет собой игнитрон ИРТ-4 со схемой оптического управления (СУ), в состав которой входит приемник оптического сигнала (Пр) и передатчика оптического излучения (Пер). Коммутатор включен в схему так, что анод игнитрона подключен к одной обкладке высоковольтного конденсатора С, а катод, через объект испытания (ОИ) ко второй обкладке конденсатора, к отрицательному проводу схемы управления и общей отрицательной шине установки. Второй провод схемы управления подключен к управляющему электроду игнитрона.Figure 1 presents a diagram of the inventive generator. The generator consists of a power transformer T2, the voltage of which is regulated by means of an autotransformer T1 connected to its primary windings, a high-voltage capacitance C, which is charged using a high-voltage diode assembly VD, and high-resistance limiting resistances R, which are plastic tubes filled with distilled water, a high-voltage managed switch, which is an IRT-4 ignitron with an optical control circuit (SU), which includes an optical receiver one signal (Ex) and the optical radiation transmitter (TX). The switch is included in the circuit so that the ignitron anode is connected to one lining of the high-voltage capacitor C, and the cathode, through the test object (OI) to the second lining of the capacitor, to the negative wire of the control circuit and the common negative installation bus. The second wire of the control circuit is connected to the ignitron control electrode.

Схема работает следующим образом. Регулированием напряжения на первичной обмотке силового трансформатора, заряжаем накопительный конденсатор. После того как конденсатор заряжен, происходит разряд емкости через управляемый коммутатор на нагрузку. В качестве нагрузки может быть использована индукционная катушка, если объект испытания проверяется на стойкость к импульсным электромагнитным воздействиям.The scheme works as follows. By regulating the voltage on the primary winding of the power transformer, we charge the storage capacitor. After the capacitor is charged, the capacitance is discharged through the managed switch to the load. An induction coil can be used as a load if the test object is checked for resistance to pulsed electromagnetic influences.

На фиг.2 представлена схема управления игнитроном ИРТ-4.Figure 2 presents the control circuit of the ignitron IRT-4.

Оптическое управление игнитроном осуществляет схема управления, которая позволяет разряжать на нагрузку как одиночный импульс так и серии импульсов при помощи внешнего источника оптического излучения. Коммутация импульсов происходит как в ручном, так и автоматическом режиме, при помощи микросхемы таймера D1. Пауза между импульсами регулируется в схеме управления игнитроном и определяется временем заряда высоковольтной накопительной емкости С1. Силовая часть схемы управления состоит из выпрямителя, собранного на диодах КЦ106Г, умножителя напряжения и разрядника Р-76, напряжение срабатывания которого составляет 2000 В. Когда разрядник срабатывает, происходит ионизация ртути и игнитрон пропускает импульс тока в нагрузку.Optical control of an ignitron is carried out by a control circuit that allows to discharge both a single pulse and a series of pulses using an external optical radiation source. Pulse switching occurs both in manual and automatic mode, using the timer chip D1. The pause between pulses is regulated in the ignitron control circuit and is determined by the charge time of the high-voltage storage capacitor C1. The power part of the control circuit consists of a rectifier assembled on KTs106G diodes, a voltage multiplier and a R-76 discharger, the operating voltage of which is 2000 V. When the discharger is triggered, mercury is ionized and the ignitron passes a current pulse to the load.

При использовании установки для определения импульсных электромагнитных влияний на объект измерения используется синхронизация измерительного осциллографа со схемой запуска игнитрона, что повышает точность определения наведенных напряжений на объект испытания, и позволяет собрать более точную информацию о форме наведенного напряжения. Возможность использования управляемого высоковольтного коммутатора позволяет персоналу обслуживающему данную установку находиться на безопасном расстоянии от источника импульсных электромагнитных полей.When using the installation to determine the pulsed electromagnetic influences on the measurement object, the synchronization of the measuring oscilloscope with the ignitron trigger circuit is used, which increases the accuracy of determining the induced voltages on the test object and allows you to collect more accurate information about the shape of the induced voltage. The possibility of using a controlled high-voltage switch allows personnel servicing this installation to be at a safe distance from the source of pulsed electromagnetic fields.

Claims

Optical-controlled current pulse generator, consisting of an autotransformer for adjusting the output voltage on the secondary windings of a power transformer, a rectifier, consisting of series-connected high-voltage diodes, limiting resistance, a high-voltage storage capacitor and a high-voltage switch, characterized in that the switch control system is used optical emitter and optical signal receiver, allowing switching pulses then ka to the load at specified points in time in manual and automatic modes.