RU169337U1 - Высоковольтный конденсатор с управляемым коммутатором - Google Patents
Высоковольтный конденсатор с управляемым коммутатором Download PDFInfo
- Publication number
- RU169337U1 RU169337U1 RU2015150134U RU2015150134U RU169337U1 RU 169337 U1 RU169337 U1 RU 169337U1 RU 2015150134 U RU2015150134 U RU 2015150134U RU 2015150134 U RU2015150134 U RU 2015150134U RU 169337 U1 RU169337 U1 RU 169337U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- capacitor
- thyratron
- voltage
- switch
- voltage capacitor
- Prior art date
Links
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 title claims abstract description 33
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 abstract description 2
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 abstract description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 5
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 239000004359 castor oil Substances 0.000 description 1
- 235000019438 castor oil Nutrition 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000009760 electrical discharge machining Methods 0.000 description 1
- 230000005520 electrodynamics Effects 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- ZEMPKEQAKRGZGQ-XOQCFJPHSA-N glycerol triricinoleate Natural products CCCCCC[C@@H](O)CC=CCCCCCCCC(=O)OC[C@@H](COC(=O)CCCCCCCC=CC[C@@H](O)CCCCCC)OC(=O)CCCCCCCC=CC[C@H](O)CCCCCC ZEMPKEQAKRGZGQ-XOQCFJPHSA-N 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G4/00—Fixed capacitors; Processes of their manufacture
Landscapes
- Generation Of Surge Voltage And Current (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к электротехнике, а именно к высоковольтной импульсной технике наносекундного диапазона для генерирования мощных импульсов тока. Высоковольтный конденсатор с управляемым коммутатором помещен в токопроводящий кожух, электрически соединенный с заземленной крышкой. В корпусе коаксиально расположены цилиндрически намотанные обкладки конденсатора и управляемый коммутатор. Высоковольтный конденсатор выполнен многосекционным с равной электрической емкостью в каждой секции. Управляемый коммутатор выполнен на базе тиратрона типа ТДИ-100К/45П, который позволяет работать при частоте до 1 Гц. Кроме этого высоковольтный конденсатор выполнен из 6-ти отдельных секций, подключенных одной обкладкой к аноду управляемого коммутатора, другой - на шесть отдельных высоковольтных выводов. Амплитуда тока в режиме короткого замыкания до 300 кА, время нарастания до максимума (фронт тока) 450 нс. Частота следования импульсов 1 Гц. Техническим результатом предложенной полезной модели является повышение амплитуды разрядного тока в 2 раза, устранение необходимости работы управляемого коммутатора с использованием газа под давлением, а также устранение необходимости использования принудительного задания электрического потенциала на запускающем электроде. В предложенной модели комплексно решена задача снижения активного сопротивления коммутирующей системы за счет распределения токов по большому количеству разрядных контуров. Применение управляемого коммутатора типа тиратрон позволило повысить рабочую частоту всей сборки до предельной частоты работы конденсатора, то есть до 1 Гц.
Description
Полезная модель относится к электротехнике, а именно к высоковольтной импульсной технике наносекундного диапазона для генерирования мощных импульсов тока при импульсном напряжении 50 кВ. Она может быть использована в генераторах тока для питания импульсных рентгеновских аппаратов, электронных пушек, электродинамических ускорителей твердых тел, при лучевой, электроэрозионной обработке конструкционных материалов и т.д.
Известно устройство для накопления электрической энергии, состоящее из спирально навитых плоских ленточных проводников, и способ его изготовления (патент США 36525924, МПК7 H01G 4/06, опубл. 25.02.2003). Оно представляет собой цилиндрический корпус, внутри которого расположены плоские ленточные электрические проводники, навитые в одном направлении. Ленточные электрические проводники снабжены несколькими токовыводами, соединенными с одним основным электрическим выводом. По осевой линии устройства, коаксиально относительно навитых в виде рулона электрических ленточных проводников, расположен токопроводящий элемент. Через этот токопроводящий элемент (сквозь всю толщу упаковки электрических ленточных проводников) пропущена шпилька, служащая для закрепления сборки, нижний конец которой плотно соединяет нижние токовыводы. Верхний конец этой шпильки соединен с другим основным электрическим вводом.
Основным недостатком известного устройства является высокая индуктивность (20 нГн). Причиной этого является то, что устройство-аналог создано для работы с коммутирующим узлом, который располагается за пределами этого устройства. Кроме того, его токовыводящие контакты выведены на одну торцевую часть устройства, где присоединены к двум общим токовыводящим шинам.
Эта причина высокой индуктивности устройства-аналога устранена в другом известном, выбранном за прототип устройстве, которое является наиболее близким к предложенной полезной модели по конструктивным особенностям и достигаемому эффекту (Н.В. Жарова, Н.А. Ратахин, В.Ф. Федущак, А.А. Эрфорт «Импульсные генераторы тока для электрофизических установок». Научная конференция «Электрофизика материалов и установок»: сборник докладов / под редакцией С.М. Коробейникова, Ю.В. Целебровского, С.В. Нестерова - Новосибирск, Сибирская энергетическая академия, 2006. - 9-12 января 2007 года, с. 223-224).
Устройство-прототип представляет собой высоковольтный конденсатор со встроенным управляемым коммутатором, который помещен в токопроводящий кожух, электрически соединенный с заземленной крышкой, внутри которого размещены цилиндрически намотанные фольговые обкладки конденсатора, внутри которых коаксиально установлен управляемый газовый разрядник (коммутатор), высоковольтный электрод которого закреплен в днище конденсатора и выполнен с каналами для подачи воздуха под давлением. Напротив этого электрода установлен запускающий электрод, расположенный коаксиально внутри заземленного электрода. Запуск управляемого газового разрядника осуществляется через обостряющий промежуток 0,5 мм, образованный под заземленной крышкой над запускающим электродом.
Основным недостатком известного устройства-прототипа является сравнительно высокая индуктивность, что в сочетании с малой электрической емкостью конденсатора и относительно большим активным сопротивлением коммутатора и всего разрядного контура физически ограничивает возможность генерации больших токов. Недостатком, также, является сложность конструкции, связанная с принудительной подачей газа и необходимостью принудительно задавать потенциал запускающего электрода с помощью резистивного делителя, располагаемого снаружи устройства. Технической задачей является увеличение амплитуды тока, генерируемого устройством, снижение активного сопротивления коммутатора и всего разрядного контура, а также устранение необходимости работы коммутатора с использованием газа под давлением и устранение необходимости принудительно задавать потенциал запускающего электрода.
Указанная техническая задача решается тем, что высоковольтный конденсатор с управляемым коммутатором, как и прототип, помещен в токопроводящий кожух, электрически соединенный с заземленной крышкой. В корпусе коаксиально расположены цилиндрически намотанные обкладки конденсатора и управляемый коммутатор. В отличие от прототипа высоковольтный конденсатор выполнен многосекционным с равной электрической емкостью в каждой секции, а функцию управляемого коммутатора выполняет тиратрон, расположенный сверху секций в металлическом токопроводящем корпусе, подключенном к заземленной крышке, при этом анод тиратрона соединен с обкладками секций конденсатора, а катодом соединен с заземленной крышкой. Помимо этого высоковольтный конденсатор отличается от прототипа тем, что функцию управляемого коммутатора выполняет тиратрон типа ТДИ-100К/45П, который позволяет работать при частоте до 1 Гц. Кроме этого высоковольтный конденсатор выполнен из 6-ти отдельных секций, подключенных одной обкладкой к аноду тиратрона, другой - на шесть отдельных высоковольтных выводов. Амплитуда тока в режиме короткого замыкания до 300 кА, время нарастания до максимума (фронт тока) 450 нс. Частота следования импульсов 1 Гц.
Таким образом, техническим результатом предложенной полезной модели является повышение амплитуды разрядного тока в 2 раза, устранение необходимости работы управляемого коммутатора с использованием газа под давлением, а также устранение необходимости использования принудительного задания электрического потенциала на запускающем электроде. В предложенной модели комплексно решена задача снижения активного сопротивления коммутирующей системы за счет распределения токов по большому количеству разрядных контуров. Применение тиратрона с функцией управляемого коммутатора позволило повысить рабочую частоту всей сборки до предельной частоты работы конденсатора, то есть до 1 Гц.
В дальнейшем сущность полезной модели поясняется описанием и чертежом, приведен продольный разрез предложенного высоковольтного конденсатора.
Пример конкретного выполнения. На фиг. 1 приведен продольный разрез предложенного высоковольтного конденсатора. Он содержит тиратрон 1, подключенний анодом к секциям высоковольтного импульсного конденсатора 2 и катодом подключенный к металлическому цилиндрическому корпусу 3, являющимся обратным токопроводом. Анод подключен к одной из обкладок секций конденсатора, а другой обкладкой - к высоковольтным выводам 4, предназначенным для подключения высоковольтных передающих кабелей. Секции конденсатора помещены в герметичный металлический бак 5, заполненный изоляционной жидкостью (касторовым маслом). На крышке бака расположен дополнительный высоковольтный ввод 6, подключенный к одной из обкладок секций конденсатора для подключения зарядного устройства. Металлический цилиндрический корпус имеет герметичную крышку 7 с патрубком для подачи сжатого газа повышенного давления, что позволяет повысить рабочее напряжение тиратрона.
Работа высоковольтного конденсатора осуществляется следующим образом. От внешнего источника через высоковольтный ввод 6 подают постоянное напряжение (до 50 кВ) для зарядки обкладок высоковольтного конденсатора до рабочего напряжения. После этого запускают тиратрон путем подачи импульса от внешнего генератора запуска на пусковой электрод тиратрона. Происходит коммутация тиратрона на металлический цилиндрический корпус и разряд каждой секции конденсатора через собственный независимый высоковольтный ввод 4. В результате этого образуются шесть независимых разрядных контуров: цилиндрически намотанные обкладки одной из шести секций конденсатора, тиратрон с функцией управляемого коммутатора, нагрузка; что приводит к равномерному распределению разрядного тока по этим контурам, снижает суммарную индуктивность сборки и повышает ее надежность. В результате на нагрузке получают импульсный ток до 300 кА при емкости высоковольтного конденсатора 3 мкФ и индуктивности сборки 27-30 нГн. У прототипа индуктивность 28 нГн, то есть такая же, а импульсный ток до 150 кА, то есть меньше в 2 раза.
Claims (3)
1. Высоковольтный конденсатор с управляемым коммутатором, помещенный в токопроводящий кожух, который электрически соединен с заземленной крышкой, отличающийся тем, что высоковольтный конденсатор выполнен многосекционным с равной электрической емкостью каждой секции, тиратрон с функцией управляемого коммутатора расположен сверху секций в металлическом токопроводящем корпусе, подключенном к заземленной крышке, при этом анод тиратрона соединен с обкладками секций конденсатора, а катодом соединен с заземленной крышкой.
2. Высоковольтный конденсатор по п. 1, отличающийся тем, что тиратрон выполнен на базе тиратрона типа ТДИ-100К/45П, который позволяет работать при частоте до 1 Гц.
3. Высоковольтный конденсатор по п. 1, отличающийся тем, что высоковольтный конденсатор выполнен из 6-ти отдельных секций, подключенных одной обкладкой к аноду тиратрона, другой - на шесть отдельных высоковольтных выводов.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015150134U RU169337U1 (ru) | 2015-11-23 | 2015-11-23 | Высоковольтный конденсатор с управляемым коммутатором |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015150134U RU169337U1 (ru) | 2015-11-23 | 2015-11-23 | Высоковольтный конденсатор с управляемым коммутатором |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU169337U1 true RU169337U1 (ru) | 2017-03-15 |
Family
ID=58450012
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2015150134U RU169337U1 (ru) | 2015-11-23 | 2015-11-23 | Высоковольтный конденсатор с управляемым коммутатором |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU169337U1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU184724U1 (ru) * | 2018-08-01 | 2018-11-07 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт сильноточной электроники Сибирского отделения Российской академии наук (ИСЭ СО РАН) | Низкоиндуктивная конденсаторно-коммутаторная сборка |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2101793C1 (ru) * | 1996-09-26 | 1998-01-10 | Анатолий Яковлевич Картелев | Высоковольтный импульсный конденсатор |
| US6525924B2 (en) * | 2000-10-25 | 2003-02-25 | Montena Components S.A. | Device for accumulating electrical energy composed of a winding of superimposed strips and method of production |
| RU75783U1 (ru) * | 2008-04-08 | 2008-08-20 | Общество с ограниченной ответственностью "ФОТОН" | Высоковольтный конденсатор со встроенным управляемым коммутатором |
| RU151503U1 (ru) * | 2014-05-05 | 2015-04-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Конденсаторно-коммутаторная сборка для генерирования мощных импульсных токов |
-
2015
- 2015-11-23 RU RU2015150134U patent/RU169337U1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2101793C1 (ru) * | 1996-09-26 | 1998-01-10 | Анатолий Яковлевич Картелев | Высоковольтный импульсный конденсатор |
| US6525924B2 (en) * | 2000-10-25 | 2003-02-25 | Montena Components S.A. | Device for accumulating electrical energy composed of a winding of superimposed strips and method of production |
| RU75783U1 (ru) * | 2008-04-08 | 2008-08-20 | Общество с ограниченной ответственностью "ФОТОН" | Высоковольтный конденсатор со встроенным управляемым коммутатором |
| RU151503U1 (ru) * | 2014-05-05 | 2015-04-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Конденсаторно-коммутаторная сборка для генерирования мощных импульсных токов |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU184724U1 (ru) * | 2018-08-01 | 2018-11-07 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт сильноточной электроники Сибирского отделения Российской академии наук (ИСЭ СО РАН) | Низкоиндуктивная конденсаторно-коммутаторная сборка |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2161801A2 (en) | Dual power source pulse generator for a triggering system | |
| RU169337U1 (ru) | Высоковольтный конденсатор с управляемым коммутатором | |
| Egorov et al. | A self-triggering system for a cold-cathode thyratron in a pulse voltage generator | |
| Akimov et al. | A pulse power supply of the linear induction accelerator | |
| RU121180U1 (ru) | Высокочастотная установка для магнитно-импульсной обработки материалов | |
| CN109672358B (zh) | 一种纳秒前沿双极性高压脉冲产生装置 | |
| RU184724U1 (ru) | Низкоиндуктивная конденсаторно-коммутаторная сборка | |
| JP6240676B2 (ja) | 調節可能な傾斜を有する実質的に四角形の高電力パルスの発生器 | |
| RU165286U1 (ru) | Импульсный нейтронный генератор | |
| RU75783U1 (ru) | Высоковольтный конденсатор со встроенным управляемым коммутатором | |
| RU2698245C2 (ru) | Генератор импульсов высокого напряжения | |
| RU151503U1 (ru) | Конденсаторно-коммутаторная сборка для генерирования мощных импульсных токов | |
| RU2547235C1 (ru) | Многомодульный генератор высоковольтных импульсов мультитераваттной мощности | |
| Kanaeva et al. | A high-voltage pulse generator for electric-discharge technologies | |
| US3629605A (en) | Apparatus for providing a steep voltage step across a load in electric high-voltage circuit | |
| Saiki | High-voltage Pulse Generation Using Electrostatic Induction in Capacitor | |
| US3735195A (en) | Spark-discharge apparatus for electrohydraulic crushing | |
| US7514819B2 (en) | Semiconductor switch assembly for pulse power apparatus | |
| RU202843U1 (ru) | Высоковольтный сильноточный импульсный индуктор | |
| Boyko et al. | Generators of high-voltage pulses with a repetition rate of 50000 pulses per second | |
| Alferov et al. | A trigger generator for controlling a high-current triggered vacuum switch | |
| RU2810296C1 (ru) | Высоковольтный импульсный источник | |
| US3146391A (en) | Generation of high voltage heavy current pulses | |
| RU60295U1 (ru) | Импульсный источник проникающего излучения | |
| RU2736419C1 (ru) | Обостритель импульса ускорителя электронов |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20201124 |