RU1818650C - Управл емый плазменный разр дник - Google Patents

Abstract

Использование: в устройствах формировани  импульсов напр жейи  и тока. Существо: поджигающие электроды выполнены в виде прот женных плоских пластин с разр - дообразующими выступами со стороны, противоположной промежутку между основными электродами. 2 ил.

Description

Изобретение относитс  к высоковольтной импульсной технике, а именно, к устройствам формировани  импульсов напр жени  и тока и может быть использовано в высоковольтных импульсных генераторах , в системах формировани  заднего фронта импульса высокого напр жени  и в схемах защиты радиотехнической и электрофизической аппаратуры от перенапр жений .

Целью насто щего изобретени   вл етс  улучшение временных характеристик плазменного разр дника.

На приведенном чертеже (фиг. 1) показана конструкци  управл емого плазменного разр дника. На фиг.2 приведен чертеж основного электрода, в продольном отверстии которого расположен генератор плазмы (вид А). Управл емый плазменный разр дник содержит два основных противосто щих электрода 1 и 2 изготовленных из меди. В одном из основных электродов 2 в продольном отверстии установлен генератор

плазмы выполненный в виде двух плоскопараллельных пластинчатых электрода 3 и 4, изготовленных из полосок меди длиной 1, 2 см, шириной 0,5 см. Пластинчатые поджигающие электроды 3 и 4 установлены на противосто щих гран х внутренней дополнительной поверхности диэлектрической втулки 7 из оргстекла, выполненной с глухим продольным отверстием,вход которого обращен в сторону промежутка между основными электродами. На удаленном от основного разр дного промежутка конце пластинчатых электродов 3 и 4 расположены дополнительные электроды 5 диаметром 0,4 см, изготовленные из эрозионностойко- го материала эльконайта (70% W + 30% Си). Эти электроды необходимы дл  локализации в этом месте электрической дуги, возникающей после подачи поджигающего напр жени  от блока поджига 6. Рассто ние между дополнительными электродами 5 0,15 см, рассто ние между пластинчатыми электродами 3 и 4 0,35 см. Эти зазоры

(л

с

00

со о ел о

подбираютс  экспериментальным путем, исход  из длины основного зазора разр дника и параметров блока питани  6 (его напр жени  и ударной емкости). В реализованных услови х при длине основного разр дного промежутка 1 см, напр жение поджига составл ло 8-9 кВ, емкость блока поджига в ударе 50 мкФ. Рабочей средой в разр днике служил воздух при атмосферном давлении.

Работа за вл емого управл емого разр дника осуществл етс  следующим образом . К основному разр дному промежутку, образованному электродами 1 и 2, прикладываетс  основное напр жение Us амплитудой 6-15 кВ (напр жение Us отрицательной пол рности). На поджигающий промежуток, образованный плоскопараллельными пластинчатыми электродами 3, 4 с размещенными на них дополнительными электродами 5 от блока поджига 6 подаетс  поджигающее напр жение Un (пол рность Un положительна ), что приводит к пробою промежутка между дополнительными электродами 5. Ток поджигающей искры увеличиваетс  во времени и вместе с ним растет собственное магнитное поле которое выталкивает дугу на плоскопараллельные электроды и она перемещаетс  в сторону основного разр дного промежутка между электродами 1 и 2. Скорость выдувани  поджигающей дуги в промежуток между основными электродами 1 и 2 дополнительно повышаетс  за счет размещени  поджигающих электродов 3 и 4 в диэлектрической втулке 7 из газогенери- рующего материала, благодар  чему в объеме внутреннего отверсти  во втулке создаетс  избыточное давление. Дойд  до кра  электродов 3 и 4 дуга изгибаетс  в сторону основного разр дного промежутка, заполн   его высокоионизированной плазмой , что и вызывает в конечном итоге пробой основного промежутка. Скорость выдувани  поджигающий дуги под действием собственного магнитного пол  и избыточного давлени  весьма значительна (достигает единиц километров в секунду) благодар  чему существенно улучшаютс  временные характеристики разр дника, а эрозионный износ электродов 3,4, 5 незначителен , за счет чего заметно повышаетс  срок службы разр дника.

В таблице приведены результаты измерени  быстродействи  13 и стабильности

включени  а3 за вл емого разр дника и его прототипа. Испытываемые разр дники коммутировали в режиме короткого замыкани  накопительный конденсатор емкостью 48 мкФ, зар жаемый до напр жени  12 кВ.

табл.1 следует, что за вл емый управл емый плазменный разр дник имеет в 1,6-3 раза лучшие временные характера стики по сравнению с разр дником прототипом .

Таким образом, как показали проведенные испытани , за вл емый управл емый плазменный разр дник имеет в 1,6-3 раза лучшие временные характеристики, чем разр дник прототип, что позвол ет использовать за вл емый разр дник в высоковольтной импульсной технике микросекундного диапазона, требующей высоких временных характеристик в широком диапазоне изменени  рабочего напр жени .

Формул а изобретени   Управл емый плазменный разр дник, содержащий два противосто щих основных электрода, один из которых выполнен с продольным отверстием, в котором установлен генератор плазмы, выполненный в виде двух поджигающих электродов, образующих поджигающий искровой промежуток, подключенный к блоку поджига, отличаю-,

щ и и с   тем, что, с целью улучшени  вре-: менных характеристик, поджигающие электроды выполнены в виде прит женных плоских пластин, которые расположены параллельно друг другу на противопосто щих

плоских гран х внутренней боковой поверхности дополнительно введенной диэлектрической втулки, выполненной с глухим продольным осевым отверстием пр моугольного профил , вход которого обращен

в промежуток между основными электродами , причем по крайней мере один из поджи- гающих электродов выполнен с разр дообразующим выступом, расположенным на участке рабочей поверхности

электрода вблизи дна диэлектрической втулки.

/

/

/шшж

Ui

Й/г./

ffMA