RU202843U1 - Высоковольтный сильноточный импульсный индуктор - Google Patents
Высоковольтный сильноточный импульсный индуктор Download PDFInfo
- Publication number
- RU202843U1 RU202843U1 RU2020126235U RU2020126235U RU202843U1 RU 202843 U1 RU202843 U1 RU 202843U1 RU 2020126235 U RU2020126235 U RU 2020126235U RU 2020126235 U RU2020126235 U RU 2020126235U RU 202843 U1 RU202843 U1 RU 202843U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- inductor
- capacitor
- pulse
- voltage
- assemblies
- Prior art date
Links
- 230000000712 assembly Effects 0.000 claims abstract description 18
- 238000000429 assembly Methods 0.000 claims abstract description 18
- 230000005294 ferromagnetic effect Effects 0.000 claims abstract description 10
- 239000012212 insulator Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 claims abstract description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 7
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 abstract description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 2
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 19
- 230000004323 axial length Effects 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 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
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Generation Of Surge Voltage And Current (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к области электротехники, а именно к высоковольтной импульсной технике, и может быть использована для генерирования коротких мощных импульсных токов. Высоковольтный сильноточный импульсный индуктор для генерирования коротких мощных импульсных токов содержит радиально расположенные низкоиндуктивные конденсаторно-коммутаторные сборки, помещенные в жидкий диэлектрический материал и соединенные с корпусом, выполняющие роль индуктора посредством передающих шин ферромагнитного сердечника и изолятора, при этом конденсаторно-коммутаторные сборки расположены в корпусе перпендикулярно оси индуктора. Повышение удельно запасенной энергии на единицу объема является техническим результатом полезной модели. 1 ил.
Description
Заявляемая полезная модель относится к электротехнике, а именно к высоковольтной импульсной технике. Настоящая полезная модель предназначена для генерирования коротких мощных импульсных токов.
Известен патент (US9602087, H03K3/02, H03K4/94, опубл. 04.12.2014 г.), в котором индуктор (LTD ступень) включает в себя, по меньшей мере, один ферромагнитный сердечник, предназначенный для передачи энергии в нагрузку. Индуктор также включает в себя три группы конденсаторно-коммутаторных сборок с разными электрическими емкостями. Первая группа сборок передает энергию в нагрузку в форме импульса основной гармоники. Вторая группа передает энергию в нагрузку в форме импульса третей гармоники. Третья группа передает энергию в нагрузку в форме импульса пятой гармоники. Индуктор создан для формирования трапецеидального импульса с плоской вершиной путем наложения первого, второго и третьего импульсов.
Недостатком является невозможность размещения в такой конструкции корпуса конденсаторно-коммутаторной сборки с высоковольтными выводами, расположенными в геометрическом центре данных сборок, смещенных к краю относительно разрядника.
Известен патент (CN103501170, H03K17/96, H03K5/00, опубл. 08.01.2014 г.), в котором предлагается новая структура индуктора и способ его запуска. В качестве генератора запускающего импульс в таком индукторе используется одна специально модифицированная конденсаторно-коммутаторная сборка, передающая импульс перенапряжения к управляющим электродам остальных разрядников посредством передающих линий, организованных таким образом, чтобы минимизировать разброс срабатывания каждого разрядника. Такое решение позволяет коммутировать все разрядники в индукторе посредством только одного внешнего импульса. При создании высоковольтного генератора с наносекундным фронтом выходного импульса и состоящего из множества подобных индукторов, данная конструкция видится как решение проблемы синхронной работы всех индукторов генератора.
К недостатку можно отнести то же отсутствие возможности размещения в данной конструкции конденсаторно-коммутаторной сборки с высоковольтными выводами, расположенными в геометрическом центре данных сборок, смещенных к краю относительно разрядника. Кроме того использование одной из сборок для формирования запускающего импульса для остальных сборок серьезно уменьшает количество запасенной энергии в индукторе.
Известен патент (CN110212755, H02M 3/07, опубл. 06.09.2019 г.), в котором описана конструкция индукционного генератора состоящего из нескольких индукторов. Конструкция каждого отдельного индуктора включает в себя N первичных накопители энергии (конденсаторно-коммутаторных сборок) и ферромагнитный сердечник, которые разнесены на значительное расстояние и соединены токопроводящими изолированными линиями. Данная конструкция позволяет облегчить техническое обслуживание индуктора в случае выхода из строя одного или нескольких его элементов, а так же дает возможность независимой работы каждой конденсаторно коммутаторной сборки в индукторе на общий ферромагнитный сердечник, благодаря сегментированному первичному витку.
Недостатком является необходимость создания отдельного корпуса для конденсаторно-коммутаторных сборок и изолированных высоковольтных токопроводящих линий, что неизбежно ведет к увеличению габаритов установки и снижению показателей удельно запасённой энергии на единицу объема.
Известна концепция конструкции генератора (CONCEPT DESIGNS OF A COMPACT LTD GENERATOR WITH A PULSE RISE TIME OF 100 ns* / I. Lavrinovich, S. Vagaytsev, A. Erfort, D. Rybka, D. Molchanov, A. Artemov, A. Zhigalin, A. Lensk. – Tomsk, 2019), выбранная в качестве прототипа. В статье предлагается конструкция компактного индуктора, основанного на двенадцати конденсаторно-коммутаторных сборках. Такой индуктор способен обеспечить импульс тока с амплитудой 1,15 МА и временем нарастания ~ 120 нс при согласованной нагрузке 0,066 Ом, что при выходном напряжении в ~75 кВ соответствует мощности в 87 ГВт. Наружный диаметр полости составляет 1 м, а высота - 0,43 м. Небольшие размеры и высокие выходные параметры генератора способствуют его использованию в качестве компактной лабораторной установки для экспериментального исследования радиационных характеристик X и Z-пинчей и свойств вещества в экстремальных условиях.
Недостатком прототипа является большая осевая длина ступени, складывающаяся из высоты двух высоковольтных конденсаторов, выводов, изоляционной конструкции и корпуса.
Задачей настоящей полезной модели является создание высоковольтного сильноточного импульсного индуктора уменьшенного размера, а именно малой длины в осевом направлении.
Поставленная задача решается тем, что высоковольтный сильноточный импульсный индуктор для генерирования коротких мощных импульсных токов, содержащий две и более, радиально расположенные низкоиндуктивные конденсаторно-коммутаторные сборки, помещенные в жидкий диэлектрический материал и соединенные с корпусом, выполняющим роль индуктора, посредством передающих шин, ферромагнитного сердечника и изолятора, отличается от прототипа тем, что конденсаторно коммутаторные сборки расположены в корпусе перпендикулярно оси индуктора.
Изолятор расположен на краю внутреннего кольца индуктора и имеет одну свободную поверхность.
На фиг.1 представлена схема заявленной полезной модели.
Обозначение позиций:
Элементы конденсаторно-коммутаторной сборки:
1. Конденсатор 1.
2. Конденсатор 2.
3.Газовый коммутатор.
4.Управляющий электрод.
5. Изолятор.
6. Внешние обкладки конденсаторов, подключенные к внешнему источнику питания.
Конструкционные элементы индуктора:
7. Выходные электроды конденсаторно-коммутаторной сборки.
8. Токопроводящая передающая шина.
9. Корпус индуктора.
10. Ферромагнитный сердечник.
11. Диэлектрическая вставка.
12. Диэлектрическая жидкость.
13. Крышка индуктора.
14. Диэлектрическая пластина.
Пример конкретной работы заявленной полезной модели.
Работа высоковольтного сильноточного импульсного индуктора осуществляется следующим образом. От внешнего источника питания к внешним обкладкам 6 конденсаторов 1 и 2, подключенным к ним высоковольтным электродам 3 коммутатора, подают постоянное напряжение (например, + и - 80 кВ) для зарядки высоковольтных конденсаторов до рабочего напряжения. После этого подают импульс перенапряжения на управляемый коммутатор от внешнего генератора запуска на управляющий электрод 4, что приводит к пробою основного разрядного промежутка между электродами 3. Изоляционные вставки 5 ограждают внутренние выводы 7 конденсаторов от перенапряжений, возникающих в момент запуска на запускающем электроде 4. После коммутации конденсаторно-коммутаторной сборки через выходной электрод 7 конденсатора 2 и передающую шину 8 импульс перенапряжения сообщается на корпус индуктора 9, выполняющего роль единичного витка и создающего электродвижущую силу во внутренней полости индуктора за счет ферромагнитного сердечника 10, который может быть выполнен из нескольких ферромагнитных колец. Изоляция высоковольтных конденсаторов и ферромагнитного сердечника выполнена диэлектрическими вставками 11, все полости заполнены диэлектрической жидкостью 12. Передающая линия 8 изолирована от крышки индуктора 13 посредством диэлектрической пластины 14. В результате образуется разрядный контур: выходной электрод конденсаторно-коммутаторной сборки 7 конденсатора 1, конденсатор 1, внешняя обкладка 6 конденсатора 1, газовый коммутатор 3, внешняя обкладка второго конденсатора 6, конденсатор 2, выходной электрод 7 конденсатора 2, передающая шина 8, корпус индуктора9, крышка индуктора 13, выходной электрод 7 конденсатора 1.
Преимуществом заявленной полезной модели является малая осевая длина индуктора L И, зависящая в основном от диаметра конденсаторно-коммутаторных сборок, толщины корпуса и диэлектрических вставок и независящая от высоты высоковольтного конденсатора, входящего в состав сборок.
Claims (1)
- Высоковольтный сильноточный импульсный индуктор для генерирования коротких мощных импульсных токов, содержащий радиально расположенные низкоиндуктивные конденсаторно-коммутаторные сборки, помещенные в жидкий диэлектрический материал и соединенные с корпусом, выполняющим роль индуктора, посредством передающих шин, ферромагнитного сердечника и изолятора, отличающийся тем, что конденсаторно-коммутаторные сборки расположены в корпусе перпендикулярно оси индуктора.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020126235U RU202843U1 (ru) | 2020-08-06 | 2020-08-06 | Высоковольтный сильноточный импульсный индуктор |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020126235U RU202843U1 (ru) | 2020-08-06 | 2020-08-06 | Высоковольтный сильноточный импульсный индуктор |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU202843U1 true RU202843U1 (ru) | 2021-03-11 |
Family
ID=74874050
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2020126235U RU202843U1 (ru) | 2020-08-06 | 2020-08-06 | Высоковольтный сильноточный импульсный индуктор |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU202843U1 (ru) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2059436C1 (ru) * | 1993-06-15 | 1996-05-10 | Акционерное общество закрытого типа Научно-технический центр конверсионных технологий Компания "АЭлимп Лтд." | Устройство для электроимпульсной обработки и дезинтеграции материалов |
| CN103501170A (zh) * | 2013-08-27 | 2014-01-08 | 西北核技术研究所 | 一种ltd模块及其同步触发的方法 |
| US9602087B2 (en) * | 2012-06-22 | 2017-03-21 | Sandia Corporation | Linear transformer driver for pulse generation with fifth harmonic |
| CN110212755A (zh) * | 2019-06-25 | 2019-09-06 | 中国人民解放军军事科学院国防科技创新研究院 | 一种传输线隔离型直线变压器驱动源 |
-
2020
- 2020-08-06 RU RU2020126235U patent/RU202843U1/ru active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2059436C1 (ru) * | 1993-06-15 | 1996-05-10 | Акционерное общество закрытого типа Научно-технический центр конверсионных технологий Компания "АЭлимп Лтд." | Устройство для электроимпульсной обработки и дезинтеграции материалов |
| US9602087B2 (en) * | 2012-06-22 | 2017-03-21 | Sandia Corporation | Linear transformer driver for pulse generation with fifth harmonic |
| CN103501170A (zh) * | 2013-08-27 | 2014-01-08 | 西北核技术研究所 | 一种ltd模块及其同步触发的方法 |
| CN110212755A (zh) * | 2019-06-25 | 2019-09-06 | 中国人民解放军军事科学院国防科技创新研究院 | 一种传输线隔离型直线变压器驱动源 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| CONCEPT DESIGNS OF A COMPACT LTD GENERATOR WITH A PULSE RISE TIME OF 100 ns* / I. Lavrinovich, S. Vagaytsev, A. Erfort, D. Rybka, D. Molchanov, A. Artemov, A. Zhigalin, A. Lensk. - Tomsk, 2019. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN206164495U (zh) | 一种带陡化间隙的触发真空开关触发源 | |
| CN101667819A (zh) | 用于触发系统的双电源脉冲发生器 | |
| CN110417381A (zh) | 一种集成触发的快直线型变压器驱动源 | |
| CN109698682B (zh) | 一种纳秒前沿高压脉冲产生装置 | |
| RU202843U1 (ru) | Высоковольтный сильноточный импульсный индуктор | |
| US4189650A (en) | Isolated trigger pulse generator | |
| RU121180U1 (ru) | Высокочастотная установка для магнитно-импульсной обработки материалов | |
| RU184724U1 (ru) | Низкоиндуктивная конденсаторно-коммутаторная сборка | |
| CN107659291B (zh) | 一种具有低抖动度的高压脉冲发生器 | |
| RU2547235C1 (ru) | Многомодульный генератор высоковольтных импульсов мультитераваттной мощности | |
| KR101651737B1 (ko) | 마이크로 펄스 시스템 및 이를 이용한 전기 집진장치 | |
| RU75783U1 (ru) | Высоковольтный конденсатор со встроенным управляемым коммутатором | |
| Kanaeva et al. | A high-voltage pulse generator for electric-discharge technologies | |
| CN106452158B (zh) | 一种变压器型组合波发生电路 | |
| US3735195A (en) | Spark-discharge apparatus for electrohydraulic crushing | |
| RU2656886C1 (ru) | Плазменный прерыватель тока | |
| RU169337U1 (ru) | Высоковольтный конденсатор с управляемым коммутатором | |
| RU204516U1 (ru) | Устройство заряда высоковольтных конденсаторов большой емкости с импульсным трансформатором | |
| RU2766434C1 (ru) | Способ формирования импульса тока в индуктивной нагрузке | |
| Zherlitsyn et al. | Effect of electric isolation between channels on the multigap switch parameters | |
| RU2544845C2 (ru) | Сильноточный наносекундный ускоритель электронных пучков | |
| Mahajan et al. | Novel exciter circuit for ignition of gas turbine engines in aerospace applications | |
| Boyko et al. | Generators of high-voltage pulses with a repetition rate of 50000 pulses per second | |
| Egorov et al. | Concrete surface scraping with high voltage pulsed power generator EG-350 | |
| Zhang et al. | Development of a hybrid mode linear transformer driver stage |