Изобретение относитс к импульсной электроэнергетике, а именно, к генераторам мощных импульсов, построенных на основе использовани формирующих линий с полным разр дом накопителей энергии. Известны устройства формировани высоковольтных импульсов, выполненные на основе формируодей линии с накоплением энергии в электрическом поле ее конденсаторов р . К недостаткам таких устройств можно отнести пониженную надежность вызванную тем, что конденсаторы линии почти посто нно наход тс подвысоКИМ напр жением, равным удвоенной амплитуде импульсного напр жени на нагрузке, а также большие вес и габариты , обусловленные сравнительно низкой удельной энергоемкостью конденсаторов линии. Наиболее близким к предлагаемому изобретению вл етс импульсный модул тор , который содержит источник посто нного напр жени , с положительным полюсом которого соединен один из электродов коммутирующего элемента, . другой электрод которого соединен с высоковольтным входа формирующей линии, у которой высоковольтный замим выхода соединен с отрица- тельным полюсом источника посто нного напр жени , а также нагрузку, подключенную параллельно соединенным последовательно катушкам индуктивноети формирующей линии Zj. Недостатком известного модул тора вл етс то, что коммутирующий элемент , используемый в качестве высоковольтного выключател посто нного то ка может обеспечить работу модул тора лишь в двух режимах, а именно: в режи ме малой Выходной импульсной мощности с достаточно высокой частотой повторени (при использовании в качестве выключател посто нного тока неразрушающих коммутаторов многократного действи , таких как электронные лампы, электроннолучевые коммутаторы вакуумные дугогасительные камеры, га зоразр дные приборы с полным управле нием, например таситроны) и в режиме .большой выходной импульсной мощности но при разных импульсах, лто обуслов . лено использованием в качестве выключател посто нного ;Тока разрушаемы коммутаторов однократного действи , таких как электрические взрывающиес проводники (ЭВП) и коммутаторы на ос нове взрывчатых веществ в сочетании ЭВП. Цель изобретени - расширение функциональных во зможностей генератора за счет увеличени частоты повторени импульсов при высокой выходной мощности без существенного увеличени его веса и габаритов путем использовани крайних конденсаторов формирующей линии дл коммутации основного выключател . Поставленна цель достигаетс тем, что в генераторе высоковольтных импульсов , содержащем источник посто нного тока, с положительным полюсом которого соединен один из электродов коммутатора с блоком управлени , прИ этом другой электрод коммутатора соединен с высоковольтным зажимом входа формирующей линии, высоковольтный выходной зажим которой соединен с отрицательным полюсом источника поcтo н югo тока, к которому также подключена одним концом нагрузка, между высоковольтным входным зажимом формирующей линии и входным конденсато-: ром линий введен первый управл емый разр дник, между высоковольтным выходным зажимом формирующей линии и выходным конденсатором линии введен второй управл емый разр дник, между точкой соединени первого управл емого разр дника с входным конденсатором и общей шиной генератора вклю- чены соединенные последовательно зар дный элемент и дополнительный вУсоковольтный выпр митель, положительным полюсом подключенный к зар дному элементу, а между точкой соединени второго управл емого разр дника и общей ши.пой .включен другой зар дный элемент, между высоковольтным входным зажимом формирующей линии и нагрузкой включен третий управл емый разр дник, при этом.управл ющие электроды разр дников подключены к блоку управлени коммутатора; На чертеже изображена схема устройства Генератор высоковольтных импульсов содержит искусственную формирующую линию 1, у которой соединены последовательно; катушки индуктивностёЙ, к крайним выводам которых подключены две параллельные ветви, одна из которых состоит из соединенных последовательно источника 2 посто нного тока и коммутатора 3, в качестве которого может быть использована, например. вакуумна дугогасительна камера (ВДК), а втора - из.соединенных по- следовательно упраЁл емого разр дни ка k и .нагрузки 5. Крайние конденсаторы формирующей линии 1 подсо еди нены к высоковольтным входному и выходному зажимам линии через управл емые разр дники 6 и 7 соответственно. Между точкой соединени управл емого разр дника 6 с входным конденсатором 11 линии и общей шиной 13 л генератора включены соедин емые последовательно зар дный элемент 8 и высоковольный выпр мйте ь 9, а между точкой соединени управл емого разр дника .7 с выходным конденсатором 12 линии и общей шиной 13 генератора включен другой зар дный элемент 1p. Блоки управлени основного коммутатора 3 и управл емых разр дников Л, 6 и 7 совмещены в блоке упра влени и синхронизации I. Работа генератора высоковольтных импульсов происходит следующим oRpaзом .. В исходный момент управл емые разр дники , 6 и 7 наход тс в непровод щем состо нии, а коммутатор 3 заМ кнут. При этом происходит зар дка катушек индуктивностей формирующей лиНИИ 1 током амплитудой 1(3 от источНика посто нного тока 2 через коммутатор 3. Одновременйо с дтим входной 11 и выходной 12 конденсаторы линии 1 зар жаютс до напр жени UQ/2 каждый (пол рность напр жени показана на схеме без скобок) от высоковольтного выпр мител 9 iepeз зар дные элементы 8 и 10. Затем с блока управлени 1 Приходит сигнал наразведение кон .тактоб вакуумной дугогасительной Камеры (ВДК) 3. При этом между контактами ВДК возникает вакуумна дуга отклк ченк|И . В момент времени, когда 0асстойние между контактами ВДК становитс достаточно большим, чТобы не возникло вторичного пробо межконтакт ного промежутка После гашени дуги ; Отключени , с блока управлени I приход т сигналы на запуск управл емых разр дников 6 и 7. В результате бходной и выходной конденсаторы линии 1 разр жаютс последовательно через управл емые разр дники 6 и 7 и Через коммутатор 3 и источник 2, обесточива при этом контакты коммутатора 3The invention relates to a pulsed electric power industry, namely, to high-power pulse generators, built on the basis of the use of forming lines with full discharge of energy storage devices. Devices for forming high-voltage pulses are known, made on the basis of a formation line with energy storage in the electric field of its capacitors p. The disadvantages of such devices include reduced reliability due to the fact that line capacitors are almost constantly under high voltage equal to twice the amplitude of the pulse voltage on the load, as well as large weight and dimensions, due to the relatively low power intensity of the line capacitors. Closest to the proposed invention is a pulse modulator, which contains a constant voltage source, with a positive pole of which one of the electrodes of the switching element, is connected. another electrode of which is connected to the high-voltage input of the forming line, in which the high-voltage output pins are connected to the negative pole of the constant voltage source, as well as the load connected in parallel to the inductors of the forming line Zj in series. A disadvantage of the known modulator is that the switching element used as a high-voltage switch of constant current can ensure the operation of the modulator only in two modes, namely: in the mode of small Output pulse power with a sufficiently high repetition rate (when used in non-destructive switches of repeated action, such as electron tubes, electron-beam switches, vacuum arcing chambers, gas discharge devices with a full current circuit breaker ravle Niemi, e.g. tasitrony) and in output mode .bolshoy pulse power but with different momenta LTO obuslov. The use of a single-acting switch, such as electric explosive conductors (EIS) and switches based on explosives in a combination of EEC, is used as a switch; The purpose of the invention is to expand the functional capabilities of the generator by increasing the pulse repetition rate at high output power without significantly increasing its weight and size by using the extreme capacitors of the forming line to switch the main switch. The goal is achieved by the fact that in a high-voltage pulse generator containing a DC source, with the positive pole of which one of the switch electrodes is connected to the control unit, the other switch electrode is connected to the high-voltage terminal of the forming line, the high-voltage output clamp of which is connected to the negative the source of the source is a south current, to which the load is also connected at one end, between the high-voltage input terminal of the forming line and the input condensate-: The first controlled discharge was inserted into the ohms, a second controlled discharge was inserted between the high-voltage output terminal of the forming line and the output capacitor of the line, the serially connected charging element and the connected capacitor of the first controlled discharge had to be connected to the input capacitor and the common busbar of the generator. an additional voltage-voltage rectifier, connected by a positive pole to the charging element, and a different charge between the connection point of the second controlled arrester and the common circuit. element, between the high voltage input terminal and the load shaping line including the third controllable arrester at etom.upravl guides arrester electrodes connected to the switch control unit; The drawing shows a diagram of the device The high-voltage pulse generator contains an artificial forming line 1, which is connected in series; coils with inductance, to the extreme terminals of which are connected two parallel branches, one of which consists of a DC source 2 connected in series and a switch 3, which can be used as, for example. vacuum arc chamber (VDK), and the second one - from the connected, respectively, controllable discharge k and load 5. Extreme capacitors of the forming line 1 are connected to the high-voltage input and output terminals of the line through controllable 6 and 7 respectively. Between the connection of the controlled discharge unit 6 and the input capacitor 11 of the line and the common bus 13 liters of the generator, connected in series are the charging element 8 and the high-voltage rectifier 9, and between the connection point of the controlled discharge capacitor .7 and the output capacitor 12 and the common bus 13 of the generator includes another charge element 1p. The control units of the main switch 3 and the controlled arresters L, 6 and 7 are combined in the control and synchronization unit I. The high-voltage pulse generator operates as follows oRpara .. At the initial moment the controlled arrays, 6 and 7 are in a non-conducting state nii, and the switch 3 zam whip. When this occurs, the inductors of the forming line LINE 1 are charged with an amplitude of 1 (3 from a DC source 2 through the switch 3. Simultaneously with the input 11 and the output 12, the capacitors of the line 1 are charged to the voltage UQ / 2 each (voltage polarity is shown in the diagram without brackets) from the high-voltage rectifier 9, ie, charge elements 8 and 10. Then, from the control unit 1, a signal arrives at the contact of the vacuum arcing chamber (VDC) 3. A vacuum arc off the control | . In the moment when the instability between the VDK contacts becomes sufficiently large so that a secondary inter-contact gap gap does not occur After extinguishing the arc; Shut-down, control unit I receives signals for triggering the controlled dischargers 6 and 7. As a result, the output and output capacitors of line 1 discharged sequentially through controlled arresters 6 and 7 and through switch 3 and source 2, de-energizing the contacts of switch 3
и вызыва тем с.амым погасание вакуум-5$тальна проверка работы генератора сand causing those with. the most extinction of the vacuum-5 $ talna test operation of the generator with
ной дуги в HeMj.vi его отключение. Ток,использованием вакуумной камеры типаNoH arc in HeMj.vi disable it. Current using vacuum chamber type
запасенный в катушках индуктивностейКДВ-21 показывает, что величина отформирующей линии 1, замыкаетс те-ключаемого камерой тока возрастает li0 перь через разр дник 7, выходной и входной конденсаторь линии и разр дник 6. С этого момента начинаетс зар дка конденсаторов формирующей лиНИИ 1 напр жением рабочей пол рности (показано в скобках) током Q , запасенным ранее в катушках индуктивностей линии. Одновременно с этим с блока управлени k приходит управл ющйй сигнал на запуск управл емого разр дника k, подклоча тем самым согласованную нагрузку между входным и выходным зажимами формирующей линии . Сопротивление нагрузки Лц выбрано равным удвоенному волновому со- противленио линии, т.е. п - ю : Н F Начина с момента подключени .нагрузки 5 и линии 1,,на входе и выходе линии по вл ютс перепады напр - , жени разных знаков амплитудой |о , которые начинают распростран тьс австречу друг другу, В течение .интер- . :вала времени О (здв)(Де 4aaA-/L i to - суммарна индуктивность и ем-J :кОстьформирующей линии) конденсаторы Jлинии зар жаютс от краев к центру напр жением разного знака амплитудой течение интервала времени ( t g-tjjjg) конденсаторы линии разр жаютс от центра к кра м встречными волнами напр жени . К моменту времени t- зад ° Д® зторы линии ока зываютс разр женными,а ток в катуш-. ках индуктивностей прекращаетс . Запасов энергии в линии не остаетс . Напр жение на нагрузке 5 существует, таким образом, в течение времени t. :и равно Ио-|г- о Затем процессы повтор ютс . ; Поскольку коммутаци вакуумной ;дугогасительной камерой осуществл етс в .предлагаемом генераторе в услови х ограниченного времени горени вакуумной дуги отключени за счет принудительного обесточивани контактов ВДК, то амплитуда отключаемого Тока, примерно, на два пор дка превышает значение oTj rt04aeMoro камерой тока В;схеме прототипа. Эксперимен51012if276KDV-21 stored in the inductors shows that the value of the forming line 1 closes the current-switched current chamber and increases li0 through the discharge arrester 7, the output and input capacitor of the line and the discharge capacitor 6. From this moment begins the charging of the capacitors forming the LINE 1 with the voltage of the working polarity (shown in parentheses) by the current Q, previously stored in the line inductors. At the same time, a control signal comes from the control unit k to start the controllable spark gap k, thereby connecting the matched load between the input and output terminals of the forming line. The load resistance Ls is chosen equal to twice the wave resistance of the line, i.e. n - w: H F Starting from the moment of connecting load 5 and line 1,, on the input and output of the line there appear voltage drops, different signs of amplitude | o, which begin to propagate along each other. . : time shaft О (dzv) (De 4aaA- / L i to - total inductance and capacitance-J: to forming line) capacitors of the J line are charged from the edges to the center by voltage of different signs with amplitude during the time interval (t g-tjjjg) line capacitors discharged from the center to the edge by countercurrent stress waves. By the time t-ass ° D®, the ztori lines are discharged, and the current is in the coil. the inductances cease. There is no energy reserve in the line. The voltage on load 5 thus exists for a time t. : and equals Io | g- o Then the processes are repeated. ; Since the switching by the vacuum; arc-suppressing chamber is carried out in the proposed generator under conditions of a limited time for the vacuum arc to shut down due to the forced de-energization of the VDK contacts, the amplitude of the Current being turned off is approximately two orders of magnitude higher than the value of oTj rt04aeMoro by the current B camera; Experimenter 51012if276
от Ю-ISA в схеме прототипа до 900 А венно и выходна импульсна мощность в предлагаемой схеме при напр жении генератора возрастает более, чем в на коммутаторе до 10 кВ. Соответст- 60 раз.from Yu-ISA in the prototype circuit up to 900 A, and the output pulse power in the proposed circuit with a generator voltage increases by more than 10 on the switch to 10 kV. Corresponding 60 times.
JJ
т|t |