SU907776A1

SU907776A1 - Spiral generator

Info

Publication number: SU907776A1
Application number: SU802946735A
Authority: SU
Inventors: Юрий Петрович Пичугин; Игорь Васильевич Резюков; Игорь Николаевич Романенко
Original assignee: Чувашский государственный университет им.И.Н.Ульянова
Priority date: 1980-06-30
Filing date: 1980-06-30
Publication date: 1982-02-23

Description

Изобретение относится к высоковольтной технике.The invention relates to high voltage technology.

Известен генератор питания с линией передачи спирального типа,сос- _стоящий из двух токопроводящих листов, изолированных друг от друга диэлектриком, закрученных в спираль, имеющей открытый конец и предназначенный для накопления электростатической энергии,подлежащей преобразованию [1].A known power generator with a transmission line of a spiral type, co-_fromconsisting of two conductive sheets,isolated from each other by a dielectric, twisted into a spiral having an open end and designed to accumulate electrostatic energy to be converted [1].

Однако при включении генератора накопленная энергия преобразуется в в импульсную энергию высокого напряжения .However, when the generator is turned on, the stored energy is converted into high-voltage pulsed energy.

Наиболее близкой по технической 1 сущности к предлагаемому является спиральный генератор,который представляет собой свернутую в спираль полосковую линию с одним открытым концом, управляемый искровой разрядник,вклю- * ченный на другом конце линии [2].Closest to the technical essence 1 to the proposed one is a spiral generator, which is a strip line coiled into a spiral with one open end, controlled by a spark gap included at the other end of the line [2].

Если зарядить уереэ один из концов такой генератор до напряжения U_oи замкнуть на другом открытом конце, то от ключа по линии начнет распрос- 2 траняться волна. По мере движения волны коаксиальные емкости, образован пне смежными витками спирали включаются последовательно. Когда подающая волна достигает конца .спирали,напряжение 3 между началом и концом возрастает до величины n U_o (п - число витков спирали) . После отражения волны от концов напряжение в линии маняет знак на противоположный - инвентирует. В момент, когда отраженная волна достигает ключа, процесс перезарядки активной линии заканчивается и напряжение на выходе генератора достигает максимальной величины K2nU_o (Ккоэффициент передачи линии). В идеальном случае k - 1.If one of the ends of such a generator is charged with voltage to the voltage U _o and closed at the other open end, then a wave will propagate from the key along the line. As the wave moves, the coaxial capacitance formed by the stump by adjacent turns of the spiral are connected in series. When the feed wave reaches the end of the spiral, the voltage 3 between the beginning and end increases to n U _o (n is the number of turns of the spiral). After the wave is reflected from the ends, the voltage in the line beckons the sign to the opposite - it invents. At the moment when the reflected wave reaches the key, the process of recharging the active line ends and the voltage at the generator output reaches the maximum value K2nU _o (Coefficient of transmission of the line). In the ideal case, k - 1.

Недостатком данного генератора является то, что в реальном генераторе на амплитуду выходного импульса оказывает влияние то обстоятельство, что последовательно включенные межвитковые коаксиальные емкости образованы одной спиралью. Вследствие этого межвитковые емкости успевают до наступления полной инверсии напряжения частично разрядиться через индуктивность одного витка,что ведет к резкому снижению коэффициента передачи. Так при η = Ь4 витка и (’₀ = = 20 кВ спиральный генератор Фитча и Гозэела имеет к = 0,35 и выходное напряжение = 750 кВ.The disadvantage of this generator is that in a real generator, the amplitude of the output pulse is affected by the fact that the series-connected inter-turn coaxial capacitances are formed by a single spiral. As a result, inter-turn capacitances manage to partially discharge through the inductance of one turn before the onset of a complete voltage inversion, which leads to a sharp decrease in the transfer coefficient. So for η = b4 turns and (' ₀ = 20 kV, the Fitch and Gozeel spiral generator has k = 0.35 and the output voltage = 750 kV.

Цель изобретения - увеличение коэффициента передачи генератора.The purpose of the invention is to increase the transmission coefficient of the generator.

Поставленная цель достигается тем, что в спиральный генератор,содержащий свернутую в спираль полосковую линию с одним открытым концом и управляемый искровой разрядник, включенный на другом конце линии, параллельно межвитковым емкостям включен конденсатор, представляющий собой сосредоточенную емкость, величина которой не менее,чем на порядок, больше емкости самой линии. _ ЮThis goal is achieved by the fact that in a spiral generator containing a spiral strip line with one open end and a controllable spark gap connected at the other end of the line, a capacitor is included in parallel to the inter-turn capacities, which is a concentrated capacitance, the value of which is not less than an order of magnitude , more capacity of the line itself. _ YU

В результате этого величины напряжений на коаксиальных емкостях,образованных смежными витками, определяются величиной напряжения на конденсаторе. Из-за относительно боль- 15 шей емкости конденсатора за время полной инверсии напряжение в линии уменьшается незначительно,что и приводит к значительному повышению коэффициента передачи линии. 20As a result of this, the voltages at the coaxial capacitances formed by adjacent turns are determined by the magnitude of the voltage across the capacitor. Due to the relatively large capacitance of the capacitor, during a complete inversion the voltage in the line decreases insignificantly, which leads to a significant increase in the transmission coefficient of the line. 20

На чертеже представлена схема предлагаемого спирального генератора.The drawing shows a diagram of the proposed spiral generator.

Генератор состоит из полосковой линии 1, свернутой в спираль, имеющей η витков, открытый конец в кото- 25 рой служит для подключения зарядного напряжения. На этом же конце генератора малоиндуктивно подключен управляемый искровой разрядник 2, служащий в качестве ключа. Между первым и вторым витками, как показано на чертеже, малоиндуктивно подключен дополнительный конденсатор 3,представляющий собой сосредоточенную ем к 2ηϋ_ο. В генераторе Фитча и Гозелла время разряда линии соизмеримо с временем инвертирования напряжения в ней и поэтому линия успевает разрядиться через индуктивность первого витка (который выделен жирной линией на чертеже) и искровой разрядник 2. При наличии конденсатора 3 к межвитковой емкости прибавляется относительно большая дополнительная сосредоточенная емкость,которые разряжаются через ту же индуктивность первого витка и искровой разрядник 2, йо время разряда из-за увеличения емкости значительно больше времени перезарядки линии,поэтому коэффй-^[~ циент передач” увеличивается.The generator consists of a strip line 1, coiled into a spiral, having η turns, the open end of which serves to connect the charging voltage. At the same end of the generator, a controlled spark gap 2, which serves as a key, is inductively connected in a small way. Between the first and second turns, as shown in the drawing, an additional capacitor 3 is connected inductively, which is a concentrated capacitor to 2ηϋ _ο . In the Fitch and Gozell generator, the discharge time of the line is commensurate with the time of voltage inversion in it and therefore the line manages to discharge through the inductance of the first turn (which is indicated by the bold line in the drawing) and spark gap 2. In the presence of capacitor 3, a relatively large additional concentrated capacitance is added to the inter-turn capacitance which are discharged through the same inductance of the first turn and spark gap 2, the discharge time due to an increase in capacity is much longer than the line recharge time, therefore mu koeffy- ^[ ~ gear ratio ”increases.

В качестве дополнительной сосредоточенной емкости можно использовать малогабаритный стандартный конденсатор,· например ситалловый конденсатор типа К15-10, что ведет к незначительному увеличению габаритов спирального генератора при значительном увеличении его коэффициента передачи.As an additional concentrated capacity, you can use a small-sized standard capacitor, for example, a K15-10 type ceramic capacitor, which leads to a slight increase in the dimensions of the spiral generator with a significant increase in its transfer coefficient.

Claims

The goal is achieved by the fact that a spiral generator, containing a strip line coiled into a spiral with one open end and controlling a spark gap connected at the other end of the line, includes a capacitor parallel to the interturn capacitance, which is a concentrated capacitance whose value is no less than than the order, more capacity of the line itself. As a result of this, the magnitudes of the voltages on the coaxial capacitors formed by the adjacent coils are determined by the magnitude of the voltage on the capacitor. Due to the relatively large capacitance of the capacitor during the full inversion time, the voltage in the line decreases slightly, which leads to a significant increase in the transmission coefficient of the line. The drawing shows the scheme of the proposed spiral generator. The generator consists of a strip line 1, coiled into a spiral, having flat turns, the open end of which serves to connect the charging voltage. At the same end of the generator, the equal spark gap 2 serving as a key is connected inductance. Between the first and the second coils, as shown in the drawing, an additional capacitor 3, which is a concentrated capacitance, is inductively connected. . The generator works as follows. After charging the line with a high voltage Uo, the control of the 1F) spark spark 2 is started, and the short-circuit begins to propagate from the surge gap 2, as shown in the drawing. Next, processes similar to those in the Fitch and Gozell generator occur. The active line is recharged and the output voltage reaches a value close to 2nUo. In the Fitch and Gozel generator, the discharge time of the line is comparable with the inversion time of the nagfling in it and therefore the line has time to discharge through the inductance of the first turn (which is indicated by the bold line in the drawing) and the spark 2. a relatively large additional concentrated capacitance, which is discharged through the same inductance of the first turn and the spark discharge 2, and the discharge time due to an increase in the capacitance is much longer than the recharge time of the line, Besides koeffy- cient transmission increases. As an additional lumped capacitance, a compact standard capacitor can be used, for example, a K15-10 type of glass capacitor, which leads to a slight increase in the size of the spiral generator with a significant increase in its transmission coefficient. Invention formula A spiral generator containing a striped line coiled in a spiral with one open terminated and controlled spark connected at the other end of the line, characterized in that, in order to increase the transmission coefficient, the A capacitor is connected parallel to the inter-turn capacitance; the capacitor is a concentrated capacitor whose magnitude is at least an order of magnitude greater than the capacitance of the line itself. Sources of information taken into account in the examination 1. French patent number 218316, cl. H 03 K 3/53, 1974.

2.Fitch R.A., Hovell V.T.S. Novel principle of transient highvoltage generation, Proc. LEE, 1964, 4, v.lll.