SU949856A1 - Импульсный трансформатор с ударным возбуждением - Google Patents

Description

Изобретение относится к высоковольтным импульсным трансформаторам, применяемым для питания ускорительных трубок и других устройств короткоимпульсным высоким напряжением при высокой частоте повторения импульсов.

Известны трансформаторы с ударным возбуждением, содержащие зарядное устройство, конденсаторную батарею, ком- jq мутирующее устройство, первичную и вторичную обмотки, генерирующие импульсное напряжение амплитудной многие сотни киловольт с высокой частотой повторения £1].

Недостатком таких трансформаторов является относительно малая собственная частота и, соответственно, большая длительность импульса высокого напряжения (обычно 10^_6 -10~⁵с). __

Известны также импульсные трансформаторы с ударным возбуждением, содержащие зарядное устройство, конденсаторы, подсоединенные к первичной и вторичной обмоткам, коммутирующее устройство в цепи первичной обмотки, и, 25 кроме того, дополнительный разрядник во вторичном контуре, обеспечивающий подключение нагрузки (ускорительной трубки) на более короткое время и, соответственно, обеспечивающий более 30 ;короткую[вплоть д© ΙΟ*^-7 с) длительность импульса высокого напряжения £2].

Недостатком известных трансформаторов является невозможность получения высокой частоты повторения импульсов порядка 10’ Гц и более.

Цель изобретения - генерирование . коротких импульсов с высокой частотой повторения.

Указанная цель достигается тем, что в импульсном трансформаторе с ударным возбуждением,содержащем зарядное устройство, конденсаторы, подсоединенные к первичной и вторичной обмоткам, и коммутирующее устройство в цепи первичной обмотки, трансформатор содержит по крайней мере два каскада, при этом вторичная обмотка первого каскада намотана двумя параллельными изолированными друг от друга проводниками так, что начало вторичной обмотки находится под потенциалом земли, а ее высоковольтные концы электрически подключены к конденсатору первичной обмотки второго каскада, коммутирующее устройство второго·каскада электрически подсоединено к дополнительной обмотке, индуктивно связанной со вторичной об949856 трансформатор сообмотки 1 и 2, втои 4, конденсаторы контура, устройстконденсаторов 5 и б, ем10 моткой первого каскада трансформатора .

На фиг. 1 показана принципиальная электрическая схема двухкаскадного импульсного трансформатора с ударным возбуждением; на фиг. 2 схема трехкаскаднрго трансформатора

Двухкаскадный держит первичные ричные обмотки 3 5 и 6 первичного во 7 для зарядки коммутирующее устройство 8 и 9, кости 10 и 11 вторичного контура и нагрузку (ускорительную трубку) 12. Ускорительная трубка содержит катод 13, вакуумную колбу 14 и электроды 15. В момент, когда к трубе приложено высокое напряжение, в ней ускоряется пучок электронов 16. Вто- . ричная обмотка (фиг. 1) намотана двойным приводом. Вблизи вторичной обмотки 3 имеется также дополнительная обмотка 17, электрически связанная с коммутирующим устройством 9. Трансформатор, содержащий элементы 5,8,1,3 и 17, дальше будет называться первым каскадом трансформатора, а трансформатор, состоящий из· элемен- j 'тов 6,9,2,4 и 11 - вторым каскадом трансформатора. В случае трехкаскадного трансформатора (фиг. 2) помимо перечисленных элементов он содержит также в третьем каскаде конденсатор 18, первичную 19 и вторичную 20 обмотки трансформатора, и его коммутатор 21, емкость вторичного контура 22, дополнительную обмотку 23, расположенную вблизи вторичной обмотки второго каскада. Параметры каждого из каскадов трансформатора подобраны так, что собственные частоты первичных и вторичных контуров равны. Связь между первичной и вторичной обмоткой каждого каскада трансформатора составляет величину, близкую к 0,6 или 0,4.

Двухкаскадная схема (фиг. 1) работает следующим образом.

Зарядка конденсаторов 5 и 6 осуществляется от единого устройства 7. При этом для подсоединения конденсатора 6 к устройству 7 используется двойной провод вторичной обмотки 3. Коммутирующее устройство 8 имеет средства для включения его в заданный момент. В качестве коммутаторов 8 и 9 используют водородные тиратроны трйгатроны и другие приборы.Энергия, подводимая от зарядного устройства 7 к конденсатору 6 находящемуся под высоким напряжением во время рабочих импульсов, используется для питания накала катода и других элементов коммутатора 9 или других устройств' во втором каскаде.

Конденсаторные батареи 5 и 6 заряжаются от устройства 7 до задан25

Затем осуществляетПри разконденсатора на первичную об1 на вторичной обмотке 3 навовысокое напряжение. Напряжение наводится на дополнительной об17. Это напряжение прикладыного напряжения ся включение коммутатора 8 рядке мотку дится также мотке вается к коммутирующему устройству 9 второго каскада трансформатора и йключает его. Благодаря равенству собственных частот первичных и вторичных контуров в обоих каскадах трансформаторов и высоким коэффициентом связи на втором или третьем полупериоде колебаний большая часть энергии из конденсаторных батарей 5 и 6 перекачивается в емкости 10 и 11 и передается в нагрузку - электронный пучок 16.

Трехкаскадная схема (фиг. 2) работает аналогично: от устройства Т заряжаются конденсаторы 5, 6 и 18, в заданные моменты включаются коммутаторы 8, 9 и 21.

В изобретении каждый из каскадов трансформаторов имеет мало витков, что позволяет повысить собственные частоты контуров каскадов, повысить частоту повторения и укоротить длительность импульса высокого напряжения на вторичных обмотках и на ускорительной трубке. Кроме того', момент включения каждого каскада трансформатора может регулироваться, что позволяет, например, осуществить инжекцию электронов в ускорительную трубку после того, как напряжение , на вторичной обмотке предыдущего каскада будет близким к максимуму. В ряде случаев целесообразно иметь собственную частоту последнего каскада трансформатора более высокой, чем первого, что позволяет получить узкий импульс электронного пучка вблизи максимума напряжения на первых каскадах. Благодаря этому энергия ускоренных электронов близка к постоянной.

Предлагаемая конструкция импульсного трансформатора позволяет повысить частоту повторения генерируе-_э мых высоковольтных импульсов до 10 Гц и выше при длительности импульсов около 10*⁷с.

Claims (2)

1. моткой первого каскада трансформатора . На фиг. 1 показана принципиальна  электрическа  схема двухкаскадного импульсного трансформатора с ударным воэбузкдением; на фиг. 2 схема трехкаскаднрго трансформатора Двухкаскадный трансформатор содержит первичные обмотки 1 и 2, вторичные обмотки 3 и 4, конденсаторы 5 и 6 первичного контура, устройство 7 дл  зар дки конденсаторов 5 и б коммутирующее устройство 8 и 9, емкости 10 и 11 вторичного контура и нагрузку (ускорительную трубку) 12. Ускорительна  трубка содержит катод 13, вакуумную колбу 14 и электроды 15. В момент, когда к трубе приложено высокое напр жение, в ней ускор етс  пучок электронов 16. Вторична  обмотка (фиг. 1) намотана двойным приводом. Вблизи вторичной обмотки 3 имееЧгс  также дополнительна  обмотка 17, электрически св занна  с коммутирующим устройством 9. Трансформатор, содержащий элементы 5,8,1,3 и 17, дальше будет называть первым каскадом трансформатора, а трансформатор, состо щий из- элементов6 ,9,2,4 и 11 - вторым каскадом трансформатора. В случае трехкаскад ного трансформатора (фиг. 2) помимо перечисленных элементов он содержит также в третьем каскаде конденсатор 18, первичную 19 и вторичную 20 обмо ки трансформатора, и его коммутатор 21, емкость вторичного контура 22, дополнительную обмотку 23, расположенную вблизи вторичной обмотки вто рого каскада. Параметры каждого из каскадов трансформатора подобраны так, что собственные частоты первич ных и вторичных контуров равны. Св  между первичной и вторичной обмотко каждого каскада трансформатора составл ет величину, близкую к 0,6 или 0,4. Двухкаскадна  схема (фиг. 1) работает следующим образом. Зар дка конденсаторов 5 и 6 осуществл етс  от единого устройства 7 При этом дл  подсоединени  конденса тора 6 к устройству 7 используетс  двойной провод вторичной обмотки 3. Коммутирующее устройство 8 имеет средства дл  включени  его в заданны момент. В качестве коммутаторов 8 и 9 используют водородные тиратроны трйгатроны и другие приборы.Энерги , подводима  от зар дного устройства 7 к конденсатору 6, наход щемус  под высо ким aпp жeниeм во врем  рабочих им пульсов, используетс  дл  питани  накала катода и других элементов коммутатора 9 или других устройств во втором каскаде. Конденсаторные батареи 5 и 6 зар жаютс  от устройства 7 до задан ного напр жени . Затем осуществл етс  включение коммутатора 8. При разр дке конденсатора на первичную обмотку 1 на вторичной обмотке 3 наводитс  высокое напр жение. Напр жение также наводитс  на дополнительной обмотке 17. Это напр жение прикладываетс  к коммутирующему устройству 9 второго каскада трансформатора и включает его. Благодар  равенству собственных частот первичных и вторичных контуров в обоих касксщах трансформаторов и высоким коэффициентом св зи на втором или третьем полупериоде колебаний больша  часть энергии из конденсаторных батарей 5 и 6 перекачиваетс  в емкости 10 и 11 и передаетс  в нагрузку - электронный пучок 16. Трехкаскадна  схема (фиг. 2) работает аналогично: от устройства 7 зар жаютс  конденсаторы 5, 6 и 18, в заданные моменты включаютс  коммутаторы 8, 9 и 21. В изобретении каждый из каскадов трансформаторов имеет мало витков, что позвол ет повысить собственные частоты контуров каскадов, повысить частоту повторени  и укоротить длительность импульса высокого напр жени  на вторичных обмотках и на ускорительной трубке. Кроме того, момент включени  каждого каскада трансформатора может регулироватьс , что позвол ет, например, осуществить инжекцию электронов в ускорительную трубку после того, как напр жение , на вторичной обмотке предьщушего каскада будет близким к максимуму . В р де случаев целесообразно иметь собственную частоту последнего каскада трансформатора более высокой , чем первого, что позвол ет получить узкий импульс электронного пучка вблизи максимума напр жени  на первых каскадах. Благодар  этому энерги  ускоренных электронов близка к посто нной. Предлагаема  конструкци  импульсного трансформатора позвол ет повысить частоту повторени  генерируемых высоковольтных импульсов до 10 Гц и выше при длительности импульсов около с. Формула изобретени  Импульсный трансформатор с ударным возбуждением, содержащий зар дное устройство, конденсаторы, подсоединенные к первичной и вторичной обмоткам , и коммутирующее устройство в цепи первичной обмотки, отличающ и ис   тем, что, с целью генерировани  коротких импульсов с высокой частотой повторени , трансформатор содержит по крайней мере два каскада , при этом вторична  обмотка первого каскада намотана двум  параллель ными изолированными друг от друга проводниками так, что начало вторичной обмотки находитс  под потенциалом земли, а ее высоковольтные концы электрически подключены к конденсатору первичной обмотки второго касКсша , коммутирунадее устройство второ го каскада электрически подсоединено к дополнительной обмотке, индуктивно св занной со вторичной обмоткой первого каскада трансформатора. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР , 224712, кл. Н 05 Н 5/00, 1968,
2. 2.Авторское свидетельство СССР 304895, кл. Н 05 Н 5/00, 1970 (прототип). fs 2ff г //,/ ,r.f yt/ t/