SU995176A1 - Разр дник - Google Patents

Description

(54) РАЗРЯДНИК

Изобретение относитс  к импульсной технике, в частности к управл емым разр дникам, и может быть широко использовано в экспериментальной физике дл  создани  генераторов импульсов тока.

Известны управл емые коммутаторы каскёщные разр дники, содержащие основные электроды и управл киций электрод , расположенный в разр дном промежутке С 1 )

Недостатком известных разр дников  вл етс  то j,-что при высокой частоте следовани  импульсов и продолжительной работе разр дника, разр дный промежуток тер ет злектрическую прочность , возникают самопроизвольные пробои, что приводит к по влению паразитных импульсов.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому  вл етс  разр дник , содержащий электроды, образую- щие разр дный промежуток, в котором размещен перемещаемый да электрик, ,снабженный механизмом перемещени . Электроды выполнены в виде неподвижных дисков с набором дискретных элементов , обеспечивающих зажигание разр да , причем дискретные элементы расположены на диске по окружности. /

Между дисковыми электродами распоЛожен вращающийс  диэлектрический jcpiCK с системой отверстий. В процессе 5 работы при совпсщении отверсти  с

дискретнь 1И элементами электродов происходит срабатывание разр дникаП2J.

Недостатком известного устройстIQ ва  вл етс  малый ресурс работы,обусловленный выгоранием краев отверстий в диске. Кроме того, ограничен диа ,пазон амплитуды и длительности коммутируемых импульсов, так как чём больше- амплитуды или длительность

15 коммутируемых импульсов, тем дольше восстанавливаетс  электрическа  прочность разр дного промежутка и,следовательно , необходимо быстрее вводить диэлектрик после разр да в разр дный

20 промежуток. Однако введение диэлектрика в разр дный промежуток с большей скоростью возможно лишь при увеличении частоты вращени  диска, т.е. при увеличении частоты комму-тируемых 25.импульсов. Невозможно использовать вращающийс  разр дник дл  получени  импульсов большей амплитуда и длительности при фиксированной частоте следовани  коммутируемых импуль30 сов.

.Цель изобретени  увеличение ресурса работы разр дника и расширение амплитуды и длительности коммутируеМЫХ ИГУ1ПУЛЬСОВ .

Поставленна  цель достигаетс  тем что в разр днике, содержащем электроды , образующие разр дный промежуток , в котором ,помещен перемещаемый элемент диэлектрика, снабженный механиэмом перемещени , перемещаемый элемент из диэлектрика выполнен в виде пластины с возможностью возвратно-поступательного перемещени  в разр дном промежутке..

На фиг. 1 показан конструктивного выполнени  генератора с пере мещающимс  диэлектриком, на фиг, 2 положение диэлектрика, при котором разр д возможен; на фиг. 3 - прлолсенив диэлектрика, при котором разр д не происходит,

Схема ключает высоковольтный источник 1 питани , конденсаторную батарею 2; возвратный механизм (мембрану 3, нагрузку 4, диэлектрик 5, электроды6 и 7, поршень 8/.профилированное вращающеес  колесо 9, ось 10 вращени , двигатель 11, Возвратный механизм 3 прижимает 8, жестко св занны.й с диэлектриком 5, к профилированному колесу 9,При вращении профилированного колеса (зубчатого колеса) диэлектрик совершает колебательные движени .

Разр дник работает следующим об. разом. .

Конденсаторна  батаре  2 зар жаетс  от источника 1 высокого напр жени , напр жение прикладь5раетс  к электродам б и 7. Когда диэлектрик 5 находитс  в разр дном промежутке, пробо  не происходит. После выйода диэлектрика (из-за перенапр жени .} происходит срабатывание разр дника, разр д батареи 2 и. по вление импульса на нагрузке 4, после чего механизм , состо щий из двигател  11, оси 10, профилированного колеса Э, поршн  8 и мембраны 3, снова вводит диэлектрик в разруедный промежуток и восстанавливает его электрическую прочность, а конденсаторна  ба ларе  начинает зар жатьс .

В насто щее врем  достигнуты скорости вращени  свыше 3 10 об/мин, т.е. 5 кГц. Чем меньше частота вращени  колеса, тем большее число зубьев необходимо дл  достижени  частоты генерировани  пор дка 10 кГц возрастают размеры колеса, вес и т.д., поэтому необходимо работать на В1 иоких частотах с малым числом зубьев. На чертежах показано профилированное колесо с двум  зубь ми. Высота зуба & должна быть больше длины перекрыти  S (фиг. 1-й 2J.

Длина перекрыти  5 должна удовлетвор ть условию

(a5-bi),,

(-1

где 1i - толщина диэлектрика/

а электрическа  прочность

материала диэлектрика; ЕЙ - электрическа  прочность

поверхности диэлектрика, ig - электрич.еска  прочность воздуха , . ;

При условии Cl) разр да ке проиэой дет при положении диэлектрика, показанном на фиг. 1 и 3.

При вращении, зубчатого колеса диэлектрик выходит из разр дного промежутка (фиг. 2), электрическа  прочность которого резко уменьшаетс ,происходит срабатывание и разр дка ба:та реи на нагрузку за врем  ,где Н - ширина зуба, Ш- скорость.вращени , R - радиус (фиг. 2), Электрическа  прочность после разр да конденсаторной батареи имеет не нулевое значение , и горение дуги возможно при напр жени х больших 0,1 Up, где Upпробивное (коммутируемое) напр жение Отедовательно диэлектрик должен быть полностью введен (фиг. 3) за врем , равное (-Rg С( 0,9) , где R - зар д нов сопротивление конденсаторной батареи , которое входит в высоковольтный источник, с - емкость батареи (полученное выражение следует из равенства 0,1-Up Up(. Из полученного выражени , зна  частоту. вращени  колеса, легко найти высоту зуба L. Далее происходит зар д батареи до рабочего напр жени , врем  зap дкиtr ЗRg С, причем , .

При срабатывании разр дника выгорает , в отличие от прототипа,только край диэлектрической пластины, что позвол ет довольно полно использоват диэлектрик в течение продолжительного времени, т.е. ресурс работы paa-.i р дника увеличиваетс . Предлагаемый разр дник позволит расигарить диапазон амплитуды и длительности коммутируемых импульсов так как скорость введени  диэлектрической пластины в разр дный промежуток не зависит от частоты следовани  коммутируемых импульсов . Частота следовани  коммутируемых импульсов определ етс  частотой выведени  диэлектрика из разр дного промежутка. Данна  конструкци  позволит также выбирать наилучший режим управлени  разр дником,так как возможна регул {ровка величины выведени  диэлектрической пластины, из разр дного промежутка.

Claims (2)

1.Комельнов B.C. Техника больших импульсных токов и магнитных полей,

М., 1970, с. 184-185.

2.Павлбв В.А. Вращающийс  разр дник . Межвузовский сборник Высоковольтна  импульсна  техника. Чебоксары , 1980, вып. 6, с. 52-57.

«г./

г2

Фиг.З