UA15714U - Generator of high-power current pulses for simulating lighting discharge - Google Patents

Generator of high-power current pulses for simulating lighting discharge Download PDF

Info

Publication number
UA15714U
UA15714U UAU200600170U UAU200600170U UA15714U UA 15714 U UA15714 U UA 15714U UA U200600170 U UAU200600170 U UA U200600170U UA U200600170 U UAU200600170 U UA U200600170U UA 15714 U UA15714 U UA 15714U
Authority
UA
Ukraine
Prior art keywords
discharger
generator
active
additional
load
Prior art date
Application number
UAU200600170U
Other languages
Ukrainian (uk)
Inventor
Mykhailo Ivanovych Baranov
Mykola Mykolaiovych Ihnatenko
Original Assignee
Okharkiv Polytechnical Institu
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Okharkiv Polytechnical Institu filed Critical Okharkiv Polytechnical Institu
Priority to UAU200600170U priority Critical patent/UA15714U/en
Publication of UA15714U publication Critical patent/UA15714U/en

Links

Abstract

The proposed generator of high-power current pulses for simulating lighting discharge contains a capacitive energy storage, a main discharger, an active-inductive loading element, a load switch with an additional discharger, and a correcting capacitor. The additional discharger contains a control electrode, which is connected to the correcting capacitor via an inductance-capacitance circuit.

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Запропонований генератор великих імпульсних струмів блискавки призначено до використання в 2 електротехніці та високовольтній імпульсній техніці для формування грозових імпульсних струмів і створення великих імпульсних магнітних полів, що застосовуються при проведенні різноманітних фізичних досліджень.The proposed generator of large pulsed lightning currents is intended for use in 2 electrical engineering and high-voltage pulsed technology for the formation of lightning pulsed currents and the creation of large pulsed magnetic fields used in conducting various physical studies.

Відомі генератори великих імпульсних струмів, що застосовуються в різних електрофізичних установках для: - магнітно-імпульсної обробки металів |11; - фізичних досліджень у сильнострумовій електроніці та отримання плазми |2, 31; 70 - випробування електротехнічного та електроенергетичного обладнання на стійкість до дії грозових розрядівKnown generators of large pulsed currents used in various electrophysical installations for: - magnetic pulse processing of metals |11; - physical research in high-current electronics and plasma production |2, 31; 70 - testing of electrical engineering and power equipment for resistance to lightning discharges

ІМ.IM.

Найближчим по технічній суті до запропонованого генератора великих імпульсних струмів блискавки є генератор імпульсних струмів, що складається з ємнісного накопичувача енергії, основного розрядника, активно-індуктивного навантаження, замикача навантаження з доповняльним некерованим розрядником, 12 паралельно якому ввімкнуто коректувальний конденсатор |51І.The closest in technical essence to the proposed generator of large impulse currents of lightning is the generator of impulse currents, which consists of a capacitive energy store, a main discharger, an active-inductive load, a load breaker with an additional uncontrolled discharger, 12 in parallel with which the correction capacitor |51I is turned on.

В даному генераторі імпульсних струмів коректувальний конденсатор створює умови до спрацювання доповняльного некерованого розрядника замикача активно-індуктивного навантаження в момент часу, який близький до моменту, коли струм в активно-індуктивному навантаженні досягає свого максимального значення.In this generator of impulse currents, the correction capacitor creates the conditions for the activation of the additional uncontrolled discharger of the circuit breaker of the active-inductive load at the moment of time, which is close to the moment when the current in the active-inductive load reaches its maximum value.

Досвід експлуатування вказаних вище генераторів імпульсних струмів показує, що розкид моменту часу спрацювання доповняльного некерованого розрядника замикача навантаження приводить до спотворення форми імпульсного струму, що формується в активно-індуктивному навантаженні, і відповідно до нестабільної роботи генератора.The experience of operation of the above-mentioned pulse current generators shows that the spread of the moment of activation of the additional uncontrolled arrester of the load breaker leads to distortion of the form of the pulse current formed in the active-inductive load, and accordingly to the unstable operation of the generator.

Задача запропонованої корисної моделі - підвищення стабільності роботи генератора великих імпульсних струмів блискавки. 29 Технічний результат досягається тим, що в генераторі великих імпульсних струмів блискавки, до складу -о якого входять ємнісній накопичувач енергії, основний розрядник, активно-індуктивне навантаження та замикач навантаження з доповняльним розрядником, паралельно якому ввімкнуто коректувальну ємність, замість некерованого доповняльного розрядника використовується керований розрядник, керувальний електрод якого через розділову ємність та індуктивно-ємнісне коло з'єднано з частиною конденсаторів, що створюють М коректувальну ємність. «--The task of the proposed useful model is to increase the stability of the generator of large impulse lightning currents. 29 The technical result is achieved by the fact that in the generator of large impulse lightning currents, which includes a capacitive energy store, a main arrester, an active-inductive load and a load breaker with an additional arrester, in parallel with which the correction capacity is turned on, instead of an uncontrolled additional arrester, a controlled arrester is used a discharger, the control electrode of which is connected through a separation capacitance and an inductive-capacitive circuit to a part of the capacitors that create M correction capacitance. "--

На Фіг.1 зображено принципову електричну схему запропонованого генератора великих імпульсних струмів блискавки, який складається з ємнісного накопичувача енергії, що має ємність 1, індуктивність 2 та активний - опір 3, основного розрядника 4, активно-індуктивного навантаження, яке має індуктивність 5 та активний опір ою б, замикача навантаження, який має індуктивність 7, активний опір 8 і коректувальної ємності, що містить 325 послідовне з'єднання високовольтних конденсаторів 9, 10 та 11. До складу запропонованого генератора великих - імпульсних струмів блискавки також входить індуктивно-ємнісне коло, яке має ємність 12 та індуктивність 13, розділова ємність 14, що з'єднана з керувальним електродом 15 керованого доповняльного розрядника, який має основний 16 і допоміжний 17 розрядні проміжки. «Fig. 1 shows the basic electrical diagram of the proposed generator of large impulse lightning currents, which consists of a capacitive energy storage having capacity 1, inductance 2 and active - resistance 3, the main discharger 4, an active-inductive load, which has inductance 5 and active resistance b, the load switch, which has an inductance 7, an active resistance 8 and a correction capacitor containing 325 series connection of high-voltage capacitors 9, 10 and 11. The proposed generator of large lightning impulse currents also includes an inductive-capacitive circuit, which has a capacity 12 and an inductance 13, a separation capacity 14, which is connected to the control electrode 15 of the controlled additional discharger, which has a main 16 and an auxiliary 17 discharge gap. "

На Фіг2 кривою 18 зображено імпульсну напругу цу, що спричиняє електричний пробій допоміжного З 70 розрядного проміжка 17 керованого доповняльного розрядника замикача активно-індуктивного навантаження. с Тут же кривою 19 показано імпульсну напругу пр на основному розрядному проміжку 16 як до його електричногоIn Fig.2, the curve 18 shows the pulse voltage tsu, which causes an electrical breakdown of the auxiliary C 70 discharge gap 17 of the controlled additional discharger of the switch of the active-inductive load. c Here, curve 19 shows the impulse voltage pr on the main discharge gap 16 as compared to its electrical

Із» пробою, так і після. На Фіг.2 крива 20 відображує змінювання імпульсного струму і, в активно-індуктивному навантаженні, яке має індуктивність 5 та активний опір 6. На Фіг.2 прийняті такі позначення:With" the breakdown, as well as after. In Fig. 2, curve 20 shows the change in pulse current and, in an active-inductive load, which has an inductance of 5 and an active resistance of 6. In Fig. 2, the following designations are adopted:

Одт - максимальне значення напруги цд, що діє на допоміжний розрядний проміжок 17 та викликає його електричний пробій; - Орт - максимальне значення напруги и р, що діє на основний розрядний проміжок 16 керованого сл доповняльного розрядника замикача активно-індуктивного навантаження; - Їрт - момент часу, який відповідає позитивній амплітуді імпульсної напруги р на основному розрядному проміжку 16; -к 70 Іп - максимальне значення імпульсного струму і,, в активно-індуктивному навантаженні;Одт - the maximum value of the voltage tsd acting on the auxiliary discharge gap 17 and causing its electrical breakdown; - Ort - the maximum value of the voltage and p acting on the main discharge gap 16 of the controlled sl additional discharger of the switch of the active-inductive load; - Yrt - the moment of time that corresponds to the positive amplitude of the pulse voltage p on the main bit gap 16; -k 70 Ip - the maximum value of the impulse current i,, in the active-inductive load;

І» їлт - момент часу, при якому відбувається електричний пробій допоміжного розрядного проміжку 17 і зріз імпульсної напруги ур на основному розрядному проміжку 16; іл - час, коли струм і, в активно-індуктивному навантаженні досягає свого максимального значення.I» ilt - the moment of time at which there is an electrical breakdown of the auxiliary discharge gap 17 and a cut of the impulse voltage ur on the main discharge gap 16; il is the time when the current i in the active-inductive load reaches its maximum value.

Генератор великих імпульсних струмів блискавки працює таким чином. Після спрацювання основного 29 розрядника 4 заздалегідь заряджена ємність 1 накопичувана енергії розряджається на активно-індуктивне с навантаження, що має індуктивність 5 та активний опір 6. Одночасно з цим починає зростати імпульсна напругаThe generator of large impulse lightning currents works as follows. After the operation of the main 29 discharger 4, the pre-charged capacity 1 of the accumulated energy is discharged to the active-inductive load with an inductance of 5 and an active resistance of 6. At the same time, the pulse voltage begins to increase

Мр, що діє на основний розрядний проміжок 16 керованого доповняльного розрядника замикача навантаження.Mr acting on the main discharge gap 16 of the controlled additional discharger of the load breaker.

Струм із в замикачі навантаження, що містить індуктивність 7, активний опір 8, послідовно з'єднані конденсатори 9, 10 та 11, відстає від імпульсної напруги Мр Її досягає свого максимального негативного значення 60 в момент часу (п, коли струм іу в навантаженні досягає свого максимального позитивного значення І пт (див.The current from the load circuit breaker, which contains the inductance 7, the active resistance 8, the series-connected capacitors 9, 10 and 11, lags behind the impulse voltage Mr. It reaches its maximum negative value of 60 at the moment of time (n, when the current iu in the load reaches its maximum positive value I pt (see

Фіг.1). Якщо параметри індуктивно-ємнісного кола, яке в своєму складі містить ємність 12 та індуктивність 13, вибрані таким чином, що його підключення практично не змінює форму і амплітудне значення напруги М р, яка діє на основний розрядний проміжок 16 доповняльного розрядника замикача навантаження, то імпульсна напруга Цр на ємності 14 та індуктивності 13 приймає форму кривої 18 на Фіг.2. бо Для підвищення коефіцієнта корисної дії вказаного генератора електричні параметри індуктивно-ємнісного кола, яке в своєму складі містить ємність 12 та індуктивність 13, вибирають таким чином, що своє максимальне значення імпульсна напруга у досягає не в момент часу (у, а трохи пізніше - в момент часу їйт. Якщо довжина допоміжного розрядного проміжку 17 вибрана так, що його електричний пробій відбувається в момент часу ї дтп, то практично одночасно з ним відбувається і спрацювання всього доповняльного керованого розрядника замикача навантаження (див. криву 19 на Фіг.2). При цьому в навантаженні, яке має індуктивність 5 та активний опір 6, буде сформовано аперіодичний імпульс струму і, (див. криву 20 на Фіг.2).Fig. 1). If the parameters of the inductive-capacitive circuit, which includes a capacitor 12 and an inductance 13, are selected in such a way that its connection practically does not change the shape and amplitude value of the voltage M p, which acts on the main discharge gap 16 of the additional discharger of the load breaker, then the impulse voltage Cr on capacitor 14 and inductor 13 takes the form of curve 18 in Fig.2. because To increase the efficiency of the indicated generator, the electrical parameters of the inductive-capacitive circuit, which includes capacitance 12 and inductance 13, are chosen in such a way that the pulse voltage y reaches its maximum value not at the moment of time (y, but a little later - at If the length of the auxiliary discharge gap 17 is selected so that its electrical breakdown occurs at the time of the accident, then the operation of the entire additional controlled discharger of the load breaker occurs almost simultaneously with it (see curve 19 in Fig. 2). thus, an aperiodic pulse of current i will be formed in the load, which has an inductance of 5 and an active resistance of 6 (see curve 20 in Fig. 2).

Використання в запропонованому генераторі великих імпульсних струмів блискавки керованого доповняльного розрядника замикача навантаження з керувальним електродом 15, який через розділову ємність 70 14 і індуктивно-ємнісне коло підключено до частини конденсаторів коректувальної ємності, дозволяє підвищити стабільність роботи даного генератора в широкім діапазоні робочої напруги ємнісного накопичувача енергії.The use in the proposed generator of large impulse lightning currents of a controlled additional discharger of a load switch with a control electrode 15, which is connected to a part of the capacitors of the correction capacity through the separation capacity 70 14 and the inductive-capacitive circuit, allows to increase the stability of the operation of this generator in a wide range of the operating voltage of the capacitive energy storage .

Література: 1. Бельій И.В., Фертик С.М., Хименко Л.Т. Справочник по магнитно-импульсной обработке металлов. -References: 1. Belii I.V., Fertyk S.M., Khimenko L.T. Handbook on magnetic pulse processing of metals. -

Харьков: Вища школа, 1977. - 168с. 2. Кремнев В.В., Месяц Г.А. Методьі умножения и трансформации импульсов в сильноточной злектронике. -Kharkov: Higher School, 1977. - 168p. 2. Kremnev V.V., Mesias G.A. Methods of multiplication and transformation of pulses in high-current electronics. -

Новосибирск: Наука, 1987. - 2266. 3. Глебов И.А., Рутберг Ф.Г. Мощньсе генераторь! плазми. - М.: Знергоатомиздат, 1985. - 1526. 4. ДСТУ 3681-98. Стійкість до дії грозових розрядів. Технічні вимоги та методи випробувань. Київ:Novosibirsk: Nauka, 1987. - 2266. 3. Glebov I.A., Rutberg F.G. More powerful generator! plasma - M.: Znergoatomizdat, 1985. - 1526. 4. DSTU 3681-98. Resistance to lightning discharges. Technical requirements and test methods. Kyiv:

Держстандарт України, 1998. - 27с. 5. Патент Моб3747 Україна, МПК НОЗКЗ/53. Генератор імпульсних струмів / М.І. Баранов, М.М. Ігнатенко, А.К.State Standard of Ukraine, 1998. - 27 p. 5. Patent Mob3747 Ukraine, IPC NOZKZ/53. Impulse current generator / M.I. Baranov, M.M. Ignatenko, A.K.

Колобовський. - Мо2503065338; Заявлено 10.06.03; Надрук. 15.08.05, Бюл. Мов. - 4с.Kolobovskyi. - Mo2503065338; Announced on 10.06.03; Imprint 15.08.05, Bul. As. - 4s.

Claims (1)

Формула винаходу щі існий ї я В Генератор великих імпульсних струмів блискавки, що містить ємнісний нагромаджувач енергії, основний розрядник, активно-індуктивне навантаження, замикач навантаження з доповняльним розрядником, паралельно котрому ввімкнута коректувальна ємність, який відрізняється тим, що доповняльний розрядник замикача навантаження виконано у вигляді керованого розрядника, керувальний електрод якого через розділову ємність « зо та індуктивно-ємнісне коло з'єднано з частиною конденсаторів коректувальної ємності. «- у ІФ) ьоThe formula of the invention is more detailed in the Generator of large pulsed lightning currents, which contains a capacitive energy accumulator, a main discharger, an active-inductive load, a load breaker with an additional discharger, in parallel with which the correction capacity is turned on, which is distinguished by the fact that the additional discharger of the load breaker is made in in the form of a controlled discharger, the control electrode of which is connected to a part of the capacitors of the correction capacity through the separation capacitor "zo" and the inductive-capacitive circuit. "- in IF) yo - . и? - 1 -і - 70 с» 60 б5- and? - 1 - and - 70 s» 60 b5
UAU200600170U 2006-01-06 2006-01-06 Generator of high-power current pulses for simulating lighting discharge UA15714U (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
UAU200600170U UA15714U (en) 2006-01-06 2006-01-06 Generator of high-power current pulses for simulating lighting discharge

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
UAU200600170U UA15714U (en) 2006-01-06 2006-01-06 Generator of high-power current pulses for simulating lighting discharge

Publications (1)

Publication Number Publication Date
UA15714U true UA15714U (en) 2006-07-17

Family

ID=37503296

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
UAU200600170U UA15714U (en) 2006-01-06 2006-01-06 Generator of high-power current pulses for simulating lighting discharge

Country Status (1)

Country Link
UA (1) UA15714U (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2597025C1 (en) * 2015-06-19 2016-09-10 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" Device for simulation of magnetic field of lightning discharges

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2597025C1 (en) * 2015-06-19 2016-09-10 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" Device for simulation of magnetic field of lightning discharges

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN201315550Y (en) High pressure impulse generator based on triple-pole ignition switch
CN103036146B (en) Excimer laser pulsed power source
EP3258599B1 (en) Generator of powerful nanosecond pulses (variants)
CN111348224A (en) Micro-cathode arc propulsion system
UA15714U (en) Generator of high-power current pulses for simulating lighting discharge
RU2636108C1 (en) High-voltage pulse generator
CN102355156A (en) Novel Marx pulse forming circuit
CN115333397A (en) All-solid-state hundred-kilovolt high-voltage nanosecond pulse power supply
CN101841253A (en) Pulsed-liquid phase discharge system based on multiplex IGCT parallel connection
US20070242492A1 (en) Pulse generator circuit
RU2416156C1 (en) Rectangular pulse generator
US3088074A (en) Pulse former using gas tube with substantially grounded suppressor and negative pulse for rapid deionization
EP1693945A1 (en) Pulse generator circuit
CN110739938B (en) Electric pulse trigger circuit structure
UA12376U (en) Device for simulating lighting pulse current
RU201615U9 (en) Device for supplying a gas-discharge lamp
RU2008134964A (en) METHOD FOR DIRECT, without converter, ARC DISCHARGE CURRENT SOURCE spark gap with a breakdown voltage and the glow discharge, greatly exceeds VOLTAGE IS ISTOCHIKA AND POSSIBILITY FOR PRODUCING HIGH EFFICIENCY AND HIGH CURRENT DISCHARGE CAPACITY AND HIGH VOLUME PLASMA WITH HIGH CONDUCTIVITY
Tsikimis et al. A Fast, High-Voltage, Pulse Power Driving Circuit for Copper-Halide Lasers
SU947946A1 (en) Pulse generator
SU569262A1 (en) High-voltage pulse shaper
UA63747C2 (en) Current pulse generator
Toudeshki et al. Derivation of Load Peak Voltage, Power Consumption and Potential Energy Management in a Thyristor Controlled Marx Impulse Generator for Capacitor Discharge Application
SU544108A1 (en) High voltage pulse generator
Shaikh et al. Implementation of Ultra-Wide Band Marx Generator with Improvised PFN Topology for Antenna Load
RU2115226C1 (en) High-voltage pulse generator