CC BY
38
ИЗВЕСТИЯ
ТОМСКОГО ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ _ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО ИНСТИТУТА имени С. М. КИРОВА_
Том 159 ' 1967 г.
ГЕНЕРАТОР МОЩНЫХ НАНОСЕКУНДНЫХ ИМПУЛЬСОВ С КОММУТАТОРОМ НА ГАЗОВЫХ МИКРОЗАЗОРАХ
П. А. ВОРОБЬЕВ, Ю. Ф. ПОТАЛИЦЫН (Представлена научным семинаром кафедры техники высоких напряжений)
Изготовлен генератор с одним формирующим и одним передающим кабелями РК-Ю6, вырабатывающий импульсы амплитудой от 3 до 40 кв при длительности импульса 0,25 мксек на емкостной нагрузке 30 пф. Время фронта и спада импульса на нагрузке не более 3.10" 9 сек. Генератор запускается от кнопки и внешним пусковым импульсом с частотой
Рис. I. Блок-схема генератора.
повторения 20 гц. Коммутирующим элементом является искровой разрядник на газовых микрозазорах, работающий без перестройки в указанном диапазоне напряжений.
Генератор состоит из следующих основных узлов (рис. 1):
1. Многосекционного искрового разрядника, наполненного азотом с давлением 5 ати.
2. Формирующего Л\ и передающего Л2 кабелей РК-106.
3. Пускового устройства и устройства управления генератором.
4. Зарядного устройства напряжением 50 кв.
5. Коаксиального емкостного делителя напряжения для регистрации импульсов на осциллографе (С1-14) СО-1.
Пусковое устройство и устройство регулирования высоких напряжений (рис. 2) вместе с разрядником размещаются в одном корпусе. Основные технические характеристики пускового устройства следующие:
1. Амплитуда пускового импульса —7 кв.
2. Длительность пускового импульса — 3.10 ~7 сек.
3. Длительность фронта — 2.10 сек.а
4. Наибольшая частота посылок пускового импульса — 20 гц.
5. Входная емкость — 25 пф. Генератор пусковых импульсов (рис. 2) собран на двух лампах:
лампе Л2 6Н8С (задержанный блокинг-генератор) и лампе Л1 ТГИ1-90/8. Высоковольтный импульс отрицательного напряжения фор-
Рис. 2. Схема пускового устройства и цепей управления генератора.
мируется на управляющем электроде коммутатора (рис. 3) при разряде кабеля РК-1 и емкости С через лампу Лх. Управление генератором осуществляется либо от кнопки, либо от клеммы «пуск» от постороннего источника импульсов 50 в.
Устройство коммутатора приведено на рис. 3... Кольцевые электроды 1 надеты на полое изолирующее основание 2 и разделены промежутками длиной 200 мк каждый. Напряжение по промежуткам .распределяется сопротивлениями 3. Формирующий кабель 4 подсоединяется к крайнему электроду сверху, а формируемый импульс отводится по кабелю 5, который подсоединяется к крайнему электроду снизу. Управляющим электродом является металлический цилиндр 6, к которому импульс поступает по кабелю 7. Все устройство находится в металлическом корпусе 8, внутри которого для изоляции устанавливается изолирующий цилиндр 9. Связь коммутирующих элементов и пусковых цепей при срабатывании прибора осуществляется электрическим полем, возникающим в момент подачи пускового импульса на управляющий элект-
род. Токи смещения, возникающие в емкостях Сь С2 и С3 (рис. 4), резко искажают линейное распределение напряжения по зазорам коммутатора. Величина перепада напряжения на к-ом промежутке при создании усло-
Рис. 3. Конструкция коммутатора: 1 — рабочий электрод; 2 — изолирующее основание; 3 — сопротивление (Я — 5,1 мгом); 4 — формирующий кабель; 5—передающий кабель; 6 — управляющий электрод; 7 — пусковой кабель; 8 — экран (камера); 9 — изолирующий цилиндр.
вий пробоя промежутков в направлении движения формируемого импульса определяется выражением [1]:
Шк
Цр , 2/¿/-о т т
Сг + С3 2
сЬ т
эЬ
-4)
2
m+J+^ 1
Л Т — к 1 у
и
СП-- у
+
(1)
4 Т
где V0 — рабочее зарядное напряжение формирующей линии Лц ' т — общее число промежутков;
к — номер промежутка, на котором определяется Дик; у —число пробитых промежутков. ип — амплитуда пускового импульса отрицательной полярности.
С, + С3
Т = 1п
1
2С
1 +
/
1 +
В изготовленном коммутаторе 7 = 1,45,
4 С2 Сх + С3
Сч
(2)
6; /72 = 30. При таких
конструктивных параметрах, как следует из (1), подавляющая часть напряжения пускового импульса прикладывается вначале к 1-ому промежутку, а после его пробоя — ко 2-му и т. д. Величина перенапряжения на
■ г* ~ И^» /-. т 'т п «Х»
/г и пусл
'< - _сг
^Чдых
Рис. 4. Электрическая схема замещения коммутатора.
последующих промежутках увеличивается за счет перераспределения рабочего напряжения. Это способствует уменьшению времени задержки срабатывания, увеличению стабильности, а при амплитуде пускового им-нульса, в 3—4 раза превышающей статическое пробивное напряжение одного зазора, пробой промежутков может происходить при отсутствии на них зарядного напряжения.
В [2] нами приведены всесторонние исследования этого коммутатора. Предельные значения времен задержки срабатывания прибора при указанных выше параметрах пускового импульса и зарядного напряжения меняются соответственно о.т 150 до 20 нсек, а абсолютный разброс времен задержки от 50 до 2 нсек. Фронт выходного импульса во всем диапазоне рабочих напряжений составляет 1 нсек.
При разработке генератора учитывались особенности конструирования таких приборов, изложенные в [3]. ,
Изготовленный генератор используется в физическом институте Армянской АН ССР для проведения экспериментов по квантовой электронике.
ЛИТЕРАТУРА
■1. П. А. Воробьев. К теории мощного наносекундного коммутатора на газовых микрозазорах. Изв. вузов — Электромеханика, (в печати).
2. П. А. В о р о б ь е в Г. А. Месяц, Ю. Ф. Поталицын. Новый мощный управляемый наносекундный коммутатор. ЖТФ № 8, 1966-
3. П. А. Воробьев, В. В. К р е м н е в. Генератор высоковольтных наносекунд-дых .импульсов. Изд. ГОСИНТИ, № 18-65—1637/95, (1965.
