Генератор високовольтних імпульсів з наносекундним фронтом для отримання стримерного коронного розряду

Генератор високовольтних імпульсів з наносекундним фронтом для отримання стримерного 3 сів з наносекундним фронтом для отримання стримерного коронного розряду, який містить джерело живлення, формувач імпульсів, та високовольтний імпульсний трансформатор, що з'єднаний з навантаженням, згідно з корисною моделлю, додатково містить регулятор постійної напруги, який розташований поміж джерелом живлення та формувачем імпульсів послідовно з ними, та мікропроцесорну систему керування, що має прямі і зворотні зв'язки з регулятором постійної напруги і формувачем імпульсів та зворотні зв'язки з джерелом живлення та навантаженням, а формувач імпульсів виконано на базі швидкодіючого транзисторного модуля. Розкриваючи причинно-наслідковий зв'язок між сукупністю ознак генератора, що заявляється, і очікуваним технічним результатом необхідно визначити таке. Ознаки: «він додатково містить регулятор постійної напруги, що розташований поміж джерелом живлення та формувачем імпульсів послідовно з ними та мікропроцесорну систему керування, що має прямі і зворотні зв'язки з регулятором постійної напруги і формувачем імпульсів та зворотні зв'язки з джерелом живлення та навантаженням» дозволяє отримати регулювання вихідної напруги на навантажені для забезпечення уникнення пробою у системах зі стримерним коронним розрядом, а виконання формувача імпульсів у вигляді швидкодіючого транзисторного модуля дозволяє формувати наносекундний фронт без додаткового загострювання імпульсів. Таким чином, відмінні ознаки генератора ,що заявляється, у сукупності з відомими суттєвими ознаками дозволяють отримати стабільні високовольтні імпульси з наносекундним фронтом для збудження та підтримки стримерного коронного розряду. Спрощена схема силової частини високовольтного генератора імпульсів з наносекундним фронтом для отримання стримерного коронного розряду та системи його керування наведена на кресленні. Генератор наносекундних імпульсів містить джерело живлення 1, регулювач постійної напруги 2, формувач імпульсів 3, блок високовольтного імпульсного трансформатора 4, датчики струму 5 (ДС1, ДС2) та мікропроцесорну систему керування 6, що з'єднані з навантаженням 7. Джерело живлення 1 містить напівпровідниковий випрямляч 8 (наприклад, трифазний мостовий - діоди D1-D6), ємнісний фільтр 9 (ємність С1). Регулювач постійної напруги 2 містить транзистор 10 (IGBT1), імпульсний діод 11 (D7), індуктивність 12 (L1), ємнісний фільтр 13 (С2). Формувач імпульсів 3 містить індуктивність 14 (L2), діод 15 (D8). швидкодіючий транзистор 16 IGBT2 з вбудованим зворотнім діодом, та ємність 17 (С3). Блок високовольтного імпульсного трансформатора 4 містить наносекундний високовольтний імпульсний трансформатор 18. Система керування 6, що подає керуючі імпульси на затвори транзисторів 10 (IGBT1) та 16 (IGBT2) має зворотні зв'язки 19 (ЗЗ 1) з регулято 50169 4 ром постійної напруги 2, та 20 (ЗЗ 2) з формувачем імпульсів 3, а також зворотні зв'язки 21 (з джерела живлення 1) і 22 - з навантаженням 7, що формуються з датчиків струму 5 (ДС). Генератор працює наступним чином. Після увімкнення трифазної напруги через діоди 8 (D1D6) заряджається ємнісний фільтр 9 (С1) до напруги +540В. Про наявність та якість напруги живлення до системи керування поступає відповідний сигнал через зворотний зв'язок 19 (ЗЗ 1). Далі за алгоритмом роботи системи керування 6 починає працювати понижуючий регулятор постійної напруги 2. Система керування 6 формує сигнали з широтно-імпульсною модуляцією (ШІМ) на затворі транзистора 10 (IGBT1) та за допомогою зворотного зв'язка 20 (33 2) встановлює початкову напругу роботи навантаження 7. У відкритому стані транзистора 10 (IGBT1) струм протікає через індуктивність 12 (L1), та заряджає ємнісний фільтр 13 (С2). У закритому стані транзистора 10 (IGBT1) струм протікає у зворотному напряму через імпульсний діод 11 (D7) на землю. При досягненні заданої напруги на ємності 13 (С2) до СК 6 поступає відповідний сигнал через зворотній зв'язок 20 (ЗЗ 2) та запускається формувач імпульсів 3. СК 6 формує на затвор транзистора 16 (IGBT2) імпульси однакової тривалості, які залежать від постійної часу кола власних паразитних елементів наносекундного високовольтного імпульсного трансформатора 18 (ВІТ), причому плюсова напівхвиля струму замикається через відкритий транзистор 16 (IGBT2) на первинну обмотку трансформатора 18 (ВІТ) через ємність 17 (С3) та діод 15 (D8) Зворотна напівхвиля струму первинної обмотки 18 (ВІТ) замикається тим же шляхом, але через вбудований у транзистор 16 (IGBT2) зворотний діод та дорівнює тривалості плюсової напівхвилі, це призводить до розмагнічування магнітопроводу трансформатора 18 (ВІТ). У паузі між імпульсами струму у первинній обмотці трансформатора 18 (ВІТ) перезаряджається ємність 17 (С3) через ланку 14-15 (L2-D8). Особливість збудження та підтримки стримерного коронного розряду полягає у тому, що для збудження розряду потрібна менша напруга порівняно з напругою його підтримки, та подальше плавне підвищення напруги до номінальної. Цей алгоритм зміни напруги живлення реалізує система керування 6 за допомогою зворотних зв'язків 19-22 (331-334). Протікання струму через навантаження (стримерний коронний розряд) контролюється датчиками струму 5 ДС. Таким чином зворотні зв'язки СК 6 забезпечують контроль та регулювання вихідних параметрів генератора високовольтних імпульсів з наносекундним фронтом, що дозволяє отримати стабільний стримерний коронний розряд. Таким чином, відмінні ознаки генератора, що заявляється у сукупності з відомими суттєвими ознаками дозволяють отримати регулювання вихідної напруги на навантажені для забезпечення уникнення пробою у системах зі стримерним коронним розрядом, що дозволяє отримати стабільні високовольтні імпульси з наносекундним фронтом для стримерного коронного розряду. 5 Комп’ютерна верстка А. Крижанівський 50169 6 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601