Исследование газоразрядных коммутаторов тока в схеме с индуктивным накопителем энергии
Диссертация
Среди известных размыкателей наиболее перспективными, в диапазоне токов до 1 кА и напряжений порядка 100 кВ, являются газоразрядные коммутаторы тока. Их использование дает возможность получать многократно повторяемые импульсы со стабильными параметрами, обеспечивать достаточно простое изменение энергии в импульсе, генерировать высоковольтные импульсы от низковольтных источников питания. Кроме… Читать ещё >
Содержание
- ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ НАКОПЛЕНИЯ И КОММУТАЦИИ ЭНЕРГИИ
- 1. 1. Накопители энергии
- 1. 2. Схемы с использованием ИНЭ
- 1. 3. Обзор существующих размыкателей
- 1. 4. Анализ схем на таситронах
- 1. 5. Физика работы таситрона
- ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА ВЫКЛЮЧЕНИЯ РАЗРЯДА
- 2. 1. Исследование работы таситрона в схеме 'с ИНЭ
- 2. 1. 1. Описание экспериментальной установки
- 2. 1. 2. Экспериментальные исследования физических процессов
- 2. 1. 3. Предельные характеристики
- 2. 2. Исследование работы тиратрона в схеме с ИНЭ
- 2. 2. 1. Физика явления обрыва тока в тиратроне
- 2. 2. 2. Экспериментальная установка
- 2. 2. 3. Исследование физических процессов в тиратроне
- 2. 2. 4. Расчет заряда, необходимого для самообрыва анодного
- 2. 2. 5. Предельные характеристики тиратрона
- 2. 3. Исследование работы псевдоискрового разрядника в схеме с
- 2. 3. 1. Особенности псевдоискровых разрядников
- 2. 3. 2. Конструкция исследуемого псевдоискрового разрядника
- 2. 3. 3. Схема экспериментальной установки и результаты проведенных исследований
- 2. 1. Исследование работы таситрона в схеме 'с ИНЭ
- 3. 1. Расчет тока через активную нагрузку в момент коммутации
- 3. 2. Расчет потерь на выключение
- 3. 3. Описание численной модели
- 3. 4. Программная реализация
- 3. 5. Результаты вычислений
- 4. 1. Накачка азотного лазера от генератора высоковольтных импульсов с ИНЭ и газоразрядным размыкателем тока
- 4. 2. Построение генераторов высоковольтных импульсов с ИНЭ и таситроном в качестве размыкателя тока
- 4. 3. Построение генераторов высоковольтных импульсов с ИНЭ и тиратроном в качестве размыкателя тока
- 4. 4. Построение генераторов высоковольтных импульсов с ИНЭ и псевдоискровым разрядником в качестве размыкателя тока
Список литературы
- Каштанов В.В. Формирователи мощных импульсов// ПТЭ. — 1998. -№ 1.-с. 92.
- Зиенко С.И. Формирователи наносекундных импульсов со сложением мощностей тиристорных коммутаторов// ПТЭ. 1984. — № 5. — с. 107.
- Зиенко С.И., Брытков В. В. Тиристорные формирователи высоковольтных наносекундных импульсов// ПТЭ. 1983. — № 2. — с. 97.
- Бушляков А.И., Рукин С. Н., Словиковский Б. Г., Тимошенков С. П. Мегавольтный генератор Маркса с частотой следования импульсов 200 Гц// ПТЭ. 1995. — № 2. — с. 107.
- Ковшаров Н.Ф., Ратахин Н. А., Федущак В. Ф. Водяной коммутатор на 2 MB//ПТЭ. 1990. -№ 2. -с. 114.
- Накопление и коммутация энергии больших плотностей. М.: Мир. -1979.
- Ковшаров Н.Ф., Лучинский А. В., Месяц Г. А. Импульсный генератор «СНОП 3»// ПТЭ. — 1987. — № 6. — с. 84.
- Брылевский В.И., Грехов И. В., Ефанов В. М., Кар до Сысоев А.Ф., Шендерей С. В. Полупроводниковые формирователи мощных наносекундных импульсов// ПТЭ. — 1988. — № 1. — с. 106.
- Грехов И.В., Ефанов В. М., Кардо Сысоев А.Ф., Шендерей С. В. Письма в ЖТФ. — 1983. — Т. 9. — вып. 7. — с. 435.
- Григорьев И.Н., Лапшин Е. И., Поляков Е. А., Тениешвили З. Т. Трансформаторный индуктивный накопитель энергии для формирования высоковольтных импульсов с плоской вершиной// ПТЭ. 1985. — № 4. — с. 104.
- И. Рукин С. Н. Генераторы мощных наносекундных импульсов с полупроводниковыми прерывателями тока// ПТЭ. 1999. — № 4. — с. 5.
- Месяц Г. А. Генерирование мощных наносекундных импульсов. М.: Сов. радио. 1974.- 256 с.
- Шенбах К., Кристиансен М., Шефер Т. Размыкатели для индуктивных накопителей энергии// Труды института инженеров по электротехнике и радиоэлектронике. 1984. — Т. 72. — № 8.
- Алферов Д.Ф., Иванов В. П., Сидоров В. А. Сильноточные вакуумные коммутирующие устройства для мощных накопителей энергии// ПТЭ. 1998. — № 5.-с. 83.
- Алферов Д.Ф., Воздвиженский В. А., Иванов В. П., Сидоров В.А.// Электротехника. 1996. — № 8. — с. 57.
- Вакуумные дуги. Теория и приложения. Под ред. Дж. Лафферти. М.: Мир.- 1982.
- Белкин Г. С., Лукацкая И. А., Перцев А. А. и др. Вакуумные дугогаси-тельные камеры, разработанные всесоюзным электротехническим институтом имени В.И. Ленина// Электротехника. 1991. — № 12. — с. 9.
- Котов Ю.А., Колганов Н. Г., Ковальчук Б. М. Быстродействующий размыкатель на основе электрически взрываемых проволочек// ПТЭ. -1974. № 6. -с. 107.
- Кучинский В.Т., Михкельсоо В. Т., Шнеерсон Г. А. Мегаамперный выключатель со взрывающейся фольгой для исследования магнитной кумуляции// ПТЭ. 1973. — № 3. — с. 108.
- Артюх В.Г., Лисенко Л. Г., Смирнов С. А. Схема для быстрой коммутации больших токов индуктивного накопителя// ПТЭ. 1972. — № 1. — с. 119.
- Андрезен А.Б., Бурцев В. А., Дубровин Л. В. и др. Быстродействующий фольговой размыкатель// ПТЭ. 1973. — № 4. — с. 146.
- Иванов В.В., Савватимский А. И. Высоковольтный прерыватель постоянного тока// ПТЭ. 1984. — № 4. — с. 108.
- Амелин Т.П., Блудов А. И., и др. Криогенный электровзрывной размыкатель// ПТЭ. 1986. — № 5. — с. 191.
- Иванов И.А., Лотоцкий А. П., Пугачев Н. П., Трухин В. А. Мощный трехступенчатый выключатель для электроразрядного устройства// ПТЭ. -1982. № 4.-с. 106.
- Мхеидзе Г. П. Плазменные размыкатели// Радиотехника и электроника. 1992. — Т. 37. — вып. 1. — с. 1.
- Шишлов А.В. Определение эффективного сопротивления плазменного прерывателя тока// ПТЭ. 1997. — № 1. — с. 89.
- Современные мощные переключатели тока// Экспресс информация, сер. ПЭА. 1991.-№ 43.
- Агаджанян С.В., Григорьев И. Н., Лапшин Е. И., Поляков Е. А. Формирователь прямоугольных импульсов напряжения с индуктивным накопителем энергии// ПТЭ. 1983. — № 1. — с. 80.
- Каганов И.Л. Ионные приборы. М.: Энергия. 1972. — с.
- Анитова Е.В., Гагин Н. Т. Исследование сеточной цепи таситрона// Электронная техника. 1968. — сер. 3. — № 1. — с. 53.
- Верещагин Н.М., Крестов В. А., Пшеничников В. И. Использование таситронов в схеме с индуктивным накопителем энергии// Электронная техника. 1976. — сер. 4. — № 3. — с. 122.
- Бакалейник И.И., Баранов А. И., Гнидо В. М. Газоразрядный импульсный прибор с наносекундным временем гашения разряда// Электронная техника. 1979. — сер. 4. — № 8. — с. 56.
- Бакалейник И.И., Сажин И. И. Электронное зажигание кинопроекционных ксеноновых ламп// Техника кино и телевидения. 1976. — № 11. — с. 24.
- Баранов А.И., Гнидо В. М. Комбинированный металлокерамиче-ский таситрон ТГУ1 8/15 с малым временем выключения тока анода// Электронная техника. — 1982. — сер. 4. — № 1. — с. 21.
- Lutz ML, Hofmann C. The Gamitron-High Grossed-Fild Switch Tube H VDS Interruption// IEEE Trans Plasma Scince. 1974. — v.ps. — 2 mars. — p. l 1.
- Harvey R. Operation Characteristics of the Crossed-Field Closing Switch// IEEE on Electron Devices. 1979. — VED-26. — N10. — p. 1472.
- Harwey R. The Crossatron switch a Cold Catode Discharge Device with Grid Control// IEEE Conference Record of 1980 14th Pulse Power Modulator Sump. p.77.
- Laser Focus World. May 1991. p.97.
- Николаев А.А. и др. Зондовые измерения разряда в импульсных та-ситронах// Электронная техника. сер. 3. — Газоразрядные приборы. -1969.-№ 3.-с. 33.
- Зайцев И.А. Исследование разряда анодное свечение и изучение возможностей его технического применения: Дис. канд. техн. Наук. Рязань. — 1971. — 157 с.
- Арефьев А.С., Верещагин Н. М., Крестов В. А., Малолетков Б. Д. Процесс гашения разряда в таситроне// Электронная техника. 1989. — сер. 4.-№ 3.-с. 17.
- Верещагин Н.М., Золотухин Г. Н. Гашение дугового несамостоятельного разряда мелкоструктурной сеткой// Электронные приборы. Меж-вуз.сб. Рязань. — 1988. — с.65.
- Алексеев Н.И., Каплан В. Б., Марциновский A.M. Исследование физических процессов в плазменном ключевом элементе с крупноструктурной сеткой. 1. Стационарное проводящее состояние// ЖТФ. 1992. — № 9. -с. 70.
- Алексеев Н.И., Каплан В. Б., Марциновский A.M. Исследование физических процессов в плазменном ключевом элементе с крупноструктурной сеткой. 2. Импульсное гашение разряда// ЖТФ. 1996. — № 6. — с. 56.
- Анитов Н.М. Исследование явления обрыва дуги в импульсных водородных тиратронах. Дис. канд. техн. Наук. Рязань. — 1973. — 202 с.
- Райзер Ю.П. Физика газового разряда. М.: Наука. 1987. — 591 с.
- Верещагин Н.М., Круглов С. А. Распределение тока по электродам таситрона на стадии гашения разряда// 2 международная конференция «Проблемы и прикладные вопросы физики». Саранск. — 16- 19 июня 1999.
- Соболев В.Д. Физические основы электронной техники. М.: Высш. Школа.- 1979.
- Грановский B.JI. Электрический ток в газе. Установившийся ток. М.: Наука.- 1971.-543 с.
- Крестова В.Я., Полякова А. А., Слесарева О. В. К вопросу об устойчивом токопрохождении через диафрагмированные промежутки в водородном разряде низкого давления// Электронная техника. сер. 3. — 1970. -вып. 2.
- Анитов Н.М., Баранова В. М., Полякова А. А. Зависимость тока обрыва дуги в водороде от длительности импульса тока// Электронная техника. сер. 3. — вып. 3. — 1971. — с. 45.
- Дюжев Г. А., Старцев Е. А., Школьник С. М. Ограничение тока в полом катоде при низком давлении// ЖТФ. 1978. — № 12. — с 2495.
- Бреусова JI.H. О распределении тока по отверстиям сетки водородного тиратрона в импульсном режиме// Труды конференции по газоразрядным приборам.- 1966.
- Анитов Н.М., Баранова В. М., Лабутина Г.Н, Полякова А. А. Токо-прохождение сквозь перфорированные диафрагмы// Электронная техника, -сер. 3. вып. 4. — 1971.-с. 38.
- Арефьев А.С., Верещагин Н. М., Горлов А. И., Круглов С.А., Кюн
- Верещагин Н.М., Круглов С. А. Индуктивный накопитель энергии на тиратроне// Электроника. Меж. вуз. сборник научных трудов. Рязань. -РГРТА. 2001. — с. 40.
- Верещагин Н.М., Круглов С. А. Генератор высоковольтных импульсов с индуктивным накопителем энергии и тиратроном// ПТЭ. 2002. — № 2.
- Фогельсон Т.Г., Бреусова Л. Н., Вагин Л. Н. Импульсные водородные тиратроны. М.: Сов. радио. 1974. — 212 с.
- Kozyrev A.V., Korolev Yu.D., Rabotkin V.G., Shemykin I.A.// J. Appl. Phys. 1993. — v. 74. — № 9. — p. 5366.
- Korolev Yu.D., Frank K.// IEEE Trans, on Plasma Sciece. 1999. — v. 27.-№ 5.-p. 1525.
- Mechtersheimer G., Kohler R., Lasser Т., Meyer R.// J. Phys. E. Sci. In-strum. 1986. V. 19.-p. 466.
- Клименко К.А., Королев Ю. Д., Работкин В. Г. и др. Режимы запуска псевдоискрового разрядника со вспомогательным тлеющим разрядом в узле поджига// ЖТФ. 1992. — т. 62. — вып. 10. — с. 74.
- Bochkov V.D., Djagilev V.M., Ushich V.G., et al.// in Proc. 1st Intern. Congress on radiation Physics, High Carrent Electronics and Modification of Materials. Tomsk. -2000. v. 2. — p. 245.
- Бочков В.Д., Дягилев В. М., Королев Ю. Д. и др. Газоразрядный прибор с холодным катодом// Патент РФ № 2 089 003. окт. 1995.
- Bochkov V.D., Frank K., Frants O.B. Development of sealed-off pseudo-spark switches for pulsed power// Proc. XII Intern. Conference on Gas Discharges and Their Applications. Greifswald. — Germany. — 1997. — v. 1. — p. 218.
- Бочков В.Д., Дягилев B.M., Харрис Г. и др. Источник питания стри-мерной короны по схеме Фитча, коммутируемой тиратронами с накаленным и холодным катодом// 12 Междунар. Конференция BEAMS' 98. -Хайфа. Израиль. — 1998. — т. 2. — с. 1031.
- Mehr Т., Christiansen К., Frank К. et al// IEEE Trans. Plasma Sci. -1994. v. 2. — № 1. — p. 78.
- Kirkman G., Gundersen M.A.// Appl. Phys. Lett. 1986. — v. 49. — № 9. -p.l.
- Puchkarev E.F.// IEEE Trans. Plasma Sci. 1993. — v. 21. — № 6. — p. 725.
- Арефьев A.C., Верещагин H.M., Юдаев Ю. А. Физические процессы в псевдоискровых разрядниках мощных импульсных ключах экологических устройств и аппаратуры высоких технологий// Известия академии наук. Сер. Физическая. — 2000. — т. 64. — № 7. — с. 1285.
- Бакшт Е.Х., Визирь В. А., Кунц С. Э. и др. Накачка импульсных лазеров с продольным разрядом от генератора с индуктивным накопителем энергии и полупроводниковым прерывателем тока// Оптика атмосферы и океана. 2000. — № 3. — с. 243.
- Бакшт Е.Х., Панченко А. Н., Тарасенко В. Ф. Эффективный дллин-ноимпульсный ХеС1 лазер с предымпульсом, формируемым индуктивным накопителем энергии// Квантовая электроника. — 2000. — № 6. — с. 506.
- Бакшт Е.Х., Орловский В. М., Панченко А. Н., Тарасенко В. Ф. Эффективный электроразрядный С02 лазер с предымпульсом, формируемым генератором с индуктивным накопителем энергии// Письма в ЖТФ. -1998.-Т. 24. № 4.-с. 57.
- Бакшт Е.Х., Ломаев М. И., Панченко А. Н., Тарасенко В. Ф. Особенности накачки лазера на смеси SF6 Н2(СзН8) от генератора с индуктивным накопителем энергии// Оптика атмосферы и океана. — 1997. — № 11. — с. 1290.
- Костыря И.Д., Тарасенко В. Ф. О возможности применения генератора с индуктивным накопителем энергии и полупроводниковым прерывателем тока для накачки лазеров на парах металлов// Оптика атмосферы и океана. 2001. — № 8. — с. 1.
- Верещагин Н.М., Горлов А. И., Круглов С. А., Кюн В.В. Моделирование работы ИНЭ на нелинейную нагрузку// Тезисы докладов X конференции по физике газового разряда. Рязань. 2000. — 42. — с.216−218.
- Верещагин Н.М., Круглов С. А. Моделирование переходного процесса в индуктивном накопителе энергии с нелинейной нагрузкой// Вестник РГРТА. Рязань. — 2001. — вып. 8. — с. 104.
- P. Persephonis et al. 5-th International conference on Industrial Lasers and Laser Applications. Shatura. — 1995. — p. 187.
- Атабеков Г. И. и др. Теоретические основы электротехники. М.: Энергия. 1975.
- Зевеке Т.В. и др. Основы теории цепей. М.: Энергия. 1975. — с.
- Нейман JI.P., Демирчан К. С. Теоретические основы электротехники. М.: Энергия. 1974.
- Бессонов JI.A. Теоретические основы электротехники. М.: Высш. школа. 1978.
- Демидович Б.П., Марон И. А. Основы вычислительной математики. М.: Наука. 1970.-664 с.
- Турбо Паскаль 7.0. Киев. — BHV. — 1997.169