Файл: Медников, В. А. Высоковольтные модулированные униполярные генераторы.pdf

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 22.10.2024

Просмотров: 70

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

U м

— действующее значение напряжения на входе пк каскадного выпря­

 

мителя;

U 1л

— действующее значение напряжения на входе пк каскадного выпря­

 

мителя при резонансе;

U к — амплитудное значение напряжения на коллекторе;

U(О — мгновенное значение напряжения;

£ ( / 0бр — сумма обратных напряжений диодов выпрямителя; Um — амплитудное значение входного напряжения;

Ua mai

—

максимальное напряжение нагрузки;

 

U п

— напряжение первичного источника;

 

U[ max —

наибольшая

амплитуда напряжения первичной обмотки;

U 1 max — наибольшее

значение напряжения

первой гармоники;

{/нак — напряжение накала;

 

£/исп —- испытательное напряжение изоляции;

t/мод

—

модулирующее напряжение;

 

(/и

—

напряжение на нагрузке;

перехода;

U кэ

— напряжение

коллектор-эмиттерного

U ос — напряжение обратной связи;

коллектор—эмиттер триода;

U Кэ доп — допустимое напряжение на

переходе

U кэн — напряжение

коллектор—эмиттер насыщенного

транзистора;

ц гН — напряжение

на

резисторе

нагрузки

ШИМ. в

момент

насыщения

сердечника с ППГ;

 

 

 

 

U ст — напряжение стабилизации стабилитрона;

 

 

UL — ЭДС, наводимая в обмотке;

 

 

 

t/omax — максимальное напряжение источника;

 

 

 

U обр — максимальное

допустимое

обратное

напряжение;

 

Up t/pac — напряжение рассогласования;

 

 

 

Uу — падение напряжения на управляющем элементе;

 

Uy max — наибольшее

напряжение "на управляющем элементе;

на выходе

(J0 — постоянная

составляющая

высокого

напряжения

выпрямителя;

 

 

 

 

 

U эф — эффективное значение напряжения;

 

 

 

t/из — электрическая прочность изоляции;

 

 

 

U вых — погрешность измерения выходного напряжения;

 

ДU — уменьшение

падения напряжения в

выпрямителе;

 

Дt/ 1 — падение напряжения в схеме однокаскадного выпрямителя; AUn — падение напряжения в Пк каскадной схеме, умножения;

Дt/o — падение напряжения в выпрямителе, составленном из пк последо­

вательно соединенных однотактных схем выпрямления;

:AUc — перенапряжение в выходном каскаде;

 

V B —

объем, занимаемый вакуумными вентилями;

 

 

Vn —

объем, занимаемый полупроводниковыми

вентилями;

 

W — энергия заряженных емкостей фильтра;

 

 

W(p) — передаточная

функция звена по Лапласу;

 

TF/ni-v^fPlBbix —* изображение входной

и выходной величин

по Лапласу;

(

x t

—

переменная величина;

 

 

 

 

x L — индуктивное сопротивление дросселя;

 

 

х { тах

— наибольшее значение машинной переменной;

 

 

Z b —

выходное сопротивление'Замкнутой системы;

 

ад,

Zp — выходное сопротивление разомкнутой системы;

 

а 1

— коэффициенты

разложения импульса в ряд Фурье;

 

«н — коэффициент

усиления транзистора по току

в схеме с общей

 

 

 

базой;

 

 

 

 

 

Р

— коэффициент усиления транзисторов по току;

 

Вое — коэффициент

передачи петли обратной связи;

 

ДВ

— отклонение статического

коэффициента

усиления • триода от

 

 

 

среднего значения;

 

 

 

 

7

— относительная

нестабильность напряжения

питания;

8

f H — относительная погрешность измерения высокого напряжения;

tg5

—

тангенс угла диэлектрических потерь;

 

5 — плотность тока в обмотках трансформатора;

 

5 — зазор между обмотками;

 

т) — общий к. п. д.;

 

 

rju — к. п. д. способа модулирования напряжения;

 

т]п —

к. п. д. преобразования низкого постоянного напряжения в вы­

 

 

сокое;

 

 

 

— к. п. д. выпрямителя; *•

 

■>;тр

— к. п. д. трансформатора;.

напряжения;

-т,п , У)п , ijn —

к. п. д. различных способов получения высокого

■'Ьер

— к- п- д- переключения силовых транзисторов;

 

т;став ~~ к- п- Д- стабилизатора;

 

^стаб min —

минимальный к. п. д. стабилизатора;

 

7]твф — к. п. д. трансформатора, выпрямителя, фильтра;

 

(х — магнитная проницаемость сердечника;

 

(хк — начальная магнитная проницаемость;

 

рЭф

— эффективное значение магнитной проницаемости;

 

v — относительное

уменьшение падения напряжения

в выпрямите­

 

 

лях;

 

 

Р — волновое сопротивление высоковольтного контура;

 

Ро — удельное электрическое сопротивление;

 

с

— относительная

мощность потерь в управляющем элементе;

атах

— максимальная

относительная мощность потерь;

 

с0 — запас устойчивости по амплитуде; °0 кор — запас устойчивости по амплитуде скорректированной системы;

 

с

— постоянная времени обмотки;

 

 

 

-1 —

длительность фронта импульса;

 

 

тг

—

длительность вершины импульса;

 

 

т3

— длительность спада импульса;

 

 

ты<- — длительность импульса;

 

 

твых — длительность выходных импульсов ШИМ.;

 

 

Ч> — фазовый угол разомкнутой системы;

 

 

То — запас устойчивости по фазе;

скорректированной

системы;

<Р0 кор — запас устойчивости по фазе

 

Тш — фазовая характеристика;

 

 

“ ь

и — угловая частота переменного напряжения;

трансформатора;

“ 2 — число витков первичной и вторичной обмоток

“ с’ ®с ;

мС2 — частоты сопряжения динамических звеньев;

 

 

Юр

— резонансная частота обмотки;

'

 

 

ю0

— число витков в рабочей обмотке дросселя;

 

 

<»l — индуктивное сопротивление обмотки;

 

 

«у

— количество витков обмотки управления;

 

Bi, В 2,..., Вп— электрические вентили;

 

 

D u £>2,

£>3

— диоды выпрямительные и стабилитроны полупроводниковые;

Дн

— Дроссель насыщения;

 

 

Л и Л 2 — электронные лампы;

 

 

■Pi, P i.......Рп—

реле электромагнитные и контактные;

 

Т \,Т ,2...

Тп— транзисторы;

 

 

^Pi — трансформатор,

Глава пе р в а я

МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ УНИПОЛЯРНОГО ВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Простейший способ получения высокого напряжения — транс­ формация сетевого напряжения до необходимого уровня с после­

дующим выпрямлением.

Выпрямители могут быть однополупериодные, двухполупериодные, мостовые или выполненные по схемам умножения. Каждый из указанных способов обладает своими особенностями, которые необходимо учитывать при их анализе.

Основные простейшие схемы и их электрические характеристи­ ки приведены в таблице I (см. стр. 32). Отличительной особенно­ стью схем является наличие громоздкого повышающего трансфор­ матора [1]. Большие габариты трансформатора обусловлены сложностью изоляции обмоток при достаточной надежности уст­ ройства. Он должен быть рассчитан на максимальное рабочее на­ пряжение. Экономичность схемы выпрямления в основном опреде­ ляется применяемыми вентилями. Высоковольтные кенотроны увеличивают потребляемую мощность потерь на накал катодов и вызывают необходимость в специальных накальных трансформа­ торах. Полупроводниковые вентили, выпускаемые промышленно­ стью, на частотах свыше 20 кгц не работают из-за большой меж­ электродной емкости.

Схемы, представленные в таблице I, имеют следующие харак­ теристики. ■

Преимущества:

1)относительная простота схем;

2)возможность изготовления выпрямителя на значительную мощность с использованием полупроводниковых вентилей;

3)отсутствие промежуточных преобразователей.

Недостатки:

1) большие габариты и вес повышающего трансформатора; 2) большие запасы энергии в элементах выпрямителя и сглажи­ вающего фильтра, что делает работу с выпрямителем небезопасной для жизни обслуживающего персонала. Это в свою очередь увели­ чивает габариты установок и вызывает необходимость применять

защитные устройства;

10

3) значительные емкости выпрямителей и фильтры способствуют мощному искрению, разрушающему изоляцию, что увеличивает опасность взрыва;

4) регулирование напряжения характеризуется низким быст­ родействием, а при необходимости модуляции повышенными ча­ стотами,'модулирующие устройства могут быть включены только на стороне высокого напряжения после фильтра.

§ 1. ПОВЫШЕНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ И ВЫПРЯМЛЕНИЕ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА ПРОМЫШЛЕННОЙ ЧАСТОТЫ С ПОМОЩЬЮ СХЕМ УМНОЖЕНИЯ

В высоковольтных выпрямительных устройствах нашли приме­ нение схемы умножения напряжения, позволяющие получить на выходё напряжение, значительно превышающее его значение на вторичной обмотке трансформатора. Принцип действия таких вы­ прямителей основан на том, что на нагрузку разряжаются последо­ вательно включенные конденсаторы, каждый из которых заряжен от выпрямителя до сравнительно небольшого напряжения.

На рис. 1,1 изображена типовая однополупериодная схема умножения. На рис. 1.2 изображены эквивалентные схемы умножи­ теля для той части отрицательного полупериода ЭДС источни­ ка, когда открыты нечетные вентили (б), и части положительного полупериода, когда открыты четные вентили (а).

В отрицательный полупериод контурные токи заряжают кон­ денсаторы подзарядной колонны (нечетные емкости) за счет основ­ ной колонны (четные емкости). В положительный полупериод эти токи заряжают конденсаторы основной колонны за счет подзаряд­ ной. Основная колонна, кроме того, питает нагрузку током /0. Согласно [2] наклон внешней характеристики такого умножителя в п1 круче, чем характеристика мостового выпрямителя при тех

Рис. 1.1. Типовая схема однополупернодного умножителя

И

 

 

 

Ек-i

Екч

Епч

 

 

Сх-гi См*. I

tI I ^

 

 

Cn.t I

 

 

 

г

 

Ч —j

 

 

 

 

 

 

-J

цJ 1 Lк

1

1Г-1Гп-21

r

IIHr

Ск

Cf2

 

Иг II - ll‘

'

£ *

Ex-2

Ex

Ek,г

E„

9

S'.

Рис. 1.2. Эквивалентная схема однополупериодного

выпрямителя: а) положительной полуволны напряже­ ния; б) отрицательной полуволны напряжения

же выходных параметрах. Такая характеристика выпрямителей ухудшает стабильность выходного напряжения на переменной

нагрузке.

Падение напряжения в однофазной схеме умножения, при ра­

боте ее на нагрузку может быть определено из [3]

 

Д^П =

(4«к +

Щ + 2,|к),

 

(1—1)

а выпрямленное определится

как

 

 

 

U 0 = 2пку 2^Лп

6fCy

^

^Пк)•

(1 2)

12

Смотрите также файлы