Разработка искровых коммутаторов с циркуляцией газа для ГИН Аркадьева-Маркса

Спроектирован и собран управляемый искровой разрядник с циркуляцией газа и инициированием на принципе “искажения поля” для генератора импульсных напряжений Аркадьева – Маркса. Впервые получены данные о ресурсе работы электродов из нержавеющей стали многоступенчатого разрядника в газе под давлением при работе в генераторе Аркадьева–Маркса в длительном режиме с частотой следования импульсов от 5 до 8 имп/сек. с энергией в импульсе 2 кДж.

Введение ………………………………………………………………………………………………. 12
1.1 Принцип работы генератора импульсных напряжений по схеме
Аркадьева-Маркса …………………………………………………………………………………. 14
1.1.1 Схема замещения зарядной цепи ГИН ………………………………………. 15
1.1.2 Схема замещения разрядной цепи ГИН …………………………………….. 17
1.2 Виды коммутаторов, применяемых в генераторе Аркадьева-Маркса……. 18
1.2.1 Простейший шаровой разрядник …………………………………………………. 19
1.2.2 Тригатрон ………………………………………………………………………………….. 19
1.2.3 Разрядник с искажением поля……………………………………………………… 20
1.2.4 Разрядник с поверхностным разрядом …………………………………………. 21
1.2.5 Многозазорный разрядник ………………………………………………………….. 22
1.2.6 Усовершенствованный разрядник с искажением поля Р – 200
установки «Стенд-300» ………………………………………………………………………. 23
1.2.7 Высоковольтный газовый коммутатор с прокачкой газа поперек канала
пробоя ………………………………………………………………………………………………. 24
1.2.8 Тиратрон……………………………………………………………………………………. 26
1.2.9 Тиратрон с холодным катодом ……………………………………………………. 28
1.2.10 Вакуумный разрядник ………………………………………………………………. 28
1.3 Характеристики искровых газонаполненных коммутаторов,
возможности и ограничения …………………………………………………………………… 29
1.3.1 Основные характеристики ………………………………………………………….. 29
1.3.2 Время запаздывания срабатывания разрядника…………………………….. 30
1.4 Факторы, влияющие на стабильность характеристик искровых
газонаполненных коммутаторов …………………………………………………………….. 32
1.4.1 Эрозия электродов при коммутации больших импульсных токов ….. 32
1.4.2 Повышенные температуры электродов в зоне разряда ………………….. 36
1.5 Методы и подходы уменьшения влияния дестабилизирующих факторов 36
1.5.1 Постоянное или периодическое обновление газа ………………………….. 37
1.5.2 Фильтрация газа…………………………………………………………………………. 40
1.5.3 Теплоотвод от электродов частотных газонаполненных искровых
коммутаторов…………………………………………………………………………………….. 42
2 Проектирование разрядника ………………………………………………………………… 44
2.1 Моделирование конструкции разрядника ……………………………………….. 44
2.2 Реализация разработанного разрядника ………………………………………….. 47
3 Моделирование тепловых процессов в разрядной камере………………………. 49
3.1 Расчет мощности, выделяемой на одном разрядном промежутке ……… 49
3.1 Моделирование теплового режима на электродах …………………………… 53
4 Экспериментальная часть ……………………………………………………………………. 58
4.1 Время запаздывания срабатывания разрядника……………………………….. 58
4.1.1 Цель и методика эксперимента ………………………………………………… 58
4.1.2 Результаты эксперимента ………………………………………………………… 63
4.2 Электрическая эрозия электродов в генераторе импульсных напряжений
…………………………………………………………………………………………………………. 71
4.2.1 Цель и методика эксперимента ………………………………………………… 71
4.2.2 Результаты измерений и расчетов ……………………………………………. 72
4.3 Электрическая эрозия электродов в разрядной камере …………………….. 79
4.3.1 Цель и методика эксперимента ………………………………………………… 79
4.3.2 Результаты измерений и расчетов ……………………………………………. 82
4.3.3 Изменение температуры электродов ………………………………………… 87
Заключение …………………………………………………………………………………………… 89
5 Финансовый менеджмент ……………………………………………………………………. 92
6 Социальная ответственность ……………………………………………………………….106
Cписок публикаций студента …………………………………………………………………117
Cписок используемых источников ………………………………………………………….119
Приложение А. Determining the delay time of triggering of commutator ……….123
Приложение Б. Характеристики разрядников ………………………………………….138
CD-диск. ” Разработка искровых коммутаторов с циркуляцией газа для ГИН
Аркадьева-Маркса “