Энергия выходной цепи источника ускоряющего напряжения

Abstract

Рассмотрены вопросы накопления энергии в ёмкостях высоковольтной цепи импульсного источника ускоряющего напряжения нерезонансного типа. Показана взаимосвязь между величиной пульсаций выходного напряжения, сопротивления нагрузки, ёмкости фильтра и индуктивностью рассеяния многообмоточного трансформатора. Предложены аналитические выражения, позволяющие рассчитывать выходные параметры многосекционного преобразователя напряжения прямоугольной формы исходя из величин элементов секции и числа секций. На примере источника напряжением 60 кВ и мощностью 18 кВт показано, что на частоте преобразования 20 кГц и пульсациях менее 2% энергоёмкость выходной цепи не превышает 7 Дж, из которых примерно половина приходится на энергию ёмкости кабеля.

Розглянуто питання накопичення енергії в ємності високовольтного ланцюга імпульсного джерела прискорюючої напруги нерезонансного типу. Показано взаємозв'язок між величиною пульсацій випрямленої вихідної на-пруги, опору навантаження, ємністю фільтра і індуктивністю розсіяння багатообмотувального трансформатора. Запропоновано аналітичні вирази, що дозволяють розраховувати вихідні параметри багатосекційного перетворювача напруги прямокутної форми, виходячи з величин елементів секції та числа секцій. На прикладі джерела напругою 60 кВ потужністю 15 кВт показано, що на частоті перетворення 20 кГц і пульсаціях менше 2% енергоємність вихідного ланцюга зварювальної електронно-променевої установки не перевищує 7 Дж, з яких приблизно половина припадає на енергію ємності кабеля.

Problems of stored energy in high-voltage circuit capasities of the acceleration voltage switching source of nonresonance type are considered. The interrelation between value of the ripple output voltage, load resistance, capacitance filter and leakage inductance of multiwinding transformer are figured. Analytical calculations for output parameters of high-frequency multisectional square-wave voltage converters based on ratio between number and parameters of sections are suggested. By the example of source with 60kV voltage and 15 kW power for electron beam welding installation is shown that on transformation frequency 20 kH and ripple less than 2% stored energy in output circuit does not exceed 7 J, hereof approximately half of it is stored energy in cable capacity.