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馬克思發(fā)生器原理圖

工程師 ? 來(lái)源:未知 ? 作者:姚遠(yuǎn)香 ? 2019-05-27 15:41 ? 次閱讀
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馬克思發(fā)生器是通過(guò)低壓直流電源產(chǎn)生高壓脈沖,通過(guò)電容并聯(lián)充電再串聯(lián)放電的高壓裝置,該結(jié)構(gòu)由Erwin Otto Marx于1924年提出,它能模仿雷電及操作過(guò)電壓等過(guò)程。所以經(jīng)常用于絕緣沖擊耐壓及介質(zhì)沖擊擊穿、放電等高能物理試驗(yàn)中。例如,模擬雷電對(duì)電力線齒輪和航空設(shè)備的影響。

馬克思發(fā)生器原理圖

如圖1所示。圖中C為級(jí)電容,它們由充電電阻R 并聯(lián)起來(lái),通過(guò)整流回路T-D-r充電到V。此時(shí),因保護(hù)電阻r 一般比R約大10倍,它不僅保護(hù)了整流設(shè)備,而且還能保證各級(jí)電容充電比較均勻。在第1級(jí)中g(shù)0為點(diǎn)火球隙,由點(diǎn)火脈沖起動(dòng);其他各級(jí)中g(shù)為中間球隙,它們調(diào)整在g0起動(dòng)后逐個(gè)動(dòng)作。這些球隙在回路中起控制開關(guān)的作用,當(dāng)它們都動(dòng)作后,所有級(jí)電容C就通過(guò)各級(jí)的波頭電阻Rf串聯(lián)起來(lái),并向負(fù)荷電容C0充電。此時(shí),串聯(lián)后的總電容為C/n,總電壓為nV。n為發(fā)生器回路的級(jí)數(shù)。

由于C0較小,很快就充滿電,隨后它將與級(jí)電容C一起通過(guò)各級(jí)的波尾電阻Rt放電。這樣,在負(fù)荷電容C0上就形成一很高電壓的短暫脈沖波形的沖擊電壓。在此短暫的期間內(nèi),因充電電阻R遠(yuǎn)大于Rf和Rt,因而它們起著各級(jí)之間隔離電阻的作用。沖擊電壓發(fā)生器利用多級(jí)電容器并聯(lián)充電、串聯(lián)放電來(lái)產(chǎn)生所需的電壓,其波形可由改變Rf和Rt的阻值進(jìn)行調(diào)整,幅值由充電電壓V 來(lái)調(diào)節(jié),極性可通過(guò)倒換硅堆D兩極來(lái)改變。

圖中C1為主電容,又稱沖擊電容,它相當(dāng)于各級(jí)串聯(lián)后的總電容,即;C2為負(fù)荷電容,即C2=C0,它包括調(diào)波電容、試品電容、測(cè)量設(shè)備(分壓器)電容及聯(lián)線等寄生電容;G代表控制放電的球隙;Rf和Rt分別為波頭電阻和波尾電阻,它們相當(dāng)于各級(jí)rf和rt的總和,即Rf=nrf,Rt=nrt;U1為充電電壓,它相當(dāng)于各級(jí)串聯(lián)后的總電壓,即U1=nV;U2為輸出電壓,即所需的沖擊電壓。此等值電路相當(dāng)于單級(jí)沖擊電壓發(fā)生器的電路。根據(jù)電路分析,輸出電壓U2(t)為一雙指數(shù)函數(shù)τ1》》τ。

半峰值時(shí)間T2≈0.69Rt(C1+C2)。

效率沖擊電壓發(fā)生器輸出電壓幅值V2m與充電電壓пV 之比稱作發(fā)生器的效率η,即

η=(V2m /nV)×100%

。對(duì)雷電沖擊波,η一般約80%;對(duì)操作沖擊波,η有時(shí)僅60%。

沖擊電壓波形參數(shù)T1(Tcr)、T2及發(fā)生器效率η與回路結(jié)構(gòu)和參數(shù)有關(guān),均需通過(guò)實(shí)際調(diào)試進(jìn)行調(diào)整和確定。對(duì)于電力變壓器等帶有繞組的電力設(shè)備,通常還要求做雷電沖擊截波試驗(yàn)。沖擊電壓發(fā)生器外接一截?cái)嚅g隙即可產(chǎn)生沖擊截波。標(biāo)準(zhǔn)雷電截波是標(biāo)準(zhǔn)雷電沖擊波經(jīng)過(guò)2~5μs截?cái)嗟牟ㄐ巍?/p>

沖擊電壓發(fā)生器是高電壓試驗(yàn)室的基本試驗(yàn)設(shè)備之一。中國(guó)已建的沖擊電壓發(fā)生器最高額定電壓為6MV,有個(gè)別國(guó)家高達(dá)10MV 。

聲明:本文內(nèi)容及配圖由入駐作者撰寫或者入駐合作網(wǎng)站授權(quán)轉(zhuǎn)載。文章觀點(diǎn)僅代表作者本人,不代表電子發(fā)燒友網(wǎng)立場(chǎng)。文章及其配圖僅供工程師學(xué)習(xí)之用,如有內(nèi)容侵權(quán)或者其他違規(guī)問(wèn)題,請(qǐng)聯(lián)系本站處理。 舉報(bào)投訴
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