马克思发生器原理

发表于 2017-11-15 11:34 | 分类标签:马克思发生器发生器

  马克思发生器(Marx Generator)是通过低压直流电源产生高压脉冲,通过电容并联充电再串联放电的高压装置,该结构由Erwin Otto Marx于1924年提出,它能模仿雷电及操作过电压等过程。所以经常用于绝缘冲击耐压及介质冲击击穿、放电等高能物理试验中。例如,模拟雷电对电力线齿轮和航空设备的影响

  马克思发生器原理

  工作原理:如图1所示。图中C为级电容,它们由充电电阻R 并联起来,通过整流回路T-D-r充电到V。此时,因保护电阻r 一般比R约大10倍,它不仅保护了整流设备,而且还能保证各级电容充电比较均匀。

  在第1级中g0为点火球隙,由点火脉冲起动;其他各级中g为中间球隙,它们调整在g0起动后逐个动作。这些球隙在回路中起控制开关的作用,当它们都动作后,所有级电容C就通过各级的波头电阻Rf串联起来,并向负荷电容C0充电。

  此时,串联后的总电容为C/n,总电压为nV。n为发生器回路的级数。由于C0较小,很快就充满电,随后它将与级电容C一起通过各级的波尾电阻Rt放电。

  这样,在负荷电容C0上就形成一很高电压的短暂脉冲波形的冲击电压。在此短暂的期间内,因充电电阻R远大于Rf和Rt,因而它们起着各级之间隔离电阻的作用。冲击电压发生器利用多级电容器并联充电、串联放电来产生所需的电压,其波形可由改变Rf和Rt的阻值进行调整,幅值由充电电压V 来调节,极性可通过倒换硅堆D两极来改变。

  图中C1为主电容,又称冲击电容,它相当于各级串联后的总电容,即;C2为负荷电容,即C2=C0,它包括调波电容、试品电容、测量设备(分压器)电容及联线等寄生电容;

  G代表控制放电的球隙;Rf和Rt分别为波头电阻和波尾电阻,它们相当于各级rf和rt的总和,即Rf=nrf,Rt=nrt;U1为充电电压,它相当于各级串联后的总电压,即U1=nV;U2为输出电压,即所需的冲击电压。此等值电路相当于单级冲击电压发生器的电路。根据电路分析,输出电压U2(t)为一双指数

  马克思发生器原理

  函数Marx(马克思发生器) τ1》》τ

  半峰值时间T2≈0.69Rt(C1+C2)

  效率 冲击电压发生器输出电压幅值V2m与充电电压пV 之比称作发生器的效率η,即

  η=(V2m /nV)&TImes;100%

  对雷电冲击波,η一般约80%;对操作冲击波,η有时仅60%。

  冲击电压波形参数T1(Tcr)、T2及发生器效率η与回路结构和参数有关,均需通过实际调试进行调整和确定。

  对于电力变压器等带有绕组的电力设备,通常还要求做雷电冲击截波试验。冲击电压发生器外接一截断间隙即可产生冲击截波。标准雷电截波是标准雷电冲击波经过2~5μs截断的波形。

  冲击电压发生器是高电压试验室的基本试验设备之一。目前中国已建的冲击电压发生器最高额定电压为6MV,有个别国家高达10MV。

  马克思发生器制作教程

  4级Mark发生器需要的部件如下:

  ○ D:高压二极管(或者高压硅堆),耐压5kV以上

  ○ R1:10M电阻,耐压3kV以上

  ○ R: 2M电阻7个,耐压3kV以上

  ○ C: 2000pF电容4个,耐压3kV以上

  上面这些是理论上的要求,所用的都是高压电容,电阻,二极管。但是还有对器件要求更低的替代方案。。。。。

  ○ D:IN4004串联,每个耐压400V,串上10个就有4kV耐压了

  ○ R1:1/8W,1M电阻10个串联

  ○ R: 1/8W,470k电阻4个串联,合计7组

  ○ C: 2000pF电容4个,耐压3kV以上

  这里串联的目的都是增加耐压值。尤其要注意的是普通的电阻,它们能承受的电压都不太高,只有300~500V(可以看出在R上只用了4个电阻串联其实很不够保险。。。但是作为演示够用了,),直接加上kV级别电压会击穿绝缘发生打火,然后就没有需要的阻值可言了。。。。。

  除了发生器本体,还需要一个提供初始高压的前级。电路图里提供的变压器是一个方法,但是其他的高压源也可以考虑。最后我用的是一个负离子发生器中的直流模块,标称3kV,并且输出直接是直流,可以省去后面的整流二极管D。

  ● 最后还需要应手的工具,电烙铁焊锡松香钢丝钳镊子之类,常做电子方面的筒子们一般都有,就不多说了。

  马克思发生器原理

  马克思发生器原理

除非注明,本站均为原创或编译,转载请注明:文字来自39度

分享给朋友:
条评论

评 论

提 交

请勿进行人身攻击,谩骂以及任何违法国家相关法律法规的言论。

正在加载评论...