Università degli studi di Padova Dipartimento di ingegneria elettrica SCHEMA DI PRINCIPIO Rf = resistenza di fronte R2 = resistenza di coda C2 = condensatore di fronte (comprende anche la capacità del carico) G.Pesavento

Università degli studi di Padova Dipartimento di ingegneria elettrica Nel circuito di figura, il condensatore C1, inizialmente caricato alla tensione Vo, carica il condensatore C2 alla tensione e la carica avviene con una costante di tempo G.Pesavento

Università degli studi di Padova Dipartimento di ingegneria elettrica Schematizzazione del circuito per tempi brevi (fronte) e tempi lunghi (coda) Rf<< R2 C1>>C2 2 = (C1+C2)R2. G.Pesavento

Università degli studi di Padova Dipartimento di ingegneria elettrica C2 previsto per la totale tensione impulsiva C1 tensione continua di carica R2 prevista per la tensione impulsiva Rf tensione impulsiva di breve durata – solo sul fronte Dimensionamento in termini di energia Calore specifico metalli : circa 400 J/kg K G.Pesavento

Università degli studi di Padova Dipartimento di ingegneria elettrica RENDIMENTO IN TENSIONE G.Pesavento

Università degli studi di Padova Dipartimento di ingegneria elettrica PROBLEMI Si richiede generatore DC con tensione V0 Tutti i componenti devono tenere V0 in via permanente o almeno transitoria L’interruttore ( a rigore serve solo un chiuditore) deve operare in tempi molto brevi, possibilmente senza rimbalzi L’energia disponibile varia con il quadrato della tensione Difficoltà di estendere lo schema a tensioni sopra 100 – 200 kV G.Pesavento

Università degli studi di Padova Dipartimento di ingegneria elettrica SCHEMA DI MARX Caricare un numero adeguato di condensatori in parallelo per poi metterli in serie. Si ottiene una tensione pari a NV0 ed una capacità equivalente di C1/N. Impianto modulare, grosso risparmio sull’alimentatore DC, possibilità di usare solo parti dell’impianto quando servono tensioni basse (quindi con capacità maggiori). Si può avere, lasciando tutto in parallelo NC1 con tensione V0; possibili anche paralleli parziali G.Pesavento

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Università degli studi di Padova Dipartimento di ingegneria elettrica Scelta dei chiuditori Tensioni di tenuta molto alte Tempi di chiusura di pochi µs Non è necessario un potere di interruzione Impossibilità usare dispositivi elettromeccanici Tutti gli impianti usano chiuditori a scarica sia per generatori di tensione che di corrente G.Pesavento

Università degli studi di Padova Dipartimento di ingegneria elettrica STRUTTURA DI UNO SPINTEROMETRO Due sfere o semisfere poste a distanza tale da non consentire la scarica con la tensione applicata Per provocare l’innesco possono essere avvicinate con un sistema motorizzato fino ad ottenere la scarica spontanea Campo quasi uniforme – Gradiente medio elevato – (20 – 25 kV/cm) – tempi di formazione del µs o meno Costo modesto G.Pesavento

Università degli studi di Padova Dipartimento di ingegneria elettrica STRUTTURA DI UNO SPINTEROMETRO Da notare che il contatto che si crea non è galvanico e permane solo fino a quando permane l’arco tra gli elettrodi: è quindi fondamentale che passi corrente, altrimenti il collegamento cessa La presenza delle resistenze di carica (che sono anche di scarica) nello schema è fondamentale Il loro valore non può essere aumentato troppo, altrimenti la corrente è troppo bassa e gli spinterometri si spengono G.Pesavento

Università degli studi di Padova Dipartimento di ingegneria elettrica Spesso problemi di natura meccanica (molti spinterometri montati in verticale) ed ambientale (presenza di polvere nell’ambiente – inneschi spuri) Movimentazione continua scomoda Ricerca si sistemi che possano innescare senza necessità di ridurre la distanza Sviluppo di spinterometri comandati (sistema trigatron – analogia con innesco candele autoveicoli) G.Pesavento

Università degli studi di Padova Dipartimento di ingegneria elettrica SPINTEROMETRO COMANDATO 1. Elettrodi principali 2. Elettrodo di innesco 3. Elettrodo di trigger 4. Collegamento circuito generazione impulso di comando G.Pesavento

Università degli studi di Padova Dipartimento di ingegneria elettrica SPINTEROMETRO COMANDATO AD ELETTRODI FISSI Svantaggi: Serve impulso di comando molto elevato Grossa caduta d’arco (molti archi parziali) – tende a spegnersi con correnti non troppo basse G.Pesavento

Università degli studi di Padova Dipartimento di ingegneria elettrica SPINTEROMETRO COMANDATO G.Pesavento

Università degli studi di Padova Dipartimento di ingegneria elettrica Elettrodi sono in tensione (necessità di disaccoppiamento per DC) Impianto ha tanti spinterometri quanti sono gli stadi E’ necessario comandarli tutti? Se sì, grosse complicazioni G.Pesavento

Università degli studi di Padova Dipartimento di ingegneria elettrica INFLUENZA DELLE CAPACITA’ PARASSITE G.Pesavento