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Circuito per la generazione di impulsi veloci di breve durata G.Pesavento
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G.Pesavento
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(EX) IMPIANTO DI SUVERETO Tensione nominale di carica : 6 MV Energia nominale : 500 kJ Massima tensione di uscita a secco : 5 MV sotto pioggia : 3,5 MV Capacità equivalente serie : 27,8 nF Numero di stadi : 30 Condensatori di stadio : 360 - tensione nominale : 100 kV - capacità nominale : 0,27 μF - induttanza : 1 μH Tensione di carica : 200 kV Capacità di stadio : 0,833 μF Induttanza totale del generatore : 250 μH G.Pesavento
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Condensatori interstadio : 29 Capacità : 200 pF Tensione : 200 kV Altezza generatore : 23 m Diametro stadi : 4,5 m Diametro elettrodo di testa : 10 m Spinterometri in gas compresso : 30 Pressione : 6 bar G.Pesavento
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CONDENSATORE DI FRONTE Tensione nominale LI : 5 MV Tensione nominale SI : 3 MV Capacità nominale : 2000 pF Altezza massima : 18,5 m Diametro elettrodo : 6,2 m DIVISORE DI TENSIONE CAPACITIVO SMORZATO Tensione nominale SI+ : 3 MV Tensione nominale SI- : 5 MV Rapporti : /0,5 kV Capacità nominale : 400 pF Resistenza di smorzamento : 400 Ohm Tempo di risposta : 70 ns Altezza massima : 19,4 m G.Pesavento
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ALTE TENSIONI CONTINUE I parametri che caratterizzano un generatore sono principalmente la sua tensione a vuoto V0 e la caduta V da vuoto a carico con l’erogazione di una corrente continua I. La tensione prodotta dal raddrizzamento di tensioni alternate presenta generalmente delle oscillazioni periodiche - (ondulazione) - attorno ad un valore medio V, che é quello che caratterizza la tensione continua. Si definisce ampiezza dell’ondulazione V la metà della differenza tra valore massimo VM e il valore minimo Vm assunti dalla tensione in un periodo : V = 0,5 (VM - Vm) G.Pesavento
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Raddrizzamento tensione alternata Circuito a semionda G.Pesavento
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Tensione sul condensatore Valore tensione continua Tensione trasformatore G.Pesavento
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Nel funzionamento a vuoto (Re = ), la tensione sul condensatore si porta al valore V0= EM e a questo permane. Il raddrizzatore è sottoposto ad una tensione inversa pari a 2V0. In presenza di un carico esterno, il condensatore C eroga sul carico la corrente i fornendo in un periodo T la carica dove I = V/Re è la corrente media erogata sul carico. G.Pesavento
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Se la costante di tempo ReC, che governa la scarica del condensatore è sufficientemente grande rispetto al periodo T, condizione che è generalmente soddisfatta, il condensatore si scarica con legge praticamente lineare per poi venire ricaricato in prossimità del massimo della tensione fornita dal trasformatore; la ricarica avviene nel tempo tc durante il quale è v e. Essa varia dal valore EM al valore (EM - 2V). Se il tempo di conduzione del diodo tc= T è piccolo rispetto al periodo, con buona approssimazione si ha G.Pesavento
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V = EM - V = V = Caduta di tensione e ondulazione sono uguali Ondulazione a frequenza di rete Corrente nel raddrizzatore costituita da picchi di breve durata Secondario trasformatore attraversato da corrente unidirezionale Problematico ottenere valori di corrente elevati. G.Pesavento
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Generatore di tensione continua kV – con possibilità di inversione rapida della polarità G.Pesavento
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Selenio Germanio Silicio Tensione inversa (V) 30 -50 Corrente diretta (A/cm2) 0,1 – 0,5 G.Pesavento
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Sono utilizzati spesso anche diodi a valanga controllata, per i quali il superamento della tensione inversa provoca un funzionamento in modalità zener, con tensione abbastanza alta per la singola giunzione (tra 1000 e 2000 V). La caratteristica della giunzione è tale che può dissipare potenze elevate (qualche kW per 100 s); con questi diodi è possibile realizzare tensioni inverse di diverse decine di kV senza alcuna rete di controllo. G.Pesavento
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Circuiti moltiplicatori Per aumentare la tensione continua di uscita senza aumentare la tensione alternata di alimentazione, si ricorre ai circuiti moltiplicatori di tensione. Il più classico di questi circuiti è quello proposto da Greinacher e perfezionato da Cockroft e Walton. G.Pesavento
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La tensione continua a vuoto risulta V0 = 2 EM Il condensatore C' risulta carico ad una tensione pari a V0/2 Il condensatore C risulta carico ad una tensione pari a V0, i due diodi sono sollecitati alla tensione inversa massima pari a V0 e il trasformatore è dimensionato per una tensione massima pari a V0/2. G.Pesavento
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