In Pulsschaltungen zur Erzeugung von positiven Feldimpulsen werden Kondensatoren durch Hochspannungsnetzgeräte aufgeladen und über in Reihe geschaltete Thyristorschalter und ebenfalls in Reihe geschaltete Schutzdrosseln auf Hochfeldspulen geschaltet, wobei sowohl die Innenseite der Hochfeldspulen, als auch ein Terminal der Kondensatoren starr geerdet werden.

Außerdem wird zur Variation der Pulsform parallel zu den Kondensatoren eine Crowbardiode mit einem in Reihe liegenden veränderlichen Crowbarwiderstand geschaltet (G. S. Boebinger et al, Seventy-two tesla non-destructive pulsed magnetic fields at AT&T Bell Laboratories Physika B 201 (1994), 560-564).

Es ist bereits allgemein bekannt, dass diese Schaltung zur Erzeugung von negativen Pulsen folgendermaßen erweitert werden kann : Die Kondensatoren werden durch zusätzliche Netzteile bei gleichen Erdungsverhältnissen mit umgekehrter Polarität aufgeladen. Außerdem müssen sowohl die Thyristorschalter als auch die Crowbardioden durch je 4 Schalter umgepolt werden.

Eine solche Schaltung zur Erzeugung negativer Pulse wurde in der im Aufbau befindlichen 14,4 Mjoule-Kondensatoranlage noch folgendermaßen verbessert : Jeder Thyristorschalter und jede Crowbardiode wurden, um den Schalteraufwand zu reduzieren, durch je zwei antiparallele Thyristorschalter und je zwei antiparallele Crowbardioden ersetzt (The Toulouse 14 MJ capacitor bank pulse generator, http :/www. magniel. com/sncmp/14mjb. html).

Im Vergleich zum Betrieb mit nur einer Polarität sind zwei getrennte Ladegeräte erforderlich. Die Kondensatoren müssen wahlweise positiv oder negativ aufgeladen werden können. Diese Kondensatoren sind groß und teuer.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, insbesondere große Anlagen fur positive und negative pulsförmige Magnetfelder mit deutlich geringerem Aufwand herstellen zu können.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe mit den in den Patentansprüchen dargelegten Merkmalen gelöst.

Es liegt eine Schaltung vor, mit der für beide Polaritäten der Kondensator positiv aufgeladen werden kann. Um die Schaltung betreiben zu können, sind zusätzliche Maßnahmen erforderlich, um Spannungssprünge am Kondensator und vor allem am Thyristorschalter während der Umgruppierung für das negative Feld zu verhindern. Durch Spannungssprtinge können u. a. die Thyristorschalter über die Anoden-Katodenstrecke unkontrolliert durchzünden. Die zusätzlichen Maßnahmen sollen außerdem Oszillationen beim Einschalten der Umgruppierungsschalter oder beim Zünden der Thyristorschalter vermeiden.

Die wesentlichen Vorteile der Erfindung sind : Der zusätzliche Aufwand durch Netzteile für beide Polaritäten und die doppelte Ausführung der Thyristorschalter und Crowbardioden wird vermieden. Es können die etwa um den Faktor 3 preiswerteren Impulskondensatoren mit metallisierten Elektroden eingesetzt werden, die bei den bekannten Schaltungen nur mit einer Polarität aufgeladen werden können. Diese Kondensatoren haben weiterhin Vorteile in Volumen und Gewicht. Für den Betrieb großer Kondensatorbänke ist wesentlich, dass sie den so genannten selbstheilenden Effekt haben. Sie werden nicht plötzlich defekt mit allen negativen Folgen fuir die Bank, sondern erreichen das Ende Ihrer Lebensdauer mit einem allmählichen und nachweisbaren Kapazitätsverlust.

Die Erfindung wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Die zugehörige Zeichnung zeigt das Prinzipschaltbild.

Das geerdete Hochspannungsnetzteil I1 ist über die parallel angeordneten Schaltkontakte U7 und US zweiphasig auf die Crowbardiode D1 geschaltet. Nach der Aufladung wird das Ladegerät abgeschaltet.

Die Schaltung für positives Feld wird durch die ersten drei Trennkontakte U1, U2 und U3 und für negatives Feld durch den vierten bis sechsten Trennkontakt U4, U5 und U6 hergestellt. Die Trennkontakte U1 bis U3 und U4 bis U6 können in vorteilhafter Weise jeweils durch einen industriellen dreipoligen Trennschalter realisiert werden. Bei einem negativen Schuss erfolgt der Potenzialausgleich durch einen hochohmigen Widerstand (zum Potenzialausgleich) RX, der das positive Terminal der Kondensatorbatterie Cl mit der Erde verbindet.

Durch den ersten Widerstand RY1 und und den zweiten Widerstand RY2 wird der Thyristorschalter X1 zur Vermeidung von Spannungssprüngen an der Kondensatorspannung gehalten. Die Widerstände RY1 und RY2 werden mit dem ersten Schaltern UY1 und und dem zweiten Schalter UY2 vor der Zündung des Thyristorschalters Xl abgeschaltet.

Zwischen dem ersten Trennkontakt U1 und dem Thyristorschalter X1 ist eine Schutzdrossel L2 geschaltet und parallel zum Thyristorschalter XI kann eine Diode D2 angeordnet werden.

Die Crowbardiode D1 parallel zum Hochspannungsnetzteil I1 dient zusammen mit dem Crowbarwiderstand R1 zur Erzeugung verschiedener Feldpulsformen. Sie schützt gleichzeitig das Hochspannungsnetzteil I1 vor negativen Spannungen. Der Crowbarwiderstand R1 zwischen positivem Terminal der Kondensatorbatterie Cl und Crowbardiode D1 ist wegen der erforderlichen Variation der Abfallflanke des Feldpulses angebracht.

Die Hochfeldmagnetspule Ll ist ebenso wie das Hochspannungsnetzteil I1 geerdet. Die Kondensatorbatterie Cl ist nur am Gehäuse geerdet. Der Kondensator C2 symbolisiert die Kapazität zwischen den Terminals der Kondensatoren und dem geerdeten Gehäuse.

Es wird eine Umpolschaltung für Kondensatoren, Thyristoren und Crowbardioden realisiert. Es wird nur die Hochfeldmagnetspule Ll an der Innenseite fest geerdet. Die Kondensatoren sind nur am Gehäuse geerdet. Die Kondensatoren werden sowohl für positives Feld als auch für negatives Feld durch dasselbe Netzteil positiv aufgeladen. Die Erzeugung positiver Feldpulse wird wie bekannt durchgeführt. Um negative Pulse zu erzeugen, werden zuerst die Kondensatoren positiv aufgeladen. Dann wird das Netzteil mit den SchaltkontaktenU7 und U8 abgeschaltet. Danach beginnt automatisch der Potenzialausgleich durch den hochohmigen Widerstand RX, der das Erdpotenzial an das positive Terminal der Kondensatorbatterie Cl legt.

Am Ende dieses Ausgleichsvorgangs liegt das Erdpotenzial am positiven Terminal und das negative Terminal hat negatives Potenzial gegen Erde, während die Spannung zwischen den Terminals unverändert ist. Nach kurzer Pause zum Potenzialausgleich wird die Schaltung dann durch die Trennschalter U4, U5 und U6 für negative Pulse umgruppiert. Der Thyristorschalter X1 liegt dabei immer über die Widerstände RY1 und RY2 an Spannung. Die Widerstände RY1 und RY2 werden nach der Umgruppierung der Schaltung und vor dem Zünden des Thyristorschalters XI durch die Schalter UY1 und UY2 abgeschaltet. Danach ist die Schaltung betriebsbereit und der Thyristorschalter XI kann wieder angesteuert werden.

Es können parallel mehrere solcher Anlagen betrieben werden. Dabei ist zu beachten : Die Umgruppierung der Kondensatorbatterien, Thyristorschalter und Crowbardioden erfolgt in der Weise, dass die Thyristorschalter immer am spannungsführenden (nicht geerdetem) Pol der Kondensatorbatterien liegen. Die Netzteile werden nach dem Aufladen abgeschaltet Durch den hochohmigen Widerstand RX erfolgt vor dem Zuschalten des Umschalters für negatives Feld ein Potenzialausgleich. Das Erdpotenzial wird an das positive Terminal der Kondensatorbatterie Cl geführt und die Erdkapazitäten damit langsam ohne Schwingungen umgeladen.

Der Thyristorschalter X1 wird über die Widerstände RY1 und RY2 immer an den spannungsführenden Pol der Kondensatorbatterie gelegt. Durch die Schalter UY1 und UY2 werden vor dem Betätigen des Thyristorschalters XI die vorgenannten Widerstände RY1 und RY2 abgeschaltet, nachdem die Umgruppierung der Schaltung abgeschlossen ist.. Es werden damit positive Spannungssprünge vermieden und der Thyristorschalter X1 ist schaltbereit. Beim Zünden des Thyristorschalters XI entstehen ebenfalls keine Schwingungen.

Schaltungsanordnung zur Erzeugung positiver und negativer pulsförmiger Magnetfelder Bezugszeichenaufstellung C1 Kondensatorbatterie C2 Kondensator D1 Crowbardiode D2 Diode 11 Hochspannungsnetzteil Ll Hochfeldmagnetspule L2 Schutzdrossel Rl Crowbarwiderstand RX hochohmiger Widerstand RY1 erster Widerstand RY2 zweiter Widerstand U1 erster Trennkontakt U2 zweiter Trennkontakt U3 dritter Trennkontakt U4 vierter Trennkontakt US fünfter Trennkontakt U6 sechster Trennkontakt U7 parallel angeordneter Schaltkontakt U8 parallel angeordneter Schaltkontakt UY1 erster Schalter UY2 zweiter Schalter