электровакуум.приборы (1084498), страница 74
Текст из файла (страница 74)
Последнее требование, строго говоря, не является обязательным, если для ограничения обратного выброса напряжения используется 355 Рнс. 28.9. Кокструканз метзлнокерамнческото тиратрона в разрезе 1 т включенньй параллельно линии клипперньй диод 1;. Его роль обычно вы. полняет газотрон с водородным наполнением. Для выполнения сформулированных требований лучше всего подходят импульсные водородные тиратроны. Структура электродной системы метаплокерамического тиратрона типа ТГИ1-460/16 показана на рис.
28.9. Оболочка тиратрона состоит из цилиндрических керамических колец, соединенных с чашеобразными деталями, выполняюшнми функции электродов. Такая конструкция позволяет точно фиксировать электроды и обеспечить в случае необходимости малые зазоры. Электродная структура прибора состоит из анода 1. тройной сетки 2, катодного экрана 5, оксидного катода 3, генератора водорода 4. Генератор водорода представляет собой спеченный порошок титана, насыщенный водородом. Подбором определенного подогрева генератора обеспечивается равновесие межцу газообразным и химически связанным порошком титана водородом.
При постоянной температуре нагревателя поглощение водорода в объеме не приводит к изменению давления, поскольку его убыль восполняется вьщелением газа из титана. Близко расположенные электроды анодно.сеточного узла обеспечивают быструю рекомбинацию остаточных зарядов, чему способствует и водородное наполнение. Поскольку сетка тиратрона должна иметь малую проницаемость дпя обеспечения высоких пробивных напряжений в прямом направлении, а также для ускорения развития разряда управление возникновением разряда производится не электростатическим, а токовым способом.
При тройной сетке поле анода слишком мало, чтобы вытянуть из области сетка — катод электроны, число которых достаточно для возникновения основного разряда. Поэтому для зажигания на сетку подается положительный импульс напряжения, обеспечивающий возбуждение разряда сетка — катод. Плазменная область такого разряда является источником электронов, проникающих в область сетка — анод. Возникновение основного разряда происходит при определенном значении сеточного тока.
Дпя импульсных тиратронов характерно вьщеление заметной мощности на аноде, обусловленной так называемыми стартовыми потерями. При развитии разряда в тиратроне имеется определенньй период вре- 556 мени, когда ток через прибор уже заметно возрос, а напряжение на формирующей длинной линии, т.е. на аноде тиратрона, еще не упало. Эта мощность в основном вьщеляется на аноде, который бомбардируется ускоренными электронами. Очевидно„стартовые потери тиратрона пропорциональны частоте повторения импульсов. Контрольные вонросы и задания 1.
Чем обеспечивается высокое пробивное напряжение газотронов и тиратронов? 2. Почему недопустима работа при токе анода, превышающем ток термозмиссии катода? 3. Почему приборы с ртутным наполнением более высоковольтные, чем с газовым? 4. С чем связана "разбежка" тиратрона? 5. Какие требования предъявляются к импульсному водородному тиратрону, работающему в модуляторе радиолокационной станции? Глава двадцать девятая ВЕНТИЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ ДУГОВОГО САМОСТОЯТЕЛЬНОГО РАЗРЯДА 294.
ОБВ1ИЕ СВОЙСТВА РТУТНЫХ ВЕНТИЛЕЙ Рассмотренные в предыдущей главе приборы дугового несамостоятельного разряда могут пропускать токи около десятков ампер из-за ограниченной способности катода змиттировать термоэлектроны. В ртутных вентилях благодаря применению ртутного катода с практически неограниченной эмиссионной способностью зто ограничение отсутствует, и они способны управлять кнлоамперными токами. Конструкция ртутного вентиля схематически показана на рнс. 29.1.
Электродная структура прибора состоит из анода 3, окруженного анодным экраном 2, и катода 5. Электроды обычно заключаются в металлический корпус 1. Основной особенностью дуги 4 в ртутном вентиле является катодное пятно. Эмиссия из катодного пятна происходит под действием сильного электрического поля, возникающего в катодной области разряда. Разрядные области между катодом и анодом в ртутном вентиле в принципе такие же, как в газотроне или тиратроне. Отличие заключается в том, что протяженность катодной области здесь значительно меньше. Газовое наполнение ртутного вентиля представляет собой ртутный пар под давлением около 1 Па. Вследствие сравнительно большой длины свободного пробега при таком люком давлении и малой толщины катодного падения электроны там не испытывают соударений.
Начи- 55? Ек = АУк//к, (29.1) мо Ряс. 29.1. Схематическая конструкция ртутного вентиля г У ная с границы катодной области они набирают энер- ~ гию, достаточную для ионизации. На границе и в самой катодной области существует объемный заряд Х положительных ионов, обусловливающий сильное электрическое поле у поверхности катода. Напряженность такого поля можно определить по формуле где г1к — толщина катодного падения; ЬУк — его значение. Подставляя экспериментально определенное схУк ее 10 В и с/к = 1О т м, получаем Ек к 10в В/м.
Как известно, электрическое поле такой высокой напряженности способно вызывать электростатическую эмиссию, которая и обусловливает поянление электронов из катода. После формирования объемного заряда ионов у катода и создания ими сильного электрического поля на катоде дуговой разряд подцерживается как самостоятельньй. В области катодного пятна в результате прохождения электрического тока с довольно большой плотностью (до 10о А/мэ) происходит интенсивное испарение ртути.
Под действием ударов испаряющихся частиц ионния оболочка сдувается, а катодное пятно непрерывно перемещается. Попадая на другие электроды, в частности на анод, ртуть конденсируется, Прн приложении обратного напряжения ртутный конденсат может стать источником катодных пятен и вызвать обратные зажигания ртутного вентиля. Целесообразно фиксировать катодное пятно, поскольку тогда облегчается защита других электродов ртутного вентиля от попадания на них ртути. ддя того чтобы не допустить перемещений катодного пятна по поверхности катода, используется фиксатор.
Обычно он представляет собой погруженный в ртуть хорошо охлажцаемый кусочек металла (например, металлическую полоску) с небольшим выступающим краем; фиксатор должен смачиваться ртутью. В этом случае возникает групповое катодное пятно, имеющее форму линии, идущей по границе металла и ртути, и состоящее нз ряда элементарных катодных пятен.
Фиксация здесь обусловлена понижением температуры ртути за счет усиленною теплоотвода и ослаблением испарения ртути в соответствующей области. Дпя того чтобы обеспечить большой срок службы, фиксатор не должен растворяться в ртути и испаряться. Поэтому его выполняют из тугоплавкого, металла, подобного молибдену. Фиксированное катодное пятно может существовать только в определенном диапазоне токов. Прн токах меньше 5 — 8 А дуга гаснет и ки35а Рнс.
29.2. Игннтрон: о) а — конструкция; б — диаграммы токов н напряжений тодное пятно исчезает, так как плотность объемного заряда поножительных ионов у катода оказьвается недостаточной для создания электрического поля, необходимого для электростатической эмиссии. Вместе с тем существует максимальная линейная плотность тока, при превышении которой пятно отрывается от фиксатора (около 2 кА/м при температуре фиксатора 20 С) . При работе ртутного вентиля в схемах преобразования энергии ток через него периодически падает до нуля. Для нового зажигания самостоятельного дугового разряда необходимо приложить к прибору достаточно высокое напряжение, что отрицательно влияет на качество выпрямленна. Поэтому для создания катодного пятна используется либо непрерывно поддерживаемая вспомогательная дуга (приборы типа экзитронов), либо кратковременно возбуждаемая вспомогательная дуга (приборы типа игннтронов) .
Таким образом, ртутные вентили делятся на игнитроны и экзитроны. В обеих системах можно использовать эажигатель из полупроводящего материала, погруженный в ртутный катод. Протекание тока через зажигатель приводит к возникновению дуги зажигания.
Конструкции игнитрона и экзитрона схематически показаны на рис. 29.2, а н 29.3, а, а временные диаграммы напряжений и токов, иллюстрирующие работу приборов, — на рис. 29.2, б и 29.3, б соответственно. В игнитроне импульсом У, каждьй положительный попу- период переменного напряжения с определенной по отношению к его начюту задержкой кратковременно создается дуга зажигания на зажигателе 3.
В зкзитроне дуга зажигания на зажигатель 3 возбуждается однокрашо, после чего она подхватывается анодом возбуждения АВ и горит на нем постоянно (ток г'е в). В любом случае при наличии а ай Рнс. 29.3. 3кантрон: В а — кснструкння; б — диаграммы токов н напряжений дуги зажигания нли дуги возбуждения после поступления на основной анод А положительного потенциала на нем почти мгновенно возникает основная дуга с катода К (ток с, ) и начинается проводящая часть периода работы вентиля, Аналогично приборам несамостоятельного дугового разряда падение напряжения для проводящей части периода определяется формулой ЬУа= ЬЦ, + Ет! + ЬУ~, (29.2) где гас'к — катодиое падение потенциала; Е3 — продольная напряженность поля; 1 — протяженность положительного столба; МА — значение положительного нли отрицательного падения потенциала.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
