Уэймаус д., Газоразрядные источники света (988969), страница 47
Текст из файла (страница 47)
И ще в паровой фазе, увеличивая ке сконденс~ровал с~ и зна лась и значение 0 уменьшилось. .у и в -1) езко вышепшо напряжения зажигания прн низких таллогалогенных яние на напряжени р е зажигания, в меых лампах совершенно так же, как кв р евые станк и из внепшей колби. Под влиянием всех этих факт р, р жигания металлогалогенных ' хаакторов наппяжгнне з,- 1х ламп при — 30'С имеет ха- рактер, представленный на рнс.
!0-2. Нзп яж жигания сравнитель вследствие примеси водоро о высоко в иачалг срока сл службы жается по мере <очистки з е одорода в водяном пл е и , р' попнвием разных факторов. Д и» его от водо ода по р д воздсйст- колбе возрастает в результа в. авление водорода во вне о внешней в езчльтате выделения водорода нз 250 стекла и элементов арматуры; однако для его проникновения через кварц внутрь горелки требуется от 1000 до 2000 ч, что вызывает второе повышение напряжения зажигания при низкой температуре. По мере дальнейшей «очистки» от водорода напряжение зажигания вновь понижается.
Решение всех этих проблем, в основном, сводится к одному: к обеспечению отсутствия водорода. Это требует тщательного контроля за всеми стадиями производства с тем, чтобы обеспечить минимальное загрязнение вольфрама водородом, минимальную примесь влаги в сильно гигроскопичных иодидных химикатах и минимальное выделение водорода из деталей внешней колбы. Обеспечение высококачественного контроля явилось важнейшим фактором в освоении успешного производства металлогалогенных ламп. 10-3. НАПРЯЖЕНИЕ ПЕРЕЗАЖИГАНИЯ Вторая проблема, которая должна быть ренгена, вытекает нз того, что лампы промышленного типа работают в сетях переменного тока и дважды перезажигают я за каждый период питающего напряжения.
Как показывает рис. 10-3, лампа, питаемая синусоидальным током, требует более высокого напряжения для ес псрезажигапия сразу после прохождения тока через нуль, чем при любом другом фазоном угле, Следует отмстить, что это по существу аналогично форме волны, показанной на рис. 2-17, за исключениел1 того, что максимальное значение напряжения перезажигания выше н уже.
На рис. 10-4 представлена осциллограмма напряжения на лампе [Л. 10-4). Любопытным обстоятельством, касающимся напряжения перезажигания металлогалогенных ламп, является Тея то, что в режиме разогреза лампы оно изме- Время ияется строго в функции времени до дости- о ~~~ жения рабочего дав- о' Ы ления. м Время Рнс. 1О-З. Осднллограмма кривой напряжения металлогалогенных дуговых ламп Наярязееение а режиме разогрева 11а мес. !0-5 к -, ~ зображепо напряжение перезажигания, измеренное нп го ел р .
ке, попруженной в масляную баню ный .. с регулируемой температурой, имеющее я; е явно выраженый максимум напряжения около 200'С 1Л. 10-4!. Рис, !0-4. 0 спнллограмма напряжения ия на лампе !см. рис. 10-3) Причина такого поведения может быть так на к двухиодистой ртути П зогрева горелки до ее ' б и. осле зажигания и летучие разновидности, а стая ра очей темпе ат ы и, а именно ртуть и двухиодистая ртуть испаряются в первую очередь. При 200'С давление паров Нд составляет 2,14 !О' Па !16 мм рт. ст.), а давление паров Ня1з — 1,07Х й гйа гйп Температура маеелнпай бани 'С 232 м ь .7йй ь гип й гйй ь Рис.
10-3. Напряжение перезаб жигания горелки в масляной ане в зависимости от температуры бани. о — повьппение темпервтуом: Х— месть и овторнсвижевве темпера урм П' нвпе окв™еет, вто имеет мес о вие испаРения — конден ц т Х!0з Па !8 мм рт. ст.). При давлениях, более низких или равных этим значениям, дуга еще подобна дуге низкого давления, электронная температура которой выше температуры атомов газа в течение большей части полу- периода, однако очень медленно снижается между полу- периодами.
При температурах, преобладающих между полупериодамп, Нд1з может захватывать свооодные электроны, образуя отрицательпыс ноны и умспыпая число свободных электронов, способных ноиизировать газ в начале следующего полупериода. В соответствии с этим те электроны, которые остались, должны образовать новые электроны и попы при значительно более высокой скорости, для чсго опи должны быть ускорены до более высоких энергий электрическим полем большей напряженности.
Поэтому в начале полупериода падение напряжения па лампе должно быть высоким. При температуре выше 200'С имеют место два обстоятельства. Прежде всего при 200'С примерно все наполнение лампы, содержащее примерно 3,5 мг Ня1з, находится в газообразном состоянии, поэтому выше этой температуры плотность пара Нд!з больше пе увеличивается, Во-вторых, при повышении температуры плотность паров ртути продолжает увеличиваться вследствие- продолжающегося испарения ртути и разряд все более и более становится подобным разряду при высоком давлении. Это означает, что температура атомов газа повышается и приближается к электронной температу!ре. Вследствие большой массы атомов газа теплоемкость ртутного пара значительно болыпе теплоемкости электронного газа и понижение температуры атомного газа между полупериодами значительно меньцге.
Как показывает рис. 10-6, минимальные значения температуры атомного газа и электронной температуры между полупориодами значительно больше при температурах стенки выше 200'С, чем ниже ее. Выше некоторого критического значения температуры ион 1- теряет устойчивость и поэтому прекращается потеря электронов, связанная с образованием отрицательных ионов между полупе~риодами. Вследствие большего количества свободных электронов, пригодных для ионизации в начале следующего полупериода, значительно снижается падение напряжения, необходимое для восстановления проводимости дуги.
233 гВВ'В Рис. 10-6. Электронная теМ- пература и температура атомного газа в зависимости от фазового угла !схематически). По мере повышеипа температуры стенки (а следовательно, и полного давления) минимальная температура между полупе. рподами повышается. ! — тон; а — алеитооинаа температура; а — температура атомного газа. ЯВ'с Критическое влияние минимальной тем- 7 пературы ~между полу- периодами означает, что максимальное значение напряжения перезажигания лампы резко зависит от формы разрядного тока. В частности, следует избегать длительных промежутков времени с малым током между полупериодами или отсутствием его (пауз тока), так как при этом минимальная температура между полупериодами может оказаться значительно более низкой и вызвать поэтому усиление процесса образования отрицательных ионов и повышение «всплесков» напряжения перезажигания.
На рис. 10-7 показана типичная форма тока лампы, работающей с выпускаемыми ПРА. Причины такого искажения формы тока будут пояснены в гл. 12. Промежутки времени, соответствующие малому значению тока у заднего фронта полупериода, рассматриваются как «паузы тока». На рис. 10«8 представлены значения максиВаега мального напряжения пе- В еаг„!УезажиганиЯ ДлЯ ламп, работающих в цепи, форма тока которой имеет вид, показанный выше, и в которой пауза и ток в течение этой паузы регулировались независимо. Ясно, что напряжение, Рпс. !0-7.
Форма тока в лампах работающих со стандартным ПРА Ю4 необходимое д Р е ля пе езажигания лампы, возрастает и особенно значительс увеличением длительности пауз и осо е но с уменьшением тока в течение паузы. ие пе езажигания, Явление, связапяое с напряжен м р , так как лампа гаснет, представляет собой проблему, та если напряжение, необходимое для перезажигания, вы- 1/а ме ь'щ ггй Р„с 1 0 3, Максимальное па. прижоиие порезажигаппп ламп работаюпапх а пепи, форма тока а которой имеет аид пока занпый наерху рисунка, В из честна параметр принят ток через !/4 мс от точки перехода тока через нуль, выраженный и пропеитох тока синусоид ~ь иой формы того же максимального значения н прп том же фазовом угле.
ае у ааааа л)ала,ме ое обеспечивается ПРА. Лампа ше напряжения, которое о е и погаса- работает в режиме периоди о ического зажигания 15 — 20 с до пия. Оца включается, па р г евается в течение 200'С и гаснет достижения стенками колбы температуры ' жигания; за- вследствие чрезмер ного нап,яжения переза ается, вновь зажигается, и з, процесс по- тем она охлаждается, вторяется. т . Э о является главной прич металлогалогенных ламп, работающих с ПРА, предназн аченных для ртутных А лжмп.
У многих из этих ПР В/теме форма тока сразу после зажигания лампы соответствует показанной пп рис. 10-9; между пиками тока и меются паузы длительностью в 5 — 6 мс, когда то к мал. Такая .„! фо >ма тока обусловливает необходимость пс. иметь высокое напРяжение тоха пт азы А перезажигания, которое не' меппой мощности даа ртутных возможно полу учить отПРА ламп сразу после зажпгаппп Значение этого явления, очевидно, зависит от количества НЕ1з в лампе; лампы, не имеющие свободного Нй!з, характеризуются менее высоким напряжением перезажигания.
Однако замечания, приведенные в й!0-2 в отношении вероятности отсутствия в горелке Ня!з в течение всего срока службы лампы, применимы и к данному случаю, поэтому, по мнению автора, ПРЛ должен быть рассчитан так, чтобы он создавал такое напряжение перезажигания, которое обеспечивало бы максималыще напряжение перезажигания при наиболее вероятном содержаяии НЕ1з в лампе н течеяие ее нормального срока службы. В гл.
12 будет рассмотрен вон~рос о возможности решения этой задачи. 1в-4. ЗлектрОлиз В металлогалогснных лампах применяется то >ке включение зажига!ощего электрода последовательно с сопротивлением, что и в ртутных лампах (см. рис. 6-15), н они также подвержены электролизу. В действительсти же они еще больше подвержены элекгролнтическому разрушению впая, так как все они содержат ноднды щелочных металлов. Эти иодиды могут конденсироваться в закатодной области и вызвать обильное поступление щелочных ионов, внедряющихся в кварц вблизи молибденового фольгового нвода электрода.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
