Ignitron
A higany egyenirányító , ignitron , ignitron (a lat. ignis -tűz és elektron szóból ) egy egyanódos ionos eszköz higanykatóddal és szabályozott ívkisüléssel . Elektromos szelepként használják nagy teljesítményű egyenirányítókban , elektromos hajtásokban, elektromos hegesztőberendezésekben, vontatási és egyenirányító alállomásokban stb. [1] , átlagos áramerőssége több száz amper és egyenirányított feszültsége legfeljebb 5 kV [2] .
Az ignitront enyhe feszültségesés és nagy hatásfok (98-99%) jellemzi [2] .
Eszköz és működési elv
Az ignitron fém háza katódkivezetésként szolgál. A levegőt kiürítik a házból. Maga a katód higany, amelyet a ház aljára öntenek, és gőzei kitöltik az ignitron belső terét. A szigetelőn egy bór-karbidból készült gyújtóelektródával [2] ellátott volfrám perselyt vezetünk át . A gyújtóelektróda csúcsa higanyba süllyed, de nem nedvesíti meg, aminek következtében akár több tíz amper amplitúdójú és több tíz mikroszekundum időtartamú áramimpulzus hatására a katód között és a gyújtóelektróda, a higany elpárolog, a fém vezető híd megszakad, és ívkisülés lép fel, amely fényesen izzó katódfoltot képez . A hőkibocsátás a katódfolt felületéről történik . Ha a katódhoz képest pozitív feszültség van a fő (vagy egyes modellekben egy kis segéd) anódon, akkor az elektronok az anód felé mozognak, felgyorsulnak, és a katód-anódon lévő higanygőzben a higanyatomok ütközési ionizációját idézik elő. tér. Az ignitron plazmával van megtöltve, a fő kisülési ív a katód és az anód között meggyullad, és egyenáram folyik. A terepen felgyorsuló pozitív ionok bombázzák a katódfoltot, megtartva annak magas hőmérsékletét és emisszióját. Amikor az anód feszültsége csökken, az ív kialszik, a katódpont lehűl és az ignitron reteszelődik. Újbóli feloldásához pozitív feszültségű gyújtóimpulzust kell alkalmazni az anódon. A gyújtás pillanatának a félciklus elejéhez viszonyított változtatásával lehetőség nyílik az anódáram impulzusok levágási szögének szabályozására, és ezáltal az egyenirányított áram átlagos értékének szabályozására.
Az ignitron közvetlen feszültségesése viszonylag kicsi, 15-20 V. A több száz amperes egyenáram nagyságát figyelembe véve az abszolút hőveszteség azonban eléri a több kilowatttot, és az ignitronok intenzív hűtést igényelnek, általában folyadék: fém tokjuk egy ingben van, amelyen víz vagy fagyálló kering.
Fordított gyújtásAz ignitronokat általában teljes hullámú kétkarú egyenirányítókban használják, amelyekben a fordított feszültség amplitúdója kétszerese az egyenirányított feszültségimpulzusok amplitúdójának. Ha az ignitron anódján higany lecsapódik, az ún. "fordított gyújtás": amikor az anód a katódhoz képest negatív potenciálon van, a kondenzált higanycseppen katódfolt alakulhat ki, és ív gyulladhat meg. Az ignitron fordított vezetőképességet kap, a transzformátor teljes szekunder tekercse zárva van, és a rövidzárlati áram letilthatja mind az ignitront, mind a transzformátort.
A fordított gyújtás leküzdésére speciális tervezési megoldásokat alkalmaznak: grafitrácsokat és oxidált fémgyűrűket, amelyeket nem nedvesít meg a higany, és ennek megfelelően nem engedik, hogy a higany belépjen és felhalmozódjon az anódon, valamint nagy sebességű elektronikus védelmi áramkörök, amelyek figyelik. az áram irányát az ignitronban, és kapcsolja ki az áramkört, ha az irány rosszra változik.
Hátrányok
- Az ignitron higanyt tartalmaz, amely működés közben nagyon felforrósodik. Az ignitron tok megsemmisítésével nagy a kockázata a környezet higanyos szennyezésének, valamint az emberek és állatok mérgezésének.
- Az ignitron működéséhez kellően erős gyújtóimpulzusok forrása szükséges.
- Olyan eszközökre van szükség, amelyek figyelik az áram irányát az áramkörben, és fordított gyújtásnál kikapcsolják az ignitronokat.
- Az ignitronok veszteségei nagyobbak, mint a szilíciumdiódákban és a tirisztorokban.
- Az Ignitronok csak egy pozícióban használhatók - anóddal felfelé -, és nem engedik meg az erős ütéseket, amelyek során higany fröccsen a házba, és ez növeli a fordított gyújtás kockázatát.
- Az ignitronok kritikusak a közeg hőmérséklete szempontjából. Például a gyújtós egyenirányítós VL60 -as villamos mozdonyokon nem volt szabad az egyenirányítókat üzembe helyezni +25 °C alatti és +38 °C feletti hűtőfolyadék hőmérsékleten [3] .
Létrehozási előzmények
A világon először tervezett higany egyenirányítót Valentin Petrovics Vologdin (1881-1953) orosz és szovjet tudós és feltaláló [4] . Létrehozása még az első világháború előtt megkezdődött, és sikeres tesztekkel 1922-ben fejeződött be. Az első vologdini ignitronok 3,5 kV-nál nagyobb egyenirányított áramfeszültség mellett akár 10 kW teljesítményt is elértek. Megbízhatóak voltak a működésben, és széles körben kezdték használni a nagy teljesítményű rádiótelefon- és rádiótávíró-állomásokon, amelyeket a Nyizsnyij Novgorod rádiólaboratórium állított elő. A V. P. Vologdin és munkatársai által tervezett higany egyenirányító hamarosan a szovjet csöves rádióállomások egyik fő áramforrásává vált. [5] .
Jegyzetek
- ↑ Ignitron // Nagy Szovjet Enciklopédia : [30 kötetben] / ch. szerk. A. M. Prohorov . - 3. kiadás - M . : Szovjet Enciklopédia, 1969-1978.
- ↑ 1 2 3 Benzar V.K. Szótár-referenciakönyv az elektrotechnikáról, ipari elektronikáról és automatizálásról. - Mn. : Felsőiskola, 1985. - S. 54. - 176 p. — 20.000 példány.
- ↑ Elektromos mozdony VL60 - Oktatófilm . Letöltve: 2020. január 23. Az eredetiből archiválva : 2020. január 14.
- ↑ Orosz Állami Tudományos és Műszaki Dokumentációs Levéltár (RGANTD), Szamarai fiók (elérhetetlen link - történelem ) .
- ↑ Valentin Petrovich Vologdin megalkotja a világ első nagyfeszültségű higany egyenirányítóit. Nagyfrekvenciás áramokkal kifejlesztve - Szovjetunió - Először a világon - Cikkek - Dicső nevek . slavnyeimena.ru. Letöltve: 2019. január 26. Az eredetiből archiválva : 2019. január 26.
Irodalom
- Benzar VK Dictionary-referenciakönyv az elektrotechnikáról, ipari elektronikáról és automatizálásról. - Mn. : Felsőiskola, 1985. - S. 54. - 176 p. — 20.000 példány.
- Terentiev B.P. Rádiókészülékek tápellátása. - M . : Szvjazizdat, 1951. - S. 32. - 251 p. — 20.000 példány.
 Szótárak és enciklopédiák |
|---|
| Gázkisülési eszközök | ||
|---|---|---|
| zener diódák | ||
| Lámpák kapcsolása | ||
| Mutatók | ||
| Kisütők |
| |
| Érzékelők |
| |
| A gázkibocsátás típusai | ||
| Egyéb | ||
| Elektromos áram egyenirányítók | ||
|---|---|---|
| mozgó részekkel | ||
| folyékony |
| |
| gázkisülés |
| |
| Elektrovákuum | ||
| Félvezető | ||