(495)510-98-15
Меню
Главная »  Классификация электронных систем 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 [ 147 ] 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184

Нагрузочная способность по току у двухпроводящих тиристоров по отношению к каждой из структур составляет примерно 75% от тока в однопроводящих тиристорах. Напряжения, выдерживаемые двухпроводящими тиристорами, сохраняются примерно на том же уровне, что и у однопроводящих тиристоров.

§ 7.4. РТУТНЫЕ ВЕНТИЛИ

а] Общая характеристика ртутных вентилей

Ртутные вентили, получившие свое название от ртутного катода К (рис. 7.31, а), относятся к классу наиболее мощных ионных приборов. Внутренняя проводимость их в ту часть периода, когда анод положителен по отноше-


V-Kopnyc

*j-[Дуга

Рис. 7.31. Структурная схема ртутного вентиля: а - с горящей дугой; б - участок у катода в ду е


нию к катоду, осуществляется через дуговой самостоятельный разряд. Границы его схематически очерчены пунктиром на рис. 7.31, а.

Во время существования дугового разряда по поверхности ртути перемещается площадка, называемая катодным пятном КП, являющаяся мощным источником эмиссии электронов (рис. 7.31, б). Плотность эмиссионного тока в катодном пятне достигает нескольких сот ампер на 1 см2. Это обеспечивает возможность получения больших токов в одном приборе (вплоть до нескольких тысяч ампер и более).

Преимуществом ртутных вентилей являются высокие значения пробивных напряжений в непроводящую часть периода.достигающих 100 кв и более. Это обеспечивается благодаря низкому давлению пара в междуэлектродном промежутке, изменяющемуся в пределах от 15 -10~3 до 150 -10 3 мн/см2 (что соответствует диапазону от 1 до 10 мкн рт. cm).

Большие значения тока и напряжения обеспечивают пропускание ртутными вентилями больших мощностей: в области средних напряжений токи достигают нескольких тысяч ампер, а в области высоких напряжений токи достигают нескольких сот ампер.

Мощными ртутными вентилями оборудованы в настоящее время крупнейшие преобразовательные устройства, установленная мощность которых достигает нескольких десятков миллионов киловатт.

Когда в качестве управляемых вентилей получили применение мощные полупроводниковые тиристоры, обладающие более высоким



к. п. д. и большей долговечностью, положение существенно изменилось. В области малых и средних напряжений (примерно до 3-5 кв) ртутные вентили во вновь создаваемых установках постепенно заменяются тиристорами. Лишь в установках на очень большие токи, в которых одновременно требуются и высокие напряжения (более 3-5 кв), ртутные вентили сохранили в известной мере свою применимость благодаря большим токам и напряжениям, а также высокой перегрузочной способности по току. Ограничивающим в некоторой степени фактором применения тиристоров является также относительно высокая их стоимость.

Коэффициент полезного действия ртутных вентилей, применяемых в установках сверхвысокого напряжения (сотни киловольт) для передачи энергии на далекие расстояния постоянным током, приближается и может быть выше к. п. д. тиристорных установок. Это обусловлено тем, что потери мощности в тиристорных цепях возрастают в связи с применением большого числа последовательно соединенных тиристоров, а также делителей тока и напряжения. Возможно, что потребность в последних в дальнейшем отпадет.

В процессе развития и совершенствования мощных полупроводниковых приборов, проходящих по существу начальный этап своего становления, граница их использования по токам и напряжению будет естественно расширяться и критерием применимости тех или иных классов вентилей и в области высоких напряжений и больших токов будут определяться в конечном итоге технико-экономическими показателями.

б) Варианты выполнения ртутных вентилей: игнитроны и экзитроны

Самостоятельное существование дугового разряда в ртутных вентилях обеспечивается непрерывной эмиссией электронов из катодного пятна. Электроны уходят из пятна под действием электрического поля, создаваемого ионами, возникающими на участке возле катода.

Ионы, образующие вблизи катода ионное облако (рис. 7.31, б), создаются электронами, вышедшими из катодного пятна и ионизирующими молекулы ртутного пара. Такая ионизация имеет место после приобретения электронами достаточной энергии в поле катодного падения напряжения.

На участке катодного падения напряжения осуществляется, таким образом, два процесса: 1) выход (эмиссия) электронов с поверхности ртути под воздействием поля большой напряженности, создаваемого ионным облаком, и 2) непрерывное пополнение ионного облака новыми ионами взамен ушедших, что достигается благодаря ионизации молекул пара электронами.

Катодное пятно, эмиттирующее электроны, не остается неподвижным на поверхности ртути. Оно перемещается хаотически бла-



годаря тому, что выходящие одновременно с электронами из катодного пятна интенсивные струи пара отклоняют приходящие к катодному пятну ионы к соседним участкам поверхности ртути.

Для существования катодного пятна необходим такой минимум ионов в облаке, который способен обеспечить требующуюся для эмиссии электронов напряженность поля катода. При меньшем количестве ионов катодное пятно исчезает (гаснет). Минимум ионов в облаке связан с определенным минимумом тока в дуге (примерно 3-5 а).

При питании вентиля переменным напряжением анодный ток в конце каждого положительного полупериода снижается до нуля, поэтому для автоматического

пряжения с некоторым опережением против начала положительного анодного напряжения, а кратковременно существующая дуга зажигания в экзитронах (рис. 7.32, б) создается эпизодически перед включением ртутного вентиля в работу, а затем функции поддержания вспомогательного катодного пятна переходят к непрерывно существующей дуге возбуждения.

В качестве анода зажигания (зажигателя) в игнитронах используется погруженный в ртуть полупроводниковый зажигатель (изготовляемый обычно из карбида бора с конусной частью, погруженной в ртуть, рис. 7.32, в). При пропускании через такой зажигатель импульса тока между наружной частью тела зажигателя и ртутью появляется дуга зажигания благодаря возникающей разности потенциалов между ними.

В экзитронах дуга зажигания создается либо с помощью полупроводникового зажигателя, либо путем механического разрыва

возобновления дугового разряда между катодом и анодом в очередной положительный полупериод в ртутном вентиле создается вспомогательная дуга (дуга возбуждения), существующая непрерывно или зажигаемая периодически с частотой питающего напряжения.


Способ формирования и поддержания вспомогательной дуги на катоде кладет начало двум вариантам выполнения ртутных вентилей: игнитронов и экзи-тронов.


Кратковременно существующая дуга зажигания в игнитронах (рис. 7.32, а) создается в каждый период переменного на-

Рис. 7.32. Конструктивные схемы игнитрона (а) и экзитрона (б), полупроводниковый зажигатель (в) и щелевой зажигатель (г)



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 [ 147 ] 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184



© 2018 ООО "Стрим-Лазер": Лазерная гравировка.
Все права нотариально заверены. Копирование запрещено.