Зажигание представляет собой тип газонаполненной трубки , используемой в качестве управляемого выпрямителя и знакомства с 1930 - х лет. Компания Westinghouse , изобретенная Джозефом Слепяном во время работы в Westinghouse , была первоначальным производителем и владела правами на товарный знак на имя «Ignitron». Игнитроны тесно связаны с ртутными электродуговыми клапанами, но отличаются способом зажигания дуги. Они действуют аналогично тиратронам ; запускающий импульс на запальный электрод включает устройство, позволяя протекать сильному току между катодом и анодом.электроды. После включения ток через анод должен быть уменьшен до нуля, чтобы вернуть устройство в непроводящее состояние. Они используются для переключения больших токов в тяжелых промышленных приложениях.
Строительство и эксплуатация [ править ]
Игнитрон обычно представляет собой большой стальной контейнер с лужей ртути на дне, которая действует как катод во время работы. Большой цилиндр из графита или тугоплавкого металла, удерживаемый над бассейном с помощью изолированного электрического соединения, служит анодом . Поджигающий электрод (называемый поджигающим устройством ), сделанный из тугоплавкого полупроводникового материала, такого как карбид кремния [1], на короткое время подвергается импульсному воздействию сильного тока, чтобы создать слой электропроводящей ртутной плазмы.. Плазма быстро перекрывает пространство между ртутным резервуаром и анодом, обеспечивая высокую проводимость между основными электродами. На поверхности ртути нагревание образовавшейся дугой высвобождает большое количество электронов, которые помогают поддерживать ртутную дугу . Таким образом, поверхность ртути служит катодом, и ток обычно идет только в одном направлении. После зажигания игнитрон будет продолжать пропускать ток до тех пор, пока ток не будет прерван извне или напряжение, приложенное между катодом и анодом, не изменится на противоположное. [2]
Приложения [ править ]
Игнитроны долгое время использовались в качестве сильноточных выпрямителей в крупных промышленных и коммунальных установках, где тысячи ампер переменного тока должны быть преобразованы в постоянный , например, в алюминиевых заводах. Игнитроны были использованы для управления током в электрических сварочных машинах. Большие электродвигатели также управлялись игнитронами, используемыми в закрытом режиме [ требуется пояснение ] , аналогично современным полупроводниковым устройствам, таким как кремниевые управляемые выпрямители и симисторы . Многие электровозы использовали их вместе с трансформаторами.для преобразования переменного тока высокого напряжения воздушных линий в постоянный ток относительно низкого напряжения для тяговых двигателей . Грузовые локомотивы E44 Пенсильванской железной дороги несли бортовые игнитроны, как и российский грузовой локомотив ВЛ-60 . Для многих современных приложений игнитроны были заменены твердотельными альтернативами.
Поскольку они гораздо более устойчивы к повреждениям из-за перегрузки по току или обратного напряжения, игнитроны по-прежнему производятся и используются в некоторых установках, а не полупроводники. Например, специально сконструированные "импульсные" игнитроны все еще используются в некоторых импульсных источниках питания . Эти устройства могут переключать сотни килоампер и выдерживать напряжение до 50 кВ. Аноды в этих устройствах часто изготавливаются из тугоплавкого металла, обычно из молибдена , чтобы выдерживать обратный ток во время кольцевых (или колебательных) разрядов без повреждений. Игнитроны с импульсным номиналом обычно работают с очень малыми рабочими циклами . Они часто используются для переключения конденсаторов высокой энергии.банки при электромагнитной формовке , электрогидравлической формовке или при аварийном коротком замыкании высоковольтных источников питания ( переключение «лом» ).
Сравнение с ртутно-дуговым вентилем [ править ]
Хотя основные принципы формирования дуги, а также многие аспекты конструкции очень похожи на другие типы ртутно-дуговых вентилей, игнитроны отличаются от других ртутно-дуговых вентилей тем, что дуга зажигается каждый раз, когда проводится цикл проводимости. запускается, а затем гаснет, когда ток падает ниже критического порога.
В других типах ртутно-дуговых клапанов дуга зажигается только один раз при первом включении клапана и после этого остается постоянно включенной, чередуясь между основным анодом (анодами) и маломощным вспомогательным анодом или цепью поддержания активности . Кроме того, требуются управляющие сетки, чтобы регулировать время начала проводимости.
Действие зажигания дуги в контролируемое время, каждый цикл, позволяет игнитрону обходиться без вспомогательного анода и управляющих решеток, необходимых для других ртутно-дуговых клапанов. Однако недостатком является то, что электрод зажигания должен располагаться очень точно, едва касаясь поверхности ртутной ванны, а это означает, что игнитроны должны устанавливаться очень точно в пределах нескольких градусов от вертикального положения.
См. Также [ править ]
- Экситрон
- Тригатрон
- Тиратрон
- Тиристор
- Krytron
- Срабатывающий искровой разрядник
- Импульсная мощность
- Клапан ртутно-дуговый
Ссылки [ править ]
- ^ Тернер стр. 7-182
- ^ LW Turner, (ed), Справочник инженера-электронщика , 4-е изд. Ньюнес-Баттерворт, Лондон 1976 ISBN 0408001682, страницы с 7-181 по 7-189
Внешние ссылки [ править ]
- Комплексное исследование мощных игнитронов Дайана Линн Лори
- Полупроводниковые переключатели заменяют тиратрон и игнитроны
- Онлайн-энциклопедия Британика - Игнитрон
- Электропедия - Игнитрон
