Электрический управляемый вентиль

Электрический управляемый вентиль

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

№ 69373

Класс 21gi 11сз

СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Г. И. Бабат

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ УПРАВЛЯЕМЫЙ ВЕНТИЛЬ

Заявлено 6 мая 1946 r за ¹ 1338/345470 в Министерство электропромышленности СССР

Самым распространенным типом электрических вентилеll B настсящее время являются вентили с дуговым разрядом. Они работают как при пониженном давлении (в ртутных парах. B инертных газах). так и при повышенном давлении порядка нескольких атмосфер. Вентили последнего типа проиктируются HB тОкп до тысячи ампер и на напряжеНИЯ В СОТНИ ТЫСЯЧ ВОЛЬТ, Для возбуждения разряда между катодом и анодом дугового вентиля применяются различные методы, цель которых заключается в создании светлого пятна на поверхности катода и установке зон сплошной ионизации (зона сплошной проводимости) между анодом и катоДОМ.

Одним из надежных методов зажигания дуговых вентилей является метод непосредственного пробоя промежутка ме; ду анодом и катодом. То напряжение, при котором такой прямой пробой может произойти, заведомо должно быть больше рабочего напряжения вент„ля.

Работа вентиля будет тем надежнее и устойчивее, чем вышс отноп.ение пробойного напряжения к рабочему. Для надежного зажигания зажигающий импульс в свою очередь должен значительно превышать пробивное напряжение.

В вентилях, предназначенных длч работы в преобразовательных схемах передачи постоянным током при напряжении в 100 — 200 кв. пробивное напряжение промежутка между катодом и анодом долвкно быть порядка 500000 в или даже выше. Величина зажигающего импульса должна быть, таиим образом, почти 1000000 в, Во всех случаях напряжение зажигающего импульса должно в несколько раз превышать рабочее напряжение вентиля.

Предметом настоящего изобретения является новый,тип вентиля, в котором зажигание разряда производится при помощи ультравысокочастотного импульса, возбуждающего высокое напряжение внутри по.% б:i373, !О!! К а М(»Р Ы, В .C Г",) Р" . 1») B:)Е. I E» H ;1 Г 13ВНЫ(ЗГI(ñKTPOДЫ В(»НТИЛ)1 И КОТОР3 Я

06p 33ficT ИОГ! ы!! (У! 6 BT(-"н» ны и контур.

На (1)иг. 1 показан предлагаемый вентиль в разрезе по одному из возмо?к!»ых вариантов; на фиг. 2 — диаграмма распределения напряжений и токов в поль(х к"-мерах для случая, когда камера изолирована От анода н от катода; на фиг. 3 TO же для случая, когда камера электри-! сски соединена с электродами iH разряд происходит в ес средней части.

В конструкции по фиг. 1 зажигающее напряжение возбуждается в камере Р, которая в дальпеишем будет называться «резонансной камерой».

13 резонансной камере возбуждаются колебания таким образом, чтобы, IH!IHH fo!(3 Оыли н апра влен!»! В плоскостях, п31?аллельных Оси камеры 1мерид)!Ональ.- !»!е колебания) . Магнитные же силовыс линГии образуют круги, ле?ка!цие в ffcfîcêîcòÿK, перпендикулярных к оси эле!к,тродов.

На (Гиг. 1 главныс электроды обозначены буквами Л и Л, а букB0i! Л Обозначена изо.!яци5!.

Рсзонансн(!я к!1ме!)3 x!0?1(cт Оыть электрически соединена с Одним из Bf!PIETpG

Высокочастот:!ая э!!Оргия мо кет быть вве сна в резонансную камеру самыми p33Hîîáðà3ными способами, например при помощи ii= тли

СВЯЗИ.

В тех с."1уч2 5»х, кОГд2 1?еЗО" 12нсная KBме!»3 изолирОВ2113 0Т Обоих электродов или когда резонансная !каме)а соединена с;.Дним нз электродов, но петля связи изолирована от резонансной камсзы, потенциал генератора, вырабатываюп;его,Дыр авысокочастот!(ые ю!Нуз!ьсь1, не связан с потенциалом анода BclfòHT!51. В установках, где вентили находятся под Высоким папря?кением относительно земли (B каскадных схемах), мо?кно В фидере» подвод))щ(м ультоавысок ю частот »» K 1 сзонанспой камере, сделать ряд изолиру!Оп;их вставок для напряжения

HH3Ko1 частоты, скВозь которь(е» BG60»(!. 0 п!)Ойдет iIBiip)!?Нс!!11е выco oil зажигающей частоты.

На фиг. 1 схематически показана также конструкция ввод2, iipсдназначенного для подачи высокочастотных напряжений к глав:!ы)я электродам дугового вентил !. Ввод э-:от выно;!нен в виде коаксиа.)нного фидера. Внешняя и внутре!!няя трубы этого фидера пе сп. о!Нные, а выполнены из значительного числа изолированных од(ш относительно другofO участков, имеющих между собой дост=точно большую елкость, а также соответствующую индуктивность, чтобы 06ðà3î 33ть совокупностью сВОих» и С компенсирОВ2!!Ну!o лc!HHIo. ВысoKOiIBcTQTH351 эне1)Гия сВОбодно ппоходит через .такой энерГОкана. 1. Д.!151 т()ка же с lастотой

50 гц такой канал является разрьпзом цени.

В конструкции по фиг. 1 внешний и внутренний проводник)1 фидера выполнены в виде входящих один в другой конических элементов.

Применяя полтора;два десятка таких конусов, находящихся один от другого на расстоянии нескольких сантиметров, можно HBäå?KH0 и-олировать напряжение порядка двух сотен киловольт. Снаружи такой фидер защищается фарфоровой оболочкой. Внутренние конусы поддер?KHBаются фарфоровым стержнем, в вариантах по фи;. 2 и 3 вдоль камеры укладывается примерно половина длины волны высокочастотного зажигающего импульса. Максимальное напрыкение получается между рабочими электродами. Напряжение в месте разреза камеры обратно пропорционально величине емкости в месте разреза. Так как Величину этой емкости можно сделать значительно больше емкости между раоочими поверхностями электродов, то и напряжение в месте разреза резонансной камеры может быть сделано значительно меньше напряжения, вози!Икающего между главными электродами

М 69373

Разрез в кольцевои камере или отверстия для пропуска рабочих электродов можно рассматривать как своеобразные щелевые антенны.

В зазоры между резонансной камерой и рабочими электродами может излучаться электромагнитная энергия. В предлагаемой конструкции площадь этих щелевых антенн значительно меньше квадрата длины электромагнитных волн, применяемых для зажигания и для поддержа.ния дуги. Сопротивление излучения этих щелевых антенн, тяяп(ооразом, получается небольшим. Поэтому и Be;IH«I!Ha излученной мощности незначительная и никакого вредного эффекта эта мощность принести не может.

Полная мощность, потребляемая на высокочас i отное импу, !ьп!ое

ЗЯЖИ ГЯНИС, ЗЯВИСИТ OT ДЕКРЕМЕНТЯ ЗЯТ)).)ЯН1!и О 1СОЯТСЛЬНОГО КОНТ) P 3, образуемого резонансной камерой и электродами вентиля, Расчеты величины затухания полы.; контуров можно и штп B мноl o«Hc,7eHfffl>: Р200тах, IlocBstH(eHHI>ix Te 1(HK(-. УльтРавысоких )1;! IGT. Ь,лк правило, «ем больше отношение объем(! Полого контура к его поверхности и чем больше абсолютные геометрические размеры полого KGH 1 уря, тем мснl шс СГО декрсмент зят> хяния, тс .(м«HI>12351 мощнОст! Ну>Kна для lIG«f! «ения треб ) ем ого на пр}1>i e»I<5! мс>! . i ) р(}бо (и. )lil a 7 pi.тр ода i(н внутри полого контура.

С увеличением геометрических размеров колсбатсл(и!Ого контура (при сохранении геометрического подоби51) дскрсмснт ко!(гур3 уменьшается как корень квадратный из его г!и!!с!)(н!(х рлзмсроз, Следовательно и мощность, необходимая для получения злдлнного напряжения между электродами. падает с увеличением размеров кол«блтсльного контура и с удлинением его резонанс!юй длины волны, Резонансное сопротивление покрытого мсдшо по",îãî контура на

1:, О«11!> В > — )),5! МОЖЕТ Gi>!T(> ПОР}}ДКЯ НС«fi07hi)3!Х .5!С. О.}!.. TPl5I 1.0. !У)1«НИЯ нс! та() 0()1 Ko! IT ) pe 1}япр яжсния, )например, В ОГ)0 кн;10, }>кна Оытl 32тр2 -!сня моlцность порядка нескольких соТ«Н килов(! гт. В .Ои }i ком имп,it>се такую мощность легко получить от су!цсс!Вуюц)их типов радиолокационных установок., (лите,7ьность зажигающего импульса не должна быть «рсзмсрно коротка, ибо необходимо, чтобы в про«тра}(ствс:(ежду элсктродлмп

УCTL(E}GB}i I2C!>;IGCT2TG«HO IiHTCНСИВНЯЯ IIOH !13>(U ll5! ..) }Ожно ПОЛЛ ЛТ! «1 О г!ри пробивном напряжении промежутка до мнг!Лиона Вольi Gæíî оуДСТ ПО 7УЧЯТЬ ВПО 71!С НЛДС>КН ) }О ИОНИЗЯЦП}О }! УС }>О!))1!! i!0«170;! tai! !ъвяи!!С

Д 111, ЯТР ЯТИВ В !!ОД>КИ! 21011}с)(ИМГ! ".. !HСГ ОКО, !О ОДНОГО . (ЖО) .! 51.

В каскадных схем}ах преобразовлт.лей,,олжil;i бь:и, ОЛГ«((«),«}12

СПЛОШ(ЯЯ ПРОВОД ЬМОСтЬ ВССХ пОСЛсдовят«ЛН;:, ВК..(10>(ГН:.1(Х ВГНТПЛPTI в течсн <е довольно длнгсл! Но>Й час-,и; олу:Ppaо((л (.р«обра-.у«. (огo —,.ока. Прц зажигании остроконечным и:.! ульсом !!рсоог};(з,}В;}те,-п>нля

СХЕМЯ Х!ОЖСТ iHe ВСП Г!(,11 В Р200ТУ.. (,751 ООГСП««Г(ii!51 ТЛКОЙ ДЛ51111СЙСЯ почти целый полупсриод проводимост,; между электродами дугозого вентиля необходимо либо с.(елать длительны:."1 злжигающ(гй импульс, ЛИОО ПО CGOTPCTCTB СЮЩСМ)) Э}IСРГОКЯН Я 7М K 1;I;1(3!! I ЭЛГКТРОДЛ:51 ПО (ВО дить напряжение дежур (Ого зажигания.

ПОГ, !с того кЯк п)>оизошс 1 прОООЙ )!«>к д) г 73htfht:)IH э, 1«к(",>0 71(ми, IiO.. ß и К(!))(СРЯ ПЕР ЕСТЯСТ ОЬIТЬ Pe30(13TO!30>i 7,! и ТОК3 ТОЙ !!(СТО > .>!, КОТОрая;)От г;рябой Вызва 3.

} 1(>! гlГ нрос О5! полая к ям ср я и зл(ОpG «i!! l!)! с э. !Гктро,(1)I ИВ.15110тся рсзоплн("101! систсмой, иъппошсй! более !1!(зк) ю (лстот - (большую длин..!О (н()i!..1уга, lie!i.;Hi«351 между главнь:м:! электродами, лсжит примерно в пу щости тскя этой новой резонансной систс.i! I. !!О): i: . >K Г!!1(Я ВЫ О! 0«ЯСТОТНЫХ (!МГ!1 ° !)СОВ ЗЯ>К((..:! !i!! К . . -О ..)IХ

СДГ !i i ; I C, . ЦСГ(P OGOP22Hh )1 С(и}ОД:(Т!) Х, }>К ",:::.: В(! Л;, !Ь

) своим индивидуальным высокочастотным генератором. Таким образом,. в схеме с 12 вентилями должно быть 12 индивидуальных высокочастотных импульсных зажигающих гс!!сраторов, в каждом из которых могут быть применены од!Па-две ультравысокочастотных импульсных лампы.

Лноднос напряжение для вс K этих генераторов может быть взято от одного общего источника (выпрямителя). Управление фазой высокочастотных импульсов может производиться в сеточной цепи гепсраторных ламп. 1-10 можно гакжс прим lli!TI импульсное анодпое питание ге!1ерато)3ных л> амп. 1>pn>11 i oi o, K I>K11! II мощный 13E IITIJ,IB можсT б!!т! еще снаожен своим высокочастотным гс!!срат;!ром дсжурпсн 0 I îðåêèÿ.

;.(. !я умен >и !!HB расходов знср! ии в азом генср !торс (для облегч е н и я р 1» >!El! b t 2 р 2 О От ы Гс и с р 2! Ор 1! ы х, 1 2 м и ) м 0>к н 0 и 13 и м ен и т ь 2 ÂTÎ .>1 2 òèческое б.>!Окиру1оц!сс устройство, к!Ггорое будет отключать генератор

QcK pII0Ã0 3<1>кн! ання, KHK TО, Ii>ко ТоК в i 1281!011 цепи (преобраз емый

ТОК) ДОСТИГНСТ ТОСТ!1ТО IIIO 00.!Ь!ПОЙ BE ..!È>IÈI!Û.

Предмет изобретения

1. 3,!СKTp!i ICC!EIIHj Iip22;ISIB!>!1>I!I BOIITH;II> С дмГОВЫм разр>!дом, 0 Т,I Ич а ю щи и с я тем, по 10 анод н катод ок1!у ксны полым колебательНЫМ КОНТ> Po. >1, B КО ОРО:!1 1!. >Н >>, l> OÚI БО:Io> >КДс1 ЮТСЯ >. П>ТР>!КОРО! КОЬОЛItoU1>!1 кОлсоа!II!5!, 1!I>l3!>>!Iяю1пис i!рОбо!! мсждh анодом и катодом д, lя 32жиган!!я Глав!!ой дуги.

2. Ьсн!и,!! По !I.l> отл ii 12 1о шийся тс.,!. что ду12, !зозникшая меж !>> ГлаВ!! 1!>1!! 3, !се!рода ми В рсзу IBT2TO п130бО!! Высок!)>!а!стотн ы >! импульсом, пОдде13жи!>201 ся От B i opoi 0 ис1 Очника Высо EovacToтнОГО тока.

Фи2 2