Ignitron
Redresorul cu mercur , ignitron , ignitron (din lat. ignis - foc și electron ) este un dispozitiv ionic cu un singur anod , cu catod de mercur și descărcare de arc controlată . Este folosit ca supapă electrică în dispozitive de redresare puternice , acționări electrice, dispozitive electrice de sudare, substații de tracțiune și redresoare etc. [1] cu un curent mediu de sute de amperi și o tensiune redresată de până la 5 kV [2] .
Ignitronul se caracterizează printr-o scădere ușoară de tensiune și eficiență ridicată (98-99%) [2] .
Dispozitiv și principiu de funcționare
Carcasa metalică a ignitronului servește drept terminal catod. Aerul este evacuat din carcasă. Catodul în sine este mercur, turnat pe fundul carcasei, iar vaporii săi umplu spațiul intern al ignitronului. Prin izolator trece o bucșă de wolfram cu un electrod de aprindere [2] din carbură de bor . Vârful electrodului de aprindere este coborât în mercur, dar nu este umezit de acesta, datorită căruia, sub acțiunea unui impuls de curent cu o amplitudine de până la câteva zeci de amperi și o durată de câteva zeci de microsecunde între catod iar electrodul de aprindere, mercurul se evaporă, puntea conductivă metalică este întreruptă și are loc o descărcare de arc , formând o pată catodică strălucitoare . Emisia termoionică se realizează de la suprafața spotului catodic . Dacă există o tensiune pozitivă în raport cu catodul pe anodul principal (sau, în unele modele, un mic auxiliar), atunci electronii se deplasează spre anod, accelerează și produc ionizarea prin impact a atomilor de mercur în vapori de mercur în anod-catod. spaţiu. Ignitronul este umplut cu plasmă, arcul principal de descărcare este aprins între catod și anod și curge un curent continuu. Ionii pozitivi, accelerând în câmp, bombardează spotul catodic, menținându-i temperatura și emisia ridicate. Când tensiunea la anod scade, arcul se stinge, punctul catodic se răcește și ignitronul este blocat. Pentru a-l debloca din nou, este necesar să aplicați un impuls de aprindere cu o tensiune pozitivă la anod. Prin modificarea momentului de aprindere față de începutul semiciclului, este posibil să se controleze unghiul de tăiere al impulsurilor de curent anodic și astfel să se regleze valoarea medie a curentului redresat.
Căderea de tensiune continuă pe ignitron este relativ mică și se ridică la 15-20 V. Ținând cont de mărimea curentului continuu de sute de amperi, pierderile absolute de căldură ajung însă la câțiva kilowați, iar ignitronii necesită răcire intensivă, de obicei lichid: carcasa lor metalica este intr-o camasa prin care circula apa sau antigelul.
Aprindere inversăDe regulă, ignitronii sunt utilizați în redresoare cu două brațe cu undă completă , în care amplitudinea tensiunii inverse este de două ori mai mare decât amplitudinea impulsurilor de tensiune redresate. Dacă mercurul se condensează pe anodul ignitronului, așa-numitul. „aprindere inversă”: când anodul este la un potențial negativ în raport cu catodul, se poate forma o pată catodică pe o picătură de mercur condensat și se poate aprinde un arc. Ignitronul dobândește conductivitate inversă, întreaga înfășurare secundară a transformatorului este închisă la acesta, iar curentul de scurtcircuit poate dezactiva atât ignitronul, cât și transformatorul.
Pentru a combate aprinderea inversă, se folosesc soluții speciale de proiectare: grile de grafit și inele metalice oxidate care nu sunt umezite de mercur și, în consecință, nu permit mercurului să intre și să se acumuleze pe anod, precum și circuite electronice de protecție de mare viteză care monitorizează direcția curentului în ignitron și opriți circuitul, dacă direcția se schimbă în cea greșită.
Dezavantaje
- Ignitronul conține mercur, care devine foarte fierbinte în timpul funcționării. Odată cu distrugerea carcasei ignitron, există un risc mare de poluare a mediului cu mercur și otrăvire a oamenilor și animalelor.
- Pentru funcționarea ignitronului, este necesară o sursă de impulsuri de aprindere suficient de puternice.
- Sunt necesare dispozitive care monitorizează direcția curentului în circuit și opresc aprinderea în timpul aprinderii inverse.
- Pierderile în ignitroni sunt mai mari decât în diodele de siliciu și tiristoare.
- Ignitron-urile pot fi folosite doar într-o singură poziție - anodul sus - și nu permit șocuri puternice în care mercur stropește în interiorul carcasei și acest lucru crește riscul de aprindere inversă.
- Ignitronii sunt critici pentru temperatura mediului. De exemplu, la locomotivele electrice VL60 cu redresoare cu aprindere, nu era permisă punerea în funcțiune a redresoarelor la o temperatură a lichidului de răcire sub +25 și peste +38 ° C [3] .
Istoricul creației
Pentru prima dată în lume, un redresor cu mercur a fost proiectat de savantul și inventatorul rus și sovietic Valentin Petrovici Vologdin (1881-1953) [4] . Lucrările la crearea sa au început chiar înainte de Primul Război Mondial și au fost finalizate cu teste de succes în 1922. Primele ignitrone Vologdin aveau o putere de până la 10 kW la o tensiune de curent redresată de peste 3,5 kV. Au fost fiabile în funcționare și au început să fie utilizate pe scară largă în instalațiile de la stații radiotelefonice și radiotelegrafice puternice, care au fost produse de laboratorul radio Nizhny Novgorod. Redresorul cu mercur proiectat de V.P. Vologdin și colaboratorii săi a devenit curând una dintre principalele surse de energie pentru stațiile radio cu tub sovietice. [5] .
Note
- ↑ Ignitron // Marea Enciclopedie Sovietică : [în 30 de volume] / cap. ed. A. M. Prohorov . - Ed. a 3-a. - M . : Enciclopedia Sovietică, 1969-1978.
- ↑ 1 2 3 Benzar V.K. Dicționar-carte de referință de electrotehnică, electronică industrială și automatizare. - Mn. : Şcoala superioară, 1985. - S. 54. - 176 p. — 20.000 de exemplare.
- ↑ Locomotivă electrică VL60 - Film de antrenament . Preluat la 23 ianuarie 2020. Arhivat din original la 14 ianuarie 2020.
- ↑ Arhiva de Stat a Documentației Științifice și Tehnice (RGANTD), filiala Samara (link inaccesibil - istorie ) .
- ↑ Valentin Petrovici Vologdin, creează primele redresoare cu mercur de înaltă tensiune din lume. Dezvoltat cu curenți de înaltă frecvență - URSS - Pentru prima dată în lume - Articole - Nume glorioase . slavnyeimena.ru. Preluat la 26 ianuarie 2019. Arhivat din original la 26 ianuarie 2019.
Literatură
- Dicționar Benzar VK -carte de referință despre inginerie electrică, electronică industrială și automatizare. - Mn. : Şcoala superioară, 1985. - S. 54. - 176 p. — 20.000 de exemplare.
- Terentiev B.P. Alimentarea dispozitivelor radio. - M . : Svyazizdat, 1951. - S. 32. - 251 p. — 20.000 de exemplare.
 Dicționare și enciclopedii |
|---|
| Dispozitive de evacuare a gazelor | ||
|---|---|---|
| diode zener | ||
| Comutarea lămpilor | ||
| Indicatori | ||
| Descărcătoare |
| |
| Senzori |
| |
| Tipuri de evacuare a gazelor | ||
| Alte | ||
| Redresoare de curent electric | ||
|---|---|---|
| cu piese mobile | ||
| Lichid |
| |
| descarcare de gaze | ||
| Electrovacuum | ||
| Semiconductor | ||