Ignitron

Kviksølvensretter , ignitron , ignitron (af lat.  ignis  - ild og elektron ) er en enkelt-anode-ionanordning med en kviksølvkatode og en styret lysbueudladning . Den bruges som elektrisk ventil i kraftige ensretterapparater , elektriske drev, elektriske svejseapparater, træk- og ensrettertransformerstationer osv. [1] med en gennemsnitlig strøm på hundredvis af ampere og en ensrettet spænding på op til 5 kV [2] .

Ignitronen er karakteriseret ved et lille spændingsfald og høj effektivitet (98-99%) [2] .

Enhed og funktionsprincip

Ignitronens metalhus fungerer som katodeterminalen. Luften evakueres fra sagen. Selve katoden er kviksølv, hældt på bunden af ​​huset, og dens dampe fylder det indre rum af ignitronen. En wolframbøsning med en tændelektrode [2] af borcarbid føres gennem isolatoren . Spidsen af ​​tændelektroden sænkes til kviksølv, men bliver ikke befugtet af det, på grund af hvilket, under påvirkning af en strømimpuls med en amplitude på op til flere tiere ampere og en varighed på flere tiere af mikrosekunder mellem katoden og tændingselektroden, kviksølvet fordamper, den ledende metalbro afbrydes, og der opstår en lysbueudladning , der danner en lysende katodeplet . Termionemission udføres fra overfladen af ​​katodepletten . Hvis der er en positiv spænding i forhold til katoden på hovedanoden (eller, i nogle modeller, en lille hjælpe) anode, så bevæger elektronerne sig mod anoden, accelererer og frembringer stødionisering af kviksølvatomer i kviksølvdamp i katodeanoden plads. Ignitronen er fyldt med plasma, hovedudladningsbuen antændes mellem katoden og anoden, og der løber en jævnstrøm. Positive ioner, der accelererer i feltet, bombarderer katodepunktet og bevarer dens høje temperatur og emission. Når spændingen ved anoden falder, går lysbuen ud, katodepunktet afkøles og tændingen låses. For at låse den op igen, er det nødvendigt at anvende en tændingsimpuls med en positiv spænding ved anoden. Ved at ændre tændingsmomentet i forhold til begyndelsen af ​​halvcyklussen er det muligt at styre afskæringsvinklen for anodestrømimpulserne og dermed regulere gennemsnitsværdien af ​​den ensrettede strøm.

Jævnspændingsfaldet over ignitronen er relativt lille og udgør 15-20 V. Tages der højde for jævnstrømmens størrelse på hundredvis af ampere, når de absolutte varmetab dog op på flere kilowatt, og ignitroner kræver intensiv afkøling, normalt væske: deres metalkasse er i en skjorte, hvorigennem vand eller frostvæske cirkulerer.

Omvendt tænding

Som regel anvendes ignitroner i fuldbølge to-arms ensrettere, hvor amplituden af ​​omvendt spænding er to gange amplituden af ​​de ensrettede spændingsimpulser. Hvis kviksølv kondenserer på anoden af ​​ignitronen, den såkaldte. "omvendt tænding": når anoden har et negativt potentiale i forhold til katoden, kan der dannes en katodeplet på en dråbe kondenseret kviksølv, og en lysbue kan antændes. Ignitronen opnår omvendt ledningsevne, hele transformatorens sekundære vikling er lukket for den, og kortslutningsstrømmen kan deaktivere både ignitronen og transformeren.

For at bekæmpe omvendt tænding anvendes specielle designløsninger: grafitgitre og oxiderede metalringe, der ikke er befugtet af kviksølv og derfor ikke tillader kviksølv at trænge ind og akkumulere på anoden, såvel som højhastigheds elektroniske beskyttelseskredsløb, der overvåger retningen af ​​strømmen i ignitronen og sluk for kredsløbet, hvis retningen ændres til den forkerte.

Ulemper

  • Ignitronen indeholder kviksølv, som bliver meget varmt under drift. Med ødelæggelsen af ​​ignitronhuset er der stor risiko for miljøforurening med kviksølv og forgiftning af mennesker og dyr.
  • Til driften af ​​ignitronen kræves en kilde til tilstrækkelig kraftige tændimpulser.
  • Der er behov for enheder, der overvåger retningen af ​​strømmen i kredsløbet og slukker tændingerne under omvendt tænding.
  • Tabene i ignitroner er højere end i siliciumdioder og tyristorer.
  • Ignitroner kan kun bruges i én position - anode op - og tillader ikke kraftige stød, hvor kviksølv sprøjter inde i kabinettet, og det øger risikoen for omvendt tænding.
  • Ignitroner er kritiske for temperaturen i miljøet. For eksempel var det på VL60 elektriske lokomotiver med ignitron-ensrettere ikke tilladt at sætte ensretterne i drift ved en kølevæsketemperatur under +25 og over +38 °C [3] .

Oprettelseshistorie

For første gang i verden blev en kviksølvensretter designet af den russiske og sovjetiske videnskabsmand og opfinder Valentin Petrovich Vologdin (1881-1953) [4] . Arbejdet med dets oprettelse begyndte allerede før Første Verdenskrig og blev afsluttet med vellykkede test i 1922. De første Vologdin-tændingsmotorer havde en effekt på op til 10 kW ved en ensrettet strømspænding på mere end 3,5 kV. De var pålidelige i drift og begyndte at blive brugt i vid udstrækning i installationer på kraftfulde radiotelefon- og radiotelegrafstationer, som blev produceret af Nizhny Novgorod radiolaboratorium. Kviksølvensretteren designet af V.P. Vologdin og hans samarbejdspartnere blev hurtigt en af ​​de vigtigste strømkilder til sovjetiske rørradiostationer. [5] .


Noter

  1. ↑ Ignitron // Great Soviet Encyclopedia  : [i 30 bind]  / kap. udg. A. M. Prokhorov . - 3. udg. - M .  : Sovjetisk encyklopædi, 1969-1978.
  2. ↑ 1 2 3 Benzar V.K. Ordbogsopslagsbog om elektroteknik, industriel elektronik og automation. - Mn. : Højere skole, 1985. - S. 54. - 176 s. — 20.000 eksemplarer.
  3. ↑ Elektrisk lokomotiv VL60 - Træningsfilm . Hentet 23. januar 2020. Arkiveret fra originalen 14. januar 2020.
  4. ↑ Russisk statsarkiv for videnskabelig og teknisk dokumentation (RGANTD), Samara-afdeling (utilgængeligt link - historie ) . 
  5. ↑ Valentin Petrovich Vologdin, skaber verdens første højspændings-kviksølvensrettere. Udviklet med højfrekvente strømme - USSR - For første gang i verden - Artikler - Glorværdige navne . slavnyeimena.ru. Hentet 26. januar 2019. Arkiveret fra originalen 26. januar 2019.

Litteratur

  • Benzar VK Ordbogsopslagsbog om elektroteknik, industriel elektronik og automation. - Mn. : Højere skole, 1985. - S. 54. - 176 s. — 20.000 eksemplarer.
  • Terentiev B.P. Strømforsyning til radioenheder. - M . : Svyazizdat, 1951. - S. 32. - 251 s. — 20.000 eksemplarer.
  Gå til Wikidata-elementet  Ordbøger og encyklopædier
 Gasudledningsanordninger
zener dioder
Skifte lamper
Indikatorer
Udledere
  • Luft
  • Magnetventil
  • ventil
  • Lang gnist
Sensorer
Typer af gasudledning
Andet
 Elektriske strømensrettere
med bevægelige dele
Væske
gasudledning
Elektrovakuum
Halvleder