Высоковольтный электровакуумный прибор Советский патент 1984 года по МПК H01J19/14 

11 Изобретение относится к электровакуз 1ной технике и может быть использовано для нагрева катода в высокопотенциальных электронных приборах, а та.кже для нагрева термокатодоз в ускорителях заряженных частиц. Известно устройство, использующее для нагрева катодов мощных ЭВП высокочастотное поле, содержащее ВЧ катушку, питаемую от ВЧ генератора, расположенную вне оболочки электронного прибора вблизи катода. Для усиления переменного магнитного поля катушка снабжена сердечником из ферромагнитного материала, расположенным внутри оболочки электронного прибора Ш, Однако известное устройство ха1рактеризуется необходимостью высокочастотного генератора и неизбежностью высокочастотного нагрева прилегающих к катоду электродов пушки з счёт рассеяния высокочастотной энерг что приводит к потере энергии и ухуд шает качество формирования электронного пучка, тем самым снижая надежность прибора и, кроме того, невозможностью использования в приборе ме таллического корпуса. Известно также устройство для нагрева высокопотенциальных катодов электронных и ионных приборов, содер жащее разделительный высоковольтный трансформатор, включающий замкнутый магнитопровод, первичную и вторичную обмотки и спираль нагрева, подключен ную к вторичной обмотке 2 . Недостатками данного устройства являются большие габариты высоковольтного разделительного трансформа тора, наличие высоковольтных сильноточных вакуумных вводов при работе с катодами, требующими больших токов накала. Кроме того, наличие разъемного соединения в цепи накала приводят к снижению надежности за счет протекания больших токов и быст рому разрушению контактов. Наиболее близким к предлагаемому по техническому решению является высоковольтный электровакуумный прибор, содержащий кйрпус с электродами и блок нагрева катода в виде маг нитопровода с вторичной и первичной обмотками, причем часть магнитопровода со вторичной обмоткой размещена внутри корпуса, корпус выполнен из диэлектрического материала з . 172 Однако это устройство может быть использовано только в приборах с диэлектрическим корпусом. Кроме того, при напряжении более 200 кВ это приводит к неравномерному распределению потенциала между частями магнитопровода и снижает надежность прибора. Цель изобретения - повьш1ение надежности и срока службы устройства путем использования металлического корпуса и расширение области применения по высокому напряжению. Поставленная цель достигается тем, что в высоковольтном электровакуумном приборе, содержащем корпус с электродами и блок нагрева катода в виде магнитопровода с вторичной и первичной обмотками, причем часть магнитопровода со вторичной обмоткой размещена внутри корпуса .части магнитопровода, прилегающие к стенкам корпуса, выполнены из чередующихся диэлектрических и ферромагнитных пластин, причем последние соединены между собой резисторами, корпус выполнен металлическим из немагнитного материала, а в местах соприкосновения с магнитопроврдом он вьтолнен из ферромагнитного материала. Края диэлектрических пластин могут быть выполнены выступающими. Длина выступающей кромки определяется из расчета электрической прочности в условиях работы ЭВП и применяемых материалов по формуле Л( г VE, / где d - выбранная толщина диэлектрика; электрическая прочность ва куума и диэлектрика, соответственно. На чертеже схематически представлено предлагаемое устройство. Устройство содержит корпус 1, внутри которого размещен участок магнитопровода 2 с вторичной обмоткой 3. В месте соприкосновения с корпусом магнитопровод выполнен из диэлектрических 4 и ферромагнитных 5 пластин. Последние соединены резисторами 6. Параллельно первичной 7 обмотки магнитопровода подключен конденсатор 8. Устройство работает следующим образом.

31

Первичная обмотка магнитопровода возбуждает магнитный поток, проходящий через чередующиеся пластины, которьБ индуцирует напряжение на вто ричной обмотке. Из-за наличия диэлектрических прослоек с малой относительной магнитной проницаемостью возрастает реактивный ток, для уменьшения которого суммарный зазор уменьшен за счет ферромагнитных плас тин 5, и, кроме того, для компенсации тока параллельно вторичной обмотке включен конденсатор 8. С другой стороны ферромагнитные пластины 5 с резисторами 6 обеспечивают принудительное равномерное распределение

217174

потенциала от нулевого на корпусе прибора до максимального на вторичной обмотке.

Данное устройство позволяет повы5 сить надежность работы прибора в целом, так как исключается необходимость выполнения корпуса прибора диэлектрическим.

В прототипе при потенциале като10 да более 200 кВ невозможно обеспечить электрическую прочность диэлектрического корпуса из-за нелинейного распределения потен1Ц1ала по зазору между частями магнитопровода. В 15 предлагаемом устройстве это ограничен е отпадает.

1. ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ ЭЛЕКТРОВАКУУМНЫЙ ПРИБОР, содержащий корпус с электродами и блок нагрева катода в виде магнитопровода с вторичной и первичной обмотками, причем часть -магнитопровода со вторичной обмоткой размещена внутри корпуса, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и срока службы, части магнитопровода, прилегающие к стенкам корпуса, выполнены из чередующихся диэлектрических и ферромагнитных пластин, причем последние соединены между собой резисторами, корпус выполнен металлическим из немагнитного материала, а в местах .соприкосновения с магнитопроводом он выполнен из ферромагнитного материала . (Л 2. Прибор по п. 1, отличающий с я тем, что края диэлектри- ческих пластин выполнены выступающими.