Способ выпрямления больших токов высокого напряжения Советский патент 1975 года по МПК H02M7/06 

1

Способ выпрямления больших токов высокого напряжения газоразрядными промежутками, находящимися в магнитном поле при низком давлении газа, когда деионизация заряженных частиц после разряда происходит преимущественно на электродах, а электрическая прочность промежутка при обратной полярности высока и определяется значениями, соответствующими левой ветви кривой Пашена.

Свойства разряда Пенинга хорошо известны, как и способы применения этих свойств в ионных источниках, ионизационных манометрах и т. д.

Также известны выпрямители переменного тока с холодным катодом, например, игнитроны. В качестве необходимого элемента эти приборы требуют дополнительной системы поджигания.

Предложенный способ выпрямления больших токов высокого напряжения отличается от известных тем, что с целью получения низкого потенциала зажигания разряда при положительном напряжении на аноде, без предварительного поджига газоразрядного промежутка применено устройство, удлиняющее свободный пробег электронов без удлинения газоразрядного промежутка. Это достигается тем, что электроны соверщают колебательные движения вдоль силовых линий магнитного поля

под действием электрического поля и вследствие этого производят значительную ионизацию газа при малой длине разрядного промежутка. Магнитное поле создается таким образом, что

силовые линии его дважды пересекают катод, пе проходя через анод. При малой длине разрядного промежутка падение напряжения дугового разряда вдоль него мало. Электрическая прочность разрядного промежутка при

обратной полярности электродов высока и определяется значениями, соответствующими левой ветви кривой Пашена.

Предлагаемый метод поясняется чертежом. Катод 1 дважды пересекается силовыми линиями магнитного поля, показанными пунктирными линиями. Катод 1 и анод 2 создают электрическое поле, силовые линии которого показаны сплошными линиями. При положительном аподе в заштрихованных областях 3 и

4 образуется «потенциальная яма, попав в которую электроны не могут выйти из нее и совершают колебательные движения вдоль силовых линий магнитного поля, одновременно дрейфуя вокруг оси системы. Двигаясь достаточно долго, электроны производят ионизацию даже в условиях низкого давления, когда длина свободного пробега электронов много больше величины разрядного промежутка между катодом 1 и анодом 2. В результате при положительном аноде напряжение зажигания разряда резко снижается, и зажигание разряда происходит без предварительного поджига. При этом, вследствие малой длины разрядного промежутка, падение напряжения на нем мало, что позволяет получить большую силу тока при разряде.

Когда анод отрицателен, «потенциальной ямы не образуется, электроны уходят на катод и происходит быстрая деионизация в разрядном промежутке. Электрическая прочность промежутка становится высокой, и он выдерживает значительное обратное напряжение.

Описанные свойства газоразрядного промежутка, находящегося в магнитном поле, позволяют использовать его для выпрямления больших токов высокого напряжения.

Предмет изобретения

Способ выпрямления больших токов высокого напряжения газоразрядными промежутками, находяш,имися в магнитном поле при низком давлении газа, когда деионизация заряженных частиц после разряда происходит преимушественно на электродах, а электрическая прочность промежутка при обратной полярности высока и определяется значениями, соответствуюш;ими левой ветви кривой Пашена, отличающийся тем, что, с целью получения низкого потенциала зажигания разряда при положительном напряжении на аноде, без предварительного поджига газоразрядного промежутка и уменьшения потерь в нем, создают магнитное поле, часть силовых линий которого в межэлектродном пространстве дважды пересекает катод, не проходя через анод, возбуждают с помошью магнитного поля дуговой разряд с низким падением напряжения между анодом и твердым или жидким катодом.