Устройство для испытания вакуумных разрядных вентилей Советский патент 1943 года по МПК G01R31/24 H01J9/42 

Описывается устройство для испытания различных разрядных вентилей, например, газотронов, тиратронов, игнитронов, дуговых ртутных выпрямителей, кенотронов и других.

Особенное значение это устройство имеет при испытании газоразрядных вентилей высокого напряжения, рассчитанных на большие значения анодного тока.

Устройство обеспечивает значительное уменьшение мощности, потребляемой при испытании, и сокращение количества источников питания.

Как известно, всякий вентиль, работающий в выпрямительном устройстве, имеет два режима: режим прямого и режим обратного напряжения. Режим прямого напряжения соответствует проводящей части периода. В это время через вентиль протекает прямой анодный ток, причем напряжение на вентиле получается сравнительно малое (порядка 10-20 в для газоразрядных приборов с накаленным катодом). В самом вентиле выделяется мощность, равная Р - Vgiada

где Va - напряжение на вентиле в проводящей части периода, ia - анодный ток, а со.

При этом вентиль разогревается, что обычно ведет к уменьшению его электрической прочности при обратном напряжении.

Режим обратного напряжения соответствует непроводящей части периода. В это время к вентилю прикладывается обратное напряжение, направленное минусом к аноду. В газоразрядных вентилях при этом обычно протекает, так называемый, обратный ток, от величины которого зависит электрическая прочность вентиля. Если вентиль недостаточно прочен, то при обратном напряжении он пробивается и теряет свои вентильные свойства.

При втором режиме мощность, выделяемая в вентиле, ничтожна.

1

iJ Л

№ 62274- 2 -

Для .испытания вентиля требуется громоздкое оборудование и источник электрической энергии большой мощности.

Ранее нредлагалось испытывать выпрямители в условиях эквивалентных, действительных с точки зрения режимов работы, в которые ставится испытуемый выпрямитель. Примером устройств для таких испытаний являются синхронный механический коммутатор с вращающимися частями и предложенное автором устройство, на которое выдано авт. св. № 32057.

В основном авт. св. № 32057 предлагалось устройство для испытания выпрямителей при помощи двух различных источников напряжения разной полярности, поочередно заменяющих друг друга. В цепь источника низкого напрял ения этого устройства включен триод, обращенный катодом к аноду испытуемого выпрямителя, а в цепь источника высокого напряжения - диод, обращенный катодом к катоду выпрямителя, причем в цепь сетки триода подается запирающее лампу смещающее напряжение.

Настоящее изобретение является развитием изобретения по основному авт. св. № 32057.

В предлагаемом устройстве в качестве вентиля в цепи низкого напряжения применен газоразрядный вентиль с управляемым моментом зажигания, а в цепи высокого напряжения - такой же газоразрядный вентиль или вентиль с электростатическим управлением.

Для питания цепей высокого и низкого напряжения могут быть применены источники постоянного тока.

Источником питания цепи низкого напряжения может служить периодически заряжаемый конденсатор.

Перечисленные новщества в значительной мере повыщают эффективность изобретения и расширяют область его применения.

Сущность изобретения поясняется фиг. 1 и 2.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема предлагаемого устройства.

К испытуемому вентилю 8 поочередно периодически подводится напряжение через трансформаторы 2 и 10. Е качестве таких источников могут быть взяты трансформаторы / и 5 с регулирующими органами (например, потенциал-регуляторы).

В первичные цепи этих трансформаторов могут быть включены фазорегуляторы, например, фазорегулятор 17.

Трансформатор 2 - низковольтный, на большую мощность. Его напряжение выбирается таким, чтобы в достаточной мере перекрыть пороги зажигания вентилей 4 и 8 и создать достаточное нагревание испытуемого вентиля 8.

Трансформатор 10 рассчитан на высокое обратное напряжение и на малый обратный ток. В качестве такого трансформатора удобно использовать маломощные трансформаторы, применяемые в рентгеновских установках.

Прямое напряжение подается через газоразрядный вентиль 4 с управляемым моментом зажигания газового разряда, рассчитанный на полный прямой ток испытуемого вентиля 5. В качестве такого вентиля удобно взять игнитрон или тиратрон. Применение игнитрона дает ряд преимуществ перед другими видами газоразрядных вентилей, а именно- возможность получать неограниченно большой анодный ток, способность катода выдерживать весьма больщие перегрузки, четкость в управлении моментом зажигания газового разряда, малое внутреннее падение напряжения и малые внутренние потери.

Зажигание.игнитрона производится при помощи специальной вспомогательной схемы, состоящей из источника постоянного тока 7, заряжающего конденсатор 6, разряжаемый при помощи газоразрядного вентиля 5 с холодным или накаленным катодом.

Прямой ток, протекающий через испытуемый вентиль 5, может быть измерен при помощи амперметра 3.

Высокое обратное напряжение подается через электронный вен,тиль 14 (электронная лампа). В качестве вентиля 14 может быть применен и газоразрядный, но электронный вентиль здесь будет предпочтительнее, так как он обладает больщей электрической прочностью при обратном напряжении.

Из электронных вентилей может быть использован вентиль неуправляемый, т. е. диод, или вентиль с плавным электростатическим управлением, т. е. снабженный управляющим электродом - управляющей Сеткой (триод, тетрод, пентод и пр.).

Применение управляемого вентиля позволяет управлять моментом приложения обратного напряжения к испытуемому вентилю. В-этом случае между моментом окончания протекания прямого анодного тока через испытуемый вентиль и моментом приложения обратного напряжения можно устраивать паузу регулируемой длительности. Эта возможность имеет большое значение с точки зрения изучения деионизационных процессов в испытуемом вентиле.

Применяя в цепи высокого напряжения газоразрядный вентиль с управляемым моментом зажигания газового разряда, можно устанавливать желаемыми скачками величину обратного напряжения; это может иметь значение при специальных исследованиях.

Обратный ток испытуемого вентиля может быть измерен при помощи измерительного прибора (миллиамперметра или микроамперметра) 15.

Для измерения амплитуды обратного напряжения может быть использована вспомогательная схема, состоящая из электронного вентиля 13, конденсатора 12 и электростатического вольтметра 11, включенного параллельно конденсатору 12.

На фиг. 2 изображены кривые, характеризующие работу испытуемого вентиля за один период переменного тока, питающего устройство. Сплошной линией показана кривая напряжения между анодом и катодом испытуемого вентиля, а пунктирной линией - кривая прямого анодного тока. Испытуемый вентиль при помощи предлагаемого устройства ставится в условия, эквивалентные рабочим, но при несравненно меньшем расходе мощности, так как полезная нагрузка (внешняя цепь выпрямителя) здесь практически отсутствует.

Сопротивление /5 небольшой величины является подгоночным.

Возможны некоторые варианты настоящего изобретения. В частности, на управляющий электрод (сетку) вентиля 14 цепи высокого напряжения может подаваться потенциал, изменяющийся во времени по тому или иному закону. Благодаря этому может изменяться форма кривой обратного напряжения. Можно создать такие условия, когда при той или иной щирине импульса кривая обратного напряжения имеет крутой спад.

Для этой цели на управляющую сетку вентиля 14 подается напряжение от пикового трансформатора, релаксационного генератора и пр.

В другом варианте в качестве источника высокого напряжения 0 может быть использован источник постоянного тока 16; напряжение от последнего периодически подается через управляемый ве1ггиль 14, а на

Х 62274