Коллектор электронной лампы Советский патент 1980 года по МПК H01J7/28 

1

Изобретение относится к области электроники больших мощностей, а более конкретно - к устройству охлаждаемых коллекторов электронных ламн.

Известна конструкция коллектора электронной лампы, состоящего из двух секций, расположенных вдоль оси пучка электронов и изолированных друг от друга 1. На каждую секцию поданы постоянные потенциалы, нричем на вторую более низкий.

На первую секцию надет соленоид, который во второй половине секции создает рассеивающее магнитное ноле. Первая секция улавливает более медленные электроны потока, вторая - более быстрые.

Недостатком аналога является наличие локальных перегревов коллектора, особенно отдельных секций в области оседания быстрых электронов пучка.

Известен также коллектор электронной лампы, содерл ащий множество изолированных друг от друга секций, находящихся иод разными потенциалами, и средство формирования магнитного поля 2.

К недостаткам прототипа относится следующее:

1. При многоступенчатой рекуперации значительный продольный размер секций приводит к тому, что электроны с большими скоростями, которые могли оы пройти в последующие секции с более низким потенциалом, в результате расхождення иучка иод действием пространственного

5 заряда оседают на нредыдущих секциях и уменьшают электронный КПД коллектора. Уменьшение размеров секций приводит к перегреву и вызвать разрушение низкопотенциальны.х секций, на которых

0 происходит осаждение наиболее быстрых электронов, обладающих большей энергией.

2.Замедленные электроны фокусируются электр11ческим нолем, обусловленным

J5 разностью потенциалов между соседними секциями, и отрал аются в нространство взаимодействия, КПД лампы.

3.Быстрые электроны, оседающне на поверхности какой-либо секции, выбивают

20 вторичные, которые ускоряются в направлении предыдущей секции, электронный КПД коллектора.

Целью изобретення является повышение КПД, надежности и снижение массо-габа25 ритных характеристик.

Поставленная цель достигается тем, что средство формирования магнитного поля выполнено в виде распололсенной снаружи коллектора трехфазной обмотки электро30 магнита, нричем фазные обмотки наклонены относительно оси коллектора под углом и сдвинуты относительно друг друга на угол 120°. На фиг. 1 - схема многосекционного коллектора; на фиг. 2 - три катушки электромагнита; на фиг. 3 - вид А фиг. 2; на фиг. 4 - сечение Б-Б фиг. 3. Устройство состоит из многосекционного коллектора, каждая секция 1 которого электрически изолирована от последующей изоляторами 2. На секции 1 поданы от источника питания 3 такие постоянные потенциалы, что .каждая секция имеет более высокий потенциал, чем последующая в направлении двил ения пучка электронов. Три катушки электромагнита 4 смещены одна относительно другой на угол 120°, при этом плоскость каждой катушки 4 образует с осью коллектора угол а. Электромагнит питается симметричным трехфазным током. Устройство работает следующим образом. Электронный поток, входящий в коллектор, взаимодействует с вращающимся электромагнитным полем сложной формы, создаваемым катушками электромагнита 4. Наклон плоскостей катушек относительно оси коллектора в предлагаемом устройстве позволяет создать более сложиое вращающееся магнитное поле, изменяющее прямолинейную траекторию движения электрона на сложную спираль, например, двойиую, отклоняющуюся от осп коллектора к его стенке. В этом случае поступательное движение электрона в коллекторе напоминает его движение иод воздействием поперечного магнитного поля, однако путь, проходимый электроном, в значительной мере увеличивается из-за того, что он движется по слолшой спирали. На фиг. 1 показана в качестве примера предполагаемая траектория электрона в коллекторе предлагаемой, коиструкции. Благодаря такой траектории в предлагаемой конструкции коллектора реализуются следующие преимущества. Увеличивается путь, проходимый электронами пучка, следовательно, увеличивается время взаимодействия электрона с магнитным полем и соответственно увеличивается количество энергии, теряемое электроном на преодоление магнитного иоля. В иредлагаемой конструкции благодаря тому, что векторы магнитных полей катушек составляют между собой в простран стве угол 120° электрон в своем движении по сложной спирали в каждый момент времени преодолевает противодействие как минимум одного из трех полей. Потеря энергии иучка электронов при его взаимодействии с магнитным полем снижает тепловую нагрузку на внутреннюю поверхность коллектора, что повышает надежность и позволяет снизить массо-габаритные характеристики коллектора и систем его охлаждения. Движение по сложной спирали позволяет при большой линейной скорости электронов в значительной мере уменьшить поступательную скорость электрона в коллекторе, следовательно, при продвижении внутри коллектора на одно и то же расстояние в предлагаемом устройстве электрон может преодолеть большую разность потенциалов, чем в прототипе, и, кроме того, для ускорения замедленных и вторичных электронов до такой степени, чтобы они могли попасть на предыдущие секции или в зону взаимодействия лампы, требуется большая разность потенциалов, чем в прототипе. При этом появляется возможность большего снижения потенциала от секции к секции, что увеличивает КПД коллектора, и, кроме того, снижает вероятность возврата как замедленных, так и вторичных электронов в область взаимодействия, что увеличивает КПД ламиы. Формула изобретения 1.Коллектор электронной ламиы, содержащий множество изолированных друг от друга секций, находящихся иод разными потенциалами, и средство формирования магнитного поля, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД, надежности и снижения массо-габаритиых характеристик, средство формирования магнитного поля выполнено в виде расположенной снаружи коллектора трехфазной обмотки электромагнита. 2.Коллектор по п. 1, отличающийся тем, что фазные обмотки наклонены относительно оси коллектора иод углом и сдвинуты относительно друг друга на угол 120°. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент США № 2955255, кл. 315-3.5, опублик. 1960. 2.Патент США № 3202863, кл. 315-5.38, опублик. 1965.

Bad А

4о

ФигЗ

6-6