Газоразрядный коммутатор Советский патент 1981 года по МПК H01J17/48 

(54) ГАЗОРАЗРЯДНЫЙ КОММУТАТОР

Изобретение относится к области электронной те.хники, а конкретнее к газоразрядным приборам и устройствам низкого давления с твердым катодом, и может быть использовано в различны.х импульсных установках большей .мощности с секционированным емкостным накопителем.

Известно газоразрядное устройство для коммути,ров,а«ия ема остных накопителей, в котором в качестве коммутаторов используются лсюровые разряд1Ник1И-низкого давления, установленные по одному на каждой секции емкостного накопителя. Каждый разрядник содержит анод, твердый катод и поджигатель, расположенный на поверхности катода 1.

Недостатком устройства является иизкая надежность управления составным газоразрядным элементом для коммутирования секционированного емкостного накопителя из-за несинхронности включения разрядников .или в случае лесрабатывания отдельных разрядников. Следствием этого является снижение крутизны нарастания импульса тока. Для получения удовлетворительной работы составного коммутирующего устройства необходимо применять сложные цепи управления и регулирования, которые должны обеспечить синхронное срабатывание всех

разрядников одновременно. Несинхронное срабатывание коммутаторов обусловлено период11чески.м разбросом времени зажигания разрядника н его дрейфом. Разброс связан со статической природой формирования разряда В поджигателе и непрерыв}1ым изменением характеристик межэлектродной вставки поджигателя из-за ее эрозии. Дрейф времени зал игания происходит вследств е .постепенного запыления межэлектродной вставки подл игателя продуктами эрозии анода и катода.

Наиболее близким ио технической сущности к предлагаемому является устройство, содержащее аноды, катоды с отверст}1ям:и, напротив которых со стороны, противоположной аноду, расположены управляющие электроды, внутри которых размещены поджигатели, и индукторы, включенные последовательно с катодом, причем число индукторов соответствует числу анодов 2.

Недостатком устройства является разброс времени зажигания разряда между отдельны.ми промежутками, что надежность управления устройством для коммутирования секционированного емкостного накопителя и умеиьщает крутизну нарастания имиульса тока. Высокая собственная ИНДУКТИВНОСТЬ из-за последовательно подключенного 1гндуктора также снижает крутнзну нарастання импульса тока.

Целью изобретения является гювьииенне скорости срабатывания нутем увеличения крутизны нараетання импул1 са тока ;; надежности управления газоразрядного устройства.

Поставлеииая цель достигается тем. что унравляюоднй электрод вынолнен в Bine, пи меньшей мере, двух коакснальны.х нилиидров, соеднненных между собой соиротнвденнями, аноды расноложены вокруг управляющего электрода, а индукторы нодсоединены носледовательно с уиравляюн1;|м электродом.

Цель изобретення достнгастся благодаря зффектнвной экранировке нод/кигателя от запылеиия нродуктами эрозии управ. яюни1м электродом без ухудшения iiycb:;-вых характеристик, практически одиовременного инипиирования дуговых разряд;;;} между анодами н катодом с иомониио разряда между катодом н унрс1вляюнг;1м электродом, взаимной С11нхрон1к ац;п разряд.); между катодом н анодами и использованием унравляюн его э 1ектрода Р. системе генерации магнитиого ноля.

На чертеже приведено нредлагаелгос устройство. )азрез.

Устройство содержит аноды /, хсло;,ный катод 2, унравляюнгий электрод 3, внутрн KOTopOio расположен иоджнгатель 4, и иидукторы 5, число которых соответствует анодов /. Управля1О1Ц1:и электрод выиолиен в виде коакси-п; иь:х пилиндров 6, соединенных между с;;б;)й сонротнвлениям 7. Аноды / раеиоложены во -;руг управляюнгего электрода 3, а индукторы у н(хчсоедниеиы ноеледовательн;; с унравляюнгим э.чектродом 3.

В исхо.чиом сост(янии на аио;и,1 / :: электрод 3 подано ноложнтельиое иаиряжение. Каждглй анод / подеоедннен к отдел)ИОЙ секцП емкостного накопителя, а нагрузка включена катодом 2 i земляной шииой. Управляюнщй электрод.. через индукторы 5 тоже подключен к дополнительному накопителю в виде емкОСтн или формирующей линии. В юсле/шем случае ННдукторы 5 являютея первой иидуктивностью формирующей . Второй полюс дополиптельпого паконитедя подсоединен к аноду /. Давленне газа в приборе - 5 10 //л/ рт. ст. В исходном СОСТОЯ1П1Н зажигаине разряда в устройстве не происходит вследствие пизкого давления газа н малого раестоян;1Я между электродами в соответствии с законом Пашена. |Прн подаче положительного импульса нанряже П я на полуирс водннковый поджигатель 4 в месте контакта ноджнгателя 4 с катодом 2 возннкает катодное пятно и происходит зажигание дугового разряда между катодом 2 и унравляюпщм электродом 3, точнее его внутренним цнл;1 дром б. Так как коаксиальные цил:|ндры и включены носледовательно через сонротивлення (каждое по 1 Ому), то пролсХ.лчит снижен1;е потенциала на внутреиннх нилпидрах 6 по отношению к внен1ним изза наден-ця наиряження иа сопротивлениях 7. Это нрнводнт к тому, что дуга ;;е;-;емен1ается от места своего иницнировач;1я к вненгнему цилиндр}- управляющего электр;)да 3, одновремешю с этим нроисходит диффузио1 ное расширение столба ВО все стороны от места |Нници1Ироваиия. По мере перехода дуги к вненл ему Н:::; ндру происходит иереброс разряда иа секции аиода /. Этот переброс разряда :;р;):;сход1:т нрактичсски одиовременно, так i.ax он ;п;;1ниируется нлотной нлазмой, Ра си ре делен ной равномерно но больиюму обьсму. Одновременность заж1;гання раз|)яда на все анодгл является также следвзаим1 ого в.лняния процессов разAT.iK разрядов в нромежутках ;ежду катод:);.: 2 и анодами /.

П(.;с.1е за ч11ган; Я |)азр5;да );;() 2 и всеми a;;:j/uiM:i 1 через ; аг Пзку Mjioxo iHT то:ч разрядки И1ест; секций ем:(:стл(;1() иак1.:Н ;теля. Одьювремеино с этим . ,: иге,-; ьный i I а итсл ь унравля:ОИ1,его :;. ектрода , раз1)яжается через ниллкг.;р 5, промежуток катод 2 в еи1Н1 й ни.;иидр 6 хиравляющего электрол,а 3. 11н1 -:-:то;)ы 5 генерируют радиалиюе iio.ie В Промежутках между анодам: / X;;TO;U;M 2, заставляя дугу перемен1аться

/

эрозию электр;)дов. После нрохождеiiMiiynbca тока происходит восстанове электр ческой ирочи:;стн газораз;;г{) устпойства.

15 иред.1агаемом устройстве д.чя ()ВаИИЯ ССКЦИ он НрОВа иного е М кости ;; о на; оиитедя нроисходит И1естикрат 1ое зсл1::еиие коммутируемого тока и нотока расиь:, енног;) вещества на поджнгатель. Однако последнее не приводит к снижению надсжностн управления устройства из-за

от заны.чеипя управляюпи1м электродом . За1п лен1;е управляющих э.дектродов не на характеристик) управления устройством, а размещение управляющего электрода вблизи разрядпых- промежутков катод-анод улучшает пусковые характеристики устройства. Кроме того, иппциирование дугового разряда в промежутках между катодом и аиодами пропсходит с зад,е1:1Ж1 ой 1;осле и хчачи уиравляюп1его импульса на поджигатель 4 пз-за nepcMcnieпия Дцугового разряда от впутрепнего цнлиндра управляющего электрода к внещнему. Эта задержка позволяет значительно (в 10-30 раз) увеличить велич; ну тока в цеии управляющего электрода до момента возбуждеиия дуги в анодных промежутках.