Устройство для формовки и испытания ионных вентилей Советский патент 1950 года по МПК G01R31/24 H01J9/42 

Известьгые устройства д/ш формовки и испытания ионных вентилей, представляющие собой искусственные схемы, имеют ряд недостатков, основным из которых является несоб.иодение условий работы вьи1рямите.тя в инверторном режиме.

R Г1)едлагасмо:.г устройстве этот недостаток устраняется ирименением двух разде.чьно действуюгцих контуров, в одном из которых (контур напряжения) содержится маломон:,irbrii высоковольтн гй ис1Очиик напряжения и конденсатор, включенiiuii между источником наиряжения и коммутируюншми Iieнтиля- пr, нричем индуктивность рассеяния высоковольтного источника наиряжения испо.гьзуется в качестве индуктивности резонансно1-о контура.

Испытания в инверторном режиме и )словиях, близких к нормальным ус.гговиям рабо1ы, обесиечиваются за счет включения в контур тока дроссчля переменной индуктивности. Устранение паразитных колебаний в резонансном контуре производится с помощью дополнительной демпфериой непи из конденсатора и активного ()Т11вле(Н1я, включаемой парал.1сл ьно коммутируюи1им вентилям.

На фи1. 1 изображена схема иредлагасмого устройства; на фиг. 2- кривые зависи.мости напряжения испытуемого вентиля от угла зажигания всиомогательног.о вентиля; на фиг. 3-кривые, иллюстрируюнше работу устройства.

Устройство (фиг. 1) представляет собой два синхронно работающих контура: контур нагрузки током и нагрузкн напряженне.м.

В KOfrryp нагрузки токо.м входят трансформатор Трт, испытуемые венти.:|и В и /i- ( в да.чьнейшем для ясности называемые соответственно выпрямите.пем н инвертором), на рузочное сопротивление i и коммутируюни-гй дроссе.1ь Др.

В контур нагрузки иапряжениявходит трансформатор BBICOKOI-O напряжения Три. вспомо ате,1ьные венти.1и Bi и Bi и конденсатор Ci.

Конденсатор Ci, образующий колебате.ПзНыГ; контур с индуктивностью рассеяния трансформатора высокого нагтряже}п-гя, изменяет свое

папряжение в соответствии с моментом перезарядки. На фиг. 2 показан .характер бросков напряжения и максимального испытательного нагфя 1 ення н зависимости от угла зажн1ання вспомогательного венти.чя. Кривая / здесь обозначает напряжение высоковольтного трансформатора, кривая 2-бросок напряжения. кривая 3 - максимальное нснытательное напряжение. Поскольку абсолютные значения этих напряжений могут превышать амплитудное значение напряжения транс(|х)рматора в десятки раз, схему мо/кно } азвать резонансно| 1.

Контур на1рузкн током даетбо. возможности регулирования крутизны спадания тока на инверторе, а также момента подачи на него положительного напряжения и величины отрицательного напряжения деионизапии. Таким образом, схема позволяет получить полног1енные испытания вентилей в вып11ямительном и ипверторном режимах.

Для объяснения работы устройства рассмотрим момент (фиг. 3), когда сдвиг фаз между напряжение.м t/i, высоковольтного трансформатора и напряжения (7„ токового трансформатора равен 2, Угол а определяется соотношением величины скачка напряжения и крутизны спадания тока инвертора. Управляюшие напряжения выпрямителя В и инвертора б могут быть синусоидальны и сфазированы с напряжением . Пренебрегая напряжением зажига п я, можно считать, что выпрямитель В и инвентор /З зажгутся в тот момент, когда напряжение U г на их анодах становится положительным. Ток нагрузки совпадает по фазе с / . BcnoMoraTaibHbTe вентили Вз и В заперты. Конденсатор Ci на пластине, обращенной к вентилям, имеет положительный заряд. В контуре действуют две э.д.с.-заряд Г7с конденсатора и напряжение L,, высоковольтного трансформатора, включенные последовательно.

Пусть зажигаюншй импульс подается на вентиль Вз. в тот момент, когда кривая U, спадая, приближается к нулю, как показано на

фиг. За. Так как выпрямитель Bi енде горит, то зажигание вентиля Вз замкнет цепь разряда конденсатора Ci на вторичную обмотку высоковольтного трансформатора, индуктивность которого заставит конденсатор перезарядиться, причем, поско.тьку мгновенное значение напряжения трансформатора в этот момент , конденсатор при перезарядке увеличит заряд на величину и„ . Поскольку полученная конденсатором добавка больше потери напряжения в колебательном контуре, напряжение на конденсаторе все время возрастает, пока эти величины не сравняются. Благодаря этому в контуре действует напряжение и токи значительно большие тех, которые дает трансформатор. Смещая момент зажигания вспомогательного вентиля Вз, можно изменять напряжение трансформатора в момент перезаряда конденсатора, регулируя величину напряжения заряда конденсатора.

В момент перехода разрядного тока через нуль выпрямитель Bi запирается и отрицательное напряжение конденсатора прикладывается к нему через зажегшийся вспомогательный вентиль В-. В реальной схеме такому скачку напряжения соответствует момент коммутации фаз. Регулировка этого испытательного напряжения производится смещением момента зажигания вентиля Вз. Напряжение высоковольтного трансформатора, перешедшее в это время в область отрицательных значений, оказывается последовательным с напряжением конденсатора и дополняет испытательное напряжение до нормальной формы, как показано на фиг. 36.

В момент разряда конденсатора в токовом контуре за счет падения напряжения на дросселе инвертор В2 погаснет ранее, чем кривая напряжения /т токового трансформатора перейдет через нуль. Спадание же тока контура создает в др.осселе напряжение, которое затягивает момент гашения инвертора. Регулируя величину индуктивности или величину тока, можно регулировать

ремя гашения инвертора. Если это ремя более длительности импульса, о иивертор не иогаснет и разряд оидеисатора через выпрямитель пеейдет в обратньп его разряд через нвертор. В промежуток вре.мени между 11О1асанием инвертора Вг и кончанием разряда конденсатора через выпрямитель Bi на инверторе образуется имиульс отрицательного напряжения, зависящего от индуктивности Др и величины разрядного тока. Изменяя индуктивность, лгожно выбрать напряжение, соответствуюн1ее норма.тьной работе, а изменяя ток нагрузки в момент гашения - определить минимальный угол деионизации инвертора, при котором он еп1,е сохраняет уиравляемость. К управляющей сетке инвертора еще до начала разряда конденсатора подводится отрицательное напряжение, которым он удерживается V, запертом состоянии после гащеиия до подачи зажигающего iiMnyjibCfi. Так как инвертор В включен навстречу выпрямителю Й1, то, как показано иа фиг. 36, отрицательное испытательное напряжение, подведенное к выпрямителю через вентиль В, приложено с обратНЕз1м знаком и к инвертору.

Крутизна спадания тока определяет нача„гьные условия де низации выпрямителя и инвертора. Она регулируется смен1ением момента зажи1-ания вентиля Вя и изменением индуктивности дросселя. При измерении этого значения тока отсчетом момента зажигания вентиля Вз изменится установленное значение скачка зажигания. Поэто ту измерение крутизны спадания тока инвертора производится смещением фазы напряжения токового трансформатора относительно установленны.х ранге напряжений управления и трансформатора.

Обратный заряд конденсатора происходит тогда, когда управляющее и анодное напряжения инвертора -Ва принимают положительные значения. Ток перезаряда проходит ерез инвертор Вз и enie горящий всгкмосательнын вентиль Bt. К моменту перезаряда на главном трансформаторс есть отрицательное

напряжение, складываю иееся с напряжением конденсатора. Поэтому процесс ана.югичен разряду через выпрямитель. Отрицательное обратное напряжение воспримет вспомогательный вентиль В1, который поэтому заперт независи.мо от знака, заряда на его сетке. Во время перезаряда конденсатора (7, становится положительным, зажигаются выпрямитель и инвертор В.. Вспомогательньи вентиль зашунтирован горяншм веьгги;1ем Bi и к мо.менту прохождения обратного перезаряда через венти.чь Bi вентиль В.-, до.тжен быть ирочно заперт, чтобы выдержать ,ее на него полное положительное напряжение конденсатора. Далее к этому напряжению добав.чяется положительное напряжение трансформатора, возрастающее до максимума. Таким образом, картина обратных напряжений аналогична картине на инверторе, что показано на фиг. Зв.

Вспомогательный венти.ць B-i после прохождения разрядного импульса принимает такой же скачок напряжения, как в ранее описанном случае выпрямитель Bi.

После пропускания обратЕЮго импульса через веитиль Bi высокий потенциал принимает линл катод этого вентиля и один вывод конден сатора. Локализация этих высокочастотных колебаний производится демпфирующей цепью, состоящей из последовательно соединенных сопротивления и конденсатора Сц подключенных параллельно вентилю Bi. Как показано на фиг. 2, ни один из выпрямителей не несет отрицаTe.JbHoro обратного напряжения при положительном напряжении на сетКе.

Как известно, у высоковольтных выпрямителей обратные зажигания обычно происходят при максимальных значениях обратного напряжения. Поэтому, если испытуемый вентиль не выдержит приложенного к ьчму напряжения и даст обратное зажигание при максимальном напряжении на трансформаторе, разряд конденсатора произойдет при напряжении на выию установобратных зажиганий при больших токах разряда, контурный конденсатор Ci шунтируется разрядником Р с ограничительным сопротивлением RS- После разряда конденсатора через разрядник повторных обратных зажиганий нч получается. Восстановление испытательного напряжения происходит лишь через несколько периодов. Если прочность выпрямителя все же не восстановится при периодических обратных зажиганиях устройство работает как установка для статических испытаний. Те же явления происходят и при обратных зажиганиях на инверторе. Распознавание производится с ПОМОИ1,ЬЮ фотоэлектронного реле, фиксирующего обратное зажигание на В15шрямителе и на инверторе.

Для исключения иасьидения токопого трансформатора он выполнен с двумя вторич( обмотками.

Управление всех вентилей взаилгио связано с помо1цьк) обпхего регулиpyroHieio аппарата.

П р е ; м е i и з обре т е н и я

1. Устро| 1ство д.тя формовки 1г испытания ионных вентилей, состояп1ее из двух раздельно действуюгцих контуров, из которых содержит

источник испытательного тока низкого напряжения и иснытуемые веитили, а другой-резонансный контур, содержит маломощный высоковольтный источник напряжения, конденсатор и коммутирующие вентили, о тл и ч а К) щ е е с я тем, что, с целью упрощения , указанный конденсатор включен непосредственно между ко.ммутируюгцими вентилями и высоковольтным источником напряжения, индуктивность рассеяния которого используется в качестве индуктивности резонансного контура.

2.Устройство по п. 1, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью обеспечения возможности формовки и испытания вентилей как в выпрямите.:гьиом, так н в ниверторном режи.ах, 15 условиях, тождественных условиям их нормальной работы, в цепь первого контура включен дроссель переменной индуктивности.

3.Устройство по и. I, отл и ч а ющ е е с я тем, что, с целью предотвраи1еи 1Я возникновения иаразитin ix электрических ко.тебанн в резонансно.м контуре, парал.че.:1ьно Ko.fмутируюши.уг вентилям BK.Iючеиа демпферная цепь, содержан1ая конденсатор и активное сог1рот1и ;1снне.

Фяг. 2