Устройство для тренировки электровакуумных приборов Советский патент 1982 года по МПК H01J9/42 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТРЕНИРОВКИ

ЭЛЕКТРОВАКУУМНЫХ ПРИБОРОВ

1

Изобретение относится к электронной) технике и может быть использовано для повышения электрической прочности и долговечности электровакуумных приборов (ЗВП) как в процессе производства, так и при их эксплуатации в ра.диотехнических устройствах различного назначения, в частности для тренировки в условиях эксплуатации мощных генерснторных ламп, ламп бегущей волны, клиотронов, вакуумных конденсаторов и т.д. в целях повышения их безотказности и сроков службы.

Известно устройство для тренировки ЭВП йробоями, содержащее источник 1фобивного напряжения и накопительный конденсатор, соединенный с тренируемым прибором С1 .

При развитии пробоя в тренируемом приборе через него проходит ток разpsma конденсатора, определяющий в основном энергию пробо :.

Недостатком данного устройства я&ляется низкая эффективность тренировки, обусловленная неблагоприятным характе ром вьщеления энергии в тренируемом приборе при развитии пробоя. Это св зано с тем, что начальный ток разряда, определяемый напряжением,-до которого конденсатор был предварительно заряжен, и величиной сопротивления дуги, сказывается чрезмерно большим, что может

10 приводить к порче прибора.

Кроме того, длительность пробоя зависит от постоянной времени цепи разряда, т.е. от параметров дуги, и, как правило, превышает величину, необход 15мую для ликвидации выступов на поверятности электродов, явившихся инициаторами пробоя. Вследствие чрезмерных токов и большой длительности разряда в рвзугпгтате пробоя в тренируемом приборе мо20гут ие только уничтожаться имевшиеся на поверхности электродов неровности,

но образовываться новые, что снижает эффективность тренировки. 39 Известно устройство, в котором нако . пительный конденсатор подключен к дополнительному источнику, напряжение ко торого выбрано меньше напряжения пробоя. Поэтому начальный ток разряда, пропорциональный напряжению на накопительном конденсаторе, оказывается существенно меньше С 2 J . Однако известное устройство не обео печивает оптимального режима тренироа ки, так как величина тока дуги не сохраняется на требуемом уровне, а в про цессе разряда конденсатора изменяется. Кроме того, длительность пробоя здесь трудно регулировать и она практически оказьтается излишне большой. Целью изобретения является повышение эффективности тренировки за счет оп тимизации величины тока и длительности дугового разряда в междуэлектродном про мемсутке тренируемого ЭВП. Указанная цель достигается тем, что в устройство, содержащее источник пробивного напряжения, соединенный с тренируемым прибором, введен разомкнутый отрезок длинной линии, одним из своих концов соединенный с источником пробивного напряжения, и тренируемым прибором, причем волновое сопротивление разомкнутого отрезка длинной линии выбрано больше сопротивления дуги. Параллельно тренируемому прибору могут быть вкл$очены последовательно соедшгенные резистор и диод, вютсченны в направлении обратном полярности ис- точника пробивного напряжения. Разомкнутый отрезок длинной линии может быть выполнен в виде его эквивалента из элементов со средоточенными параметрами. На конце разомкнутого отрезка длинной линии может быть включен ковденсатор. Кроме того, тренируемый прибор мо жет быть соединен с входом отрезка дли ной линии через резистор, сопротивление которотю в сумме с сопротивлением дуги не превышает величину волнового сопротивления разомкнутого отрезка длинной линии. На фиг. 1-3 нредставлены схемы предлагаемого устройства. Схемы содержат источник 1 пробивного напряжения, тренируемый прибор 2, разомкнутый отрезок 3 длинной линии, упор 4, резисторы 5 и 6. Устройство работает следующим обра зом. 4 Под действием источника 1 пробивного напряжения происходит заряд разомкнутого отрезка 3 длинной линии до тех пор, пока величина напряжения на разомкнутом отрезке 3 длинной линии не достигает напряжения пробоя тренируемого прибора 2. При развитии пробоя величина сопротивления тренируемого прибора 2 резко уменьшается, а напряжение на тренируемом междуэлекгродном промежутке падает до величины, не превышающей обьгано 20-25 В (напряжение горения дуги).В момент возникновения пробоя начинается разряд разомкнутого отрезка 2 длинной линии через тренируемый прибор 2. Разомкнутый отрезок 3 длинной линии в процессе разряда ведет себя по отношению к тренируемому прибору 2 как генератор постоянного напряжения с ЭДС, равной напряжению, до которого разомкнутый отрезок 3 длинной линии был предварительно заряжен, и внутренним сопротивлением, равным волновому сопротивлению. Поэто 1у, через трениру&мый прибор 2 протекает ток практически неизменяющейся величины. Одновременно с началом разряда через тренируемый прибор 2 в разомкнутом отрезке 3 длинной линии возникает бегущая от входа к разомкнутому концу разрядная волна тока той же величины, что и ток через тренируемый прибор 2. При этом напряжение разрядной волны вычитается из напряжения, до которого был предварительно заряжен разомкнутый от резок 3 длинной линии. По достижении разомкнутого конца разрядная волна полностью отражается . Отражение происходит без изменения величины и знака HanpsH жения и без измерения величины, но с изменением знака тока по отношению к направлению движения волны. В результате возникает бегущая от разомкнутого конца к началу разомкнутого отрезка длинной линии 3 обратная рас ядная волна. Поскольку волновое сопротивление разомкнутогч) отрезка 3 длинной линии выбрано больше величины сопротивления дуги в междуэлектродном промежутке тренируемого прибора 2, то напряжение разрядной волны превышает половину величины напряжения, до которого был заряжен разомкнутый отрезок 3 длинной линии. Поэтому по достижении отраженной разрядной волной начала разомкнутого отрезка 3 длинной линии на

ренируемом приборе 2 возникает напряение, полярность.которого обратна поярности напряжения дуги. В результате происходит гашение дуги.

Для предотвращения повторных пробо- s ей тренируемого прибора 2 напряжением отраженной волны параллельно входу разомкнутого отрезка 3 длинной линии ключены последовательно соединенные езистор 5 и диод 4, включенный в на- правлении, обратном полярности источника 1 пробивного напряжения.

В устройстве, показанном на фиг. 2, непосредственно после гашения дуги в тренируемом приборе 2 за счет отражен- 5 ной волны, отпирается диод 4, что предотвращает подъем напряжения отрицательной полярности на тренируемом, приборе 2. Резистор 5 служит для ограничения тока через диод 4.20

Таким образом, в устройстве длител ность пробоя в .тренируемом приборе 2

полностью определяется удвоенным временем пробега разрядной волны вдоль разомкнутого отрезка 3 длинной линии 25 и может устанавливаться при тренировке совершенно независимо от других параметров схемы. Для достижения больших конструктивных удобств разомкнутый от резок 3 длинной линии может быть 30 полнен в виде его известного эквивалента из элементов со сред оточенными пгераметрами. В целях укорочения разомкнутого отрезка 3 длинной линии при заданной длительности пробоя на его35

разомкнутом конце может быть включен конденсатор. Изменяя емкость КО№енсатора можно удобно регулировать длительность пробега разрядной волны по линии и,следовательно, длительность 40 пробоя в тренируемом приборе 2.

Величину разрядного тока через тр&нируемый прибор 2 удобно регулировать в варианте предлагаемого устройства, показанном на фиг. 3. При соединении 45 тренируемого прибора 2 с входом разок кнутого отрезка 3 длинной линии через резистор 6, сопротивление которого в сумме с сопротивлением дуги не превььшает величину волнового сопротивления JQ разомкнутого отрезка 3 длинной линии, описанный принцип действия устройства сохраняется. Однако регулируя величину сопротивления резистора 6 можно йзм&нять величину разрядного тока при пробое jj тренируемого прибора 2,

Устройство обеспечивает более высокую эффективность тренировки ЭВП, благгодаря преобладанию процессов уничтожения имевйшхся на поверхностях электродов неровностей и выступов, являющихся инициаторами пробоев, над процессами образования новых неровностей, возникающих при чрезмерном выделении мощности. Такие условия тренировки в устройстве реализуются за счет оптимизадии величины тока и длительности пробоя. Поскольку в устройстве в от известных технических решений аналогичного назначения, величина тока в процессе разряда практически не изменяется, то удается обеспечить оптимальный характер выделения энергии в тренируемом приборе. При этом важно, что длительность пробоя, можно регулировать независимо от величины упомянутого тока. Конкретное вьшолнение источника пробивного напряжения 1, представленного на фиг. 1, 12 и 3 не имеет принципиального значения для функционирования уст ройства. В частности, он может явл5ггься источником как постоянного, так и импульсного напряжения с соответствующим внутренним сопротивлением.

Кроме того, тренировочное напряжение может подаваться на ЭВП через регулируемый разрядник. В состав источника могут также входить балластный резистор, зарядный дроссель н другие элементы, обеспечивающие желаемый характер процесса заряда отрезка длшшой линии.

Формула изобретения

Устройство для тренировки электровакуумных приборов, содержащее источник пробивного напряжения, соединенный с тренируемьпл прибором, отличающееся тем, что, с целью повышени эффективности тренировки за счет оптвн мизации величины тока и длительности дугового разреза в междуэлектродном промежутке тренируемого прибора, в него дополнительно введен разомкнутый отрезо длинной линии, одним из своих концов соединенный с источником пробивного напряжения и тренируемым прибором, причем. волновое сопротивление разомкнутого отрезка длинной линии выбрано больше сопротивления дуги.

2. Устройство, по П.1, отличающее с я тем, что, параллельно тренируемому прибору включены последовательно соединенные резистор и диод, включенный в направлении обратном полярности источника пробивногчэ напряжения.