Игнитрон - газоразрядный прибор с ртутным катодом и вспомогательным (поджигающим) электродом, посредством которого можно управлять основным дуговым разрядом. Применяется в качестве вентиля в мощных выпрямительных устройствах, электроприводах, электросварочных аппаратах, электротяговых подстанциях на железных дорогах и т. д., изобретен в СССР Вологдиным Валентином Петровичем в 1922 году.
Ртутный выпрямитель В.П. Вологдина создавался в чрезвычайных условиях. Пережившая Гражданскую войну Советская Россия остро нуждалась в энергетических ресурсах. Уцелевшие в период разрухи и восстановленные электрические сети не могли обеспечить эту потребность. Возникала и другая проблема: для получения энергии при имеющихся мощностях использовался только постоянный ток, поскольку подача переменного тока выводила из строя существующие генераторы. При наличии сети переменного тока выпрямление является наиболее экономным и удобным способом получения постоянного тока.
Этот процесс представляет собой преобразование переменного тока в постоянный при помощи вентилей или коммутационных устройств, пропускающих ток только в одном направлении. Выпрямитель состоит из трансформатора, вентиля и электрического фильтра, сглаживающего пульсации выпрямленного тока. Существовавшие до того времени выпрямители не могли обеспечить надлежащей работы трансформаторов. В 1919 г. В.П. Вологдин решил использовать для получения постоянного тока вып-рямитель с жидким (ртутным) катодом в стеклянном исполнении (в виде колбы). В этом устройстве два нулевых трехфазных выпрямителя были соединены параллельным способом.
В.П. Вологдин сделал свои ртутные выпрямители однополупериодными и двухполупериодными. В первых использовалась только одна полуволна переменного тока, выпрямленный ток сильно пульсировал (возникали остаточные вихревые токи), что заставляло использовать дорогостоящие и громоздкие фильтры. При двухполупериодном выпрямлении постоянная составляющего тока увеличивалась вдвое, а пульсации соответственно уменьшались. Поэтому ртутный выпрямитель, предложенный В.П. Вологдиным, получил высокую оценку специалистов. Он предназначался для питания анодных ламп радиотелефонных передатчиков. Оригинальный прибор мощностью 10 кВт позволял получить постоянный ток с напряжением более 3500 В. Коэффициент полезного действия (КПД) при этом достигал 99 %, а напряжение внутри колбы падало незначительно.
Ртутный выпрямитель, созданный В.П. Вологдиным, предназначался в первую очередь для радиотелефонных и радиотелеграфных станций. В 1930 г. В.П. Вологдину удалось создать более мощные ртутные выпрямители в металлическом исполнении. Самый первый из них достигал мощности в 1000 кВт (при напряжении 12 ООО В). Он изготавливался на ленинградском заводе «Электросила» под руководством В.П. Волошина. Изобретение В.П. Вологдина практически в неизмененном виде используется на современных электростанциях и в трансформаторах большого масштаба. Этого человека заслуженно называют пионером высокочастотных технологий в отечественной энергетике.
На границе между зажигателем и ртутью образуется электрическое поле напряженностью порядка 106 В/см, достаточное для появления электростатической эмиссии с поверхности катода. Если поджигающий импульс подается при положительном напряжении на аноде, то в игнитроне начинается дуговой разряд и образуется плазма, а на поверхности ртути — катодное пятно.
При отрицательном полупериоде напряжения на аноде происходит деионизация паров ртути, поэтому во время каждого следующего положительного полупериода анодного напряжения необходимо подавать на зажигатель очередной поджигающий импульс. Они должны подаваться синхронно с анодным напряжением. Изменяя фазу поджигающих импульсов можно изменить длительность горения дуги, а следовательно, и величину выпрямленного напряжения, если игнитрон работает в выпрямительной схеме. Роль зажигателя в игнитроне подобна роли управляющей сетки и тиратроне. Стеклянный игнитрон типа И-100/1000, рассчитанный на выпрямленный ток 100 А при допустимом обратном напряжении 1000 В, изготовляют в виде сварной конструкции из медного цилиндра 4, охлаждаемого водой и являющегося выводом катода, и стеклянного (молибденовое стекло) цилиндра 2 — анодной камеры. Графитовый анод 3 имеет форму цилиндра или полусферы. Вывод зажигателя 1 сделан в боковой части стеклянного цилиндра.
Металлический игнитрон монтируется в трубе 2, изготовленной из нержавеющей стали, вокруг которой расположена рубашка 1 водяного охлаждения со спиральными каналами. Графитовый анод 3, укрепленный на металлическом стержне 4, выводится наружу через стеклянный изолятор 5, сваренный с крышкой игнитрона. Вывод 7 зажигателя 6 осуществлен через стеклянный изолятор 5, проходящий через корпус игнитрона. Ртутный катод 9 не имеет отдельного вывода, так как ртуть не изолирована от корпуса игнитрона. Стеклянные игнитроны рассчитывают на токи до 100 А при величине допустимого обратного напряжения 10... 12 кВ, металлические игнитроны — на токи 300... 500 А и выше.
Игнитроны широко применяют в мощных выпрямительных устройствах, промышленных преобразователях тока, электросварочных установках и ряде других схем промышленной электроники. Игнитроны типа И1 выпускают для контактной сварки металлов.
|
|
 |
