Войти
(1) Анод, ( 2) Катод, (3) Воспламенитель, (4) Ртуть, (5) Керамические изоляторы, (6) Охлаждающая жидкость Игнитрон представляет собой тип газонаполненной трубки Используется как управляемый выпрямитель и датируется 1930-ми годами. Изобретенный Джозефом Слепяном, когда он работал в Westinghouse, Westinghouse был первоначальным производителем и владел правами на товарный знак на имя «Ignitron». Игнитроны очень похожи на ртутно-дуговые клапаны, но отличаются способом зажигания дуги. Они функционируют аналогично тиратронам ; запускающий импульс на запальный элемент электрод включает устройство, позволяя протекать сильному току между электродами катод и анодом. После включения ток через анод должен быть уменьшен до нуля, чтобы вернуть устройство в непроводящее состояние. Они используются для переключения высоких токов в тяжелых промышленных приложениях.
Выпрямители Ignitron в промышленных процессах, 1945 Игнитрон обычно представляет собой большой стальной контейнер с резервуаром ртути на дне, который во время работы действует как катод. Большой цилиндр из графита или тугоплавкого металла, удерживаемый над бассейном с помощью изолированного электрического соединения, служит в качестве анода. На зажигающий электрод (называемый воспламенителем), изготовленный из тугоплавкого полупроводникового материала, такого как карбид кремния, на короткое время подается импульс высокого тока, чтобы создать слой электропроводящей ртутной плазмы. Плазма быстро перекрывает пространство между ртутным резервуаром и анодом, обеспечивая высокую проводимость между основными электродами. На поверхности ртути в результате нагрева образовавшейся дугой высвобождается большое количество электронов, которые помогают поддерживать ртутную дугу. Таким образом, поверхность ртути служит катодом, и ток обычно идет только в одном направлении. После зажигания игнитрон будет продолжать пропускать ток до тех пор, пока ток не будет прерван извне или напряжение, приложенное между катодом и анодом, не изменится на противоположное.
Игнитроны долгое время использовались в качестве сильноточных выпрямителей в крупных промышленных и коммунальных предприятиях, где тысячи ампер переменного тока должны быть преобразованы в постоянного тока, например, в алюминиевых плавильных печах. Игнитроны использовались для регулирования тока в электросварочных аппаратах . Большие электродвигатели также управлялись игнитронами, используемыми в закрытом режиме, аналогично современным полупроводниковым устройствам, таким как кремниевые выпрямители и симисторы. Многие электрические локомотивы использовали их вместе с трансформаторами для преобразования переменного тока высокого напряжения с воздушных линий в относительно низкое напряжение постоянного тока для тяговых двигателей. Грузовые локомотивы E44 Пенсильванской железной дороги имели бортовые игнитроны, как и российский грузовой локомотив ВЛ-60. Для многих современных приложений игнитроны были заменены твердотельными альтернативами.
Поскольку они гораздо более устойчивы к повреждениям из-за перегрузки по току или обратного напряжения, игнитроны по-прежнему производятся и используются в некоторых установках вместо полупроводников. Например, специально сконструированные "импульсные" игнитроны все еще используются в некоторых приложениях импульсной мощности. Эти устройства могут переключать сотни килоампер и выдерживать до 50 кВ. Аноды в этих устройствах часто изготавливаются из тугоплавкого металла, обычно молибдена, чтобы выдерживать обратный ток во время звенящих (или колебательных) разрядов без повреждений. Игнитроны с импульсным номиналом обычно работают при очень низких рабочих циклах. Они часто используются для переключения батарей высокоэнергетических конденсаторов во время электромагнитного формования, электрогидравлического формования или для аварийного короткого замыкания источников питания высокого напряжения (переключение "лом" ).
Игнитрон на 56 ампер. Видны соединения рубашки охлаждения. При использовании устройство было установлено так, чтобы текст располагался вертикально. Хотя основные принципы формирования дуги, а также многие аспекты конструкции очень похожи По сравнению с другими типами ртутно-дуговых вентилей игнитроны отличаются от других ртутно-дуговых вентилей тем, что дуга зажигается каждый раз при запуске цикла проводимости, а затем гаснет, когда ток падает ниже критического порога.
В других типах ртутно-дуговых клапанов дуга зажигается только один раз при первом включении клапана и после этого остается постоянно включенной, чередуя основной анод (аноды) и вспомогательный анод малой мощности или цепь поддержания активности. Кроме того, требуются управляющие сетки для того, чтобы регулировать время начала проводимости.
Действие зажигания дуги в контролируемое время, каждый цикл, позволяет игнитрону обходиться без вспомогательного анода и управляющих решеток, необходимых для других ртутно-дуговых клапанов. Однако недостатком является то, что электрод зажигания должен располагаться очень точно, едва касаясь поверхности ртутной ванны, а это означает, что игнитроны необходимо устанавливать очень точно в пределах нескольких градусов от вертикального положения.
