Игнитрон что это такое

10

Игнитрон

Ртутный выпрямитель, игнитрон (от лат.  ignis  — огонь и электрон) — одноанодный ионный прибор с ртутным катодом и управляемым дуговым разрядом. Применяется в качестве ртутного электрического вентиля в мощных выпрямительных устройствах, электроприводах, электросварочных устройствах, тяговых и выпрямительных подстанциях и т. п. со средней силой тока в сотни ампер и выпрямленным напряжением до 5 кВ [1] .

Для игнитрона характерно незначительное падение напряжения (15—20 В) и высокий КПД (98—99 %) [1] .

Содержание

Принцип действия

Испускание электронов, вызывающее основной дуговой разряд между анодом и катодом, происходит при положительном напряжении на аноде с одного или нескольких ярко светящихся участков катода (катодных пятен). Катодные пятна создаются вспомогательной дугой, которая образуется периодически перед зажиганием основной дуги пропусканием импульсов тока амплитудой до нескольких десятков ампер и длительностью несколько миллисекунд через поджигающий электрод (зажигатель) [1] из карбида бора, частично погружённый в жидкую ртуть катода. Изменяя момент зажигания вспомогательной дуги, можно управлять началом зажигания основной дуги и тем самым регулировать среднее значение силы выпрямленного анодного тока от максимальной до нуля.

См. также

Примечания

1. ↑ 123Бензарь В. К. Словарь-справочник по электротехнике, промышленной электронике и автоматике. — Мн. : Вышэйшая школа, 1985. — С. 54. — 176 с. — 20 000 экз.

Литература

• Бензарь В. К. Словарь-справочник по электротехнике, промышленной электронике и автоматике. — Мн. : Вышэйшая школа, 1985. — С. 54. — 176 с. — 20 000 экз.

• Силовая электроника
• Электровакуумные приборы

Wikimedia Foundation . 2010 .

Полезное

Смотреть что такое «Игнитрон» в других словарях:

игнитрон — игнитрон … Орфографический словарь-справочник

игнитрон — вентиль Словарь русских синонимов. игнитрон сущ., кол во синонимов: 1 • вентиль (9) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 … Словарь синонимов

ИГНИТРОН — (от лат. ignis огонь и . трон) одноанодный ртутный вентиль, в котором катодное пятно создают, пропуская через поджигающий электрод кратковременные периодические импульсы тока. Применяется в мощных ртутных выпрямителях и других устройствах … Большой Энциклопедический словарь

ИГНИТРОН — один из типов ионных приборов с ртутным катодом и управляемым дуговым разрядом; используется в основном как сильноточный выпрямитель (с силой тока до 10 кА и напряжением до 5 кВ). Подробнее см. в ст. Ионные приборы. Физическая энциклопедия. В 5… … Физическая энциклопедия

игнитрон — Управляемый ртутный вентиль, в котором главный дуговой разряд происходит от игнайтера, опущенного в ртуть, на который подается электрический импульс положительной полярности по отношению к катоду. [ГОСТ 13820 77] Тематики электровакуумные приборы … Справочник технического переводчика

Игнитрон — [от лат. ignis огонь и (элек)трон (См. Электрон)], одноанодный ионный прибор (См. Ионные приборы) с ртутным катодом и управляемым дуговым разрядом. И. (рис.) применяют в качестве ртутного вентиля (См. Ртутный вентиль) в мощных… … Большая советская энциклопедия

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,… … Энциклопедия техники

ИГНИТРОН — (от лат. ignis огонь и . трон) ртутный вентиль со вспомогат. (поджигающим) электродом, управляющим моментом зажигания осн. дугового разряда. При пропускании импульса тока через поджигающий электрод, частично погружённый в ртуть катода, на… … Большой энциклопедический политехнический словарь

игнитрон — (от лат. ignis огонь и . трон), одноанодный ртутный вентиль, в котором катодное пятно создают, пропуская через поджигающий электрод кратковременные периодические импульсы тока. Применяется в мощных ртутных выпрямителях и других устройствах. * * … Энциклопедический словарь

игнитрон — (лат. ignis огонь + (элек)трон) ионный прибор (ртутный вентиль), обладающий односторонней проводимостью и применяемый как мощный выпрямитель переменного тока. Новый словарь иностранных слов. by EdwART, , 2009. игнитрон а, м. (нем. Ignitron … Словарь иностранных слов русского языка

Игнитрон ⁠ ⁠

Игнитрон или проще говоря ртутный выпрямитель это устройство, использующееся в качестве электронного вентиля в различных мощных электрических цепях.
В качестве катода в нем использована ртуть.Управление игнитроном осуществляется с помощью мощных импульсов зажигания ( дуги между катодом(2) и анодами(4)).
Пары ртути это очень хорошая среда для образования дуги.

Изобрел этот прибор инженер В.П. Вологдин.
Игнитрон способен превратить переменный ток в постоянный с довольно высоким КПД, это около 98-99%. Также ртутный выпрямитель способен выпрямлять токи до сотни ампер и напряжения до 5000 вольт.

При работе прибор нагревается, так же если он разобьется, то ртуть вытечет, начнет испаряться и может вызвать отравление или загрязнение окружающей среды, если вовремя не убрать её.
На сегодня всё, надеюсь вам понравилось, Спасибо за внимание:)

в комплекте к этой штуке часто шёл Бареттер, что интересно штука изученная вдоль и поперёк, но некоторые находчивые люди раскопавшие это бояний пытаются её впарить под видом холодного ядерного синтеза

Работающий игнитрон — волшебное зрелище.

Чудеса техники: 70 дорожечный бытовой кассетный магнитофон 1956 года. в чемодане!⁠ ⁠

Когда видишь очередной фантастический аппарат прошлых лет, то понимаешь: нет предела фантазии и возможностям инженеров.

Советский многодорожечный магнитофон 1973 года «Садко-501».

Этот магнитофон использовал магнитную ленту шириной 50,3 мм. На такой широченной ленте умещалось целых 38 дорожек! Это позволяло на одной катушке уместить 12 часов 40 минут записи. Однако оказалось были разработки и покруче.

В начале 50х годов технологии магнитной записи добиваются значительных успехов. Качество звука уже гораздо лучше, чем у тех же радиоприемников. Казалось бы, это должно обеспечить бешенный успех у покупателей, но все производители жалуются на низкий спрос на магнитофоны, в сравнении с радиоприемниками и электропроигрывателями грампластинок.

В поисках путей к сердцу кошельку покупателя разрабатываются оригинальные конструкции магнитофонов. В 1956 году в ФРГ выпустили необычный аппарат Nora Selectophon T5. С виду это обычный чемодан.

И даже ключик для замков чемодана имеется. Открываем чемодан и видим такую необычную картину:

Согласитесь: ничего не понятно. Единственная знакомая вещь тут-это диск проигрывателя, закрепленный на крышке чемодана, да микрофон со шнурком.

Ну и еще непонятная книжка лежит. Тут уже диск установлен, но ясности не добавило:

Убираем диск проигрывателя и загадочную «книжку».

Оказывается эта книжка и есть кассета для магнитной ленты.

Чем то напоминает ленточный проигрыватель грамзаписи -тефифон. Только вместо пластиковой ленты магнитная.

Ширина магнитной ленты в кассете 35 мм. Лента склеена в кольцо. Выпускалось три модели кассет, различающихся длительностью воспроизведения:

Кассета «А», длина ленты 11 метров (стоила 28 DM). Длительность воспроизведения:
20 см/сек — 70 мин
11,5 см/сек — 120мин
8,5см/сек — 150мин
кассета «В,» длина ленты 20 метров(стоила 38,5 DM). Длительность воспроизведения:
20см/сек — 120мин
11,5см/сек — 208мин
8,5 см/сек — 278 мин
Кассета «C», длина ленты 26 метров (стоила 49 DM). Длительность воспроизведения:
20 см/сек — 155 мин
11,5 см/сек — 269
мин 8,5 см/сек — 360 мин

Как видим, скорости протяжки магнитной ленты нестандартные. Все объясняется просто: тонвал магнитофона одновременно является осью диска проигрывателя, а проигрывателю грампластинок надо жестко обеспечить стандартное число оборотов:

20 см/сек = 78 об/мин
11,5 см/сек = 45 об/мин
8,5 см/сек = 33 1/3 об/мин

Наличие проигрывателя в аппаратуре было огромным козырем, потому что в каждой семье уже было куча грампластинок. Вот и приходилось идти на такие жертвы.

На скорости 20 см/сек производитель декларировал ширину полосы частот 160-12000Гц. На скорости 11,5 см/сек верхняя граница снижалась до 10кГц. Ну а скорость 8,5 см/сек предлагалось использовать для прослушивания аудио книг или в качестве диктофона.

Ну и самое главное: на ленте шириной 35 мм размещалось 70(. ) дорожек. Ширина дорожки записи 0,3 мм. Расстояние между соседними дорожками 0,2 мм.

Нужную дорожку можно было выбрать вручную.

Или же дорожки менялись автоматически.

Меня конечно поразил принцип работы датчика автоматического перевода головки. Для этого на краю ленты сделали выемку, туда западает маленький рычаг и дает сигнал на электромагнит подъема блока головок на один шаг.

Чтобы не вспугнуть покупателя, цена указывалась на «базовую комплектацию»-768 DM. Тонарм проигрывателя продавался уже отдельно и стоил 44,5 DM.

За микрофон надо было выложить еще 78 DM. При желании можно было докупить еще и наушники за 21,8 DM и адаптер для записи с телефонной линии за 17 DM.

Игнитроны. Устройство и работа. Плюсы и минусы. Особенности

Газоразрядные приборы под названием «игнитроны» – это особые элементы запуска цепей управления дуговым разрядом. Помимо этого они нередко используются в качестве вентилей в составе мощных выпрямителей переменного тока. Эти устройства чаще всего устанавливаются в аппаратуре, эксплуатируемой на силовых подстанциях или в энергоемких сварочных агрегатах. Этот прибор был изобретен в начале прошлого века (в 1922 году) российским инженером В. П. Вологодиным.

Краткий исторический экскурс

Созданный В. П. Вологдиным ртутный выпрямитель предназначался первоначально для работы в составе оборудования радиотелефонных и телеграфных станций. В дальнейшем область его применения существенно расширилась. В 1930 году инженер разработал более совершенную и мощную лампу с корпусом в металлическом исполнении. Первые усовершенствованные игнитроны имели мощность порядка 1000 кВт и работали при напряжениях до 12 кВ.

Новые модели все последующие годы изготавливались в городе на Неве на заводе «Электросила». Сегодня изобретение инженера В.П. Вологдина практически в первоначальном виде применяется только на электростанциях и в трансформаторах очень крупных размеров.

Устройство прибора и особенности его работы

Типовые игнитроны представляют собой выпрямительную электронную лампу с регулируемым моментом отсечки анодного тока. Это означает, что ее открытым состоянием можно управлять по своему усмотрению, подавая напряжение на соответствующий электрод.

В состав «классического» игнитрона входят следующие обязательные элементы:

1. Анод.
2. Электрод «поджига».
3. Катод, залитый жидкой ртутью.

Электрод «поджига» изготавливается из карбида кремния или бора. Внутри игнитрона он контактирует с жидкой ртутью, от которой сделан отвод для соединения с внешней электрической цепью.

Когда между катодом и внешним управляющим контактом (электродом поджига) имеется достаточная разность потенциалов – в этом промежутке формируется искра, а в самой лампе начинается электронная эмиссия. При этом двигающиеся в сторону анода электроны под воздействием ускоряющего напряжения начнут сталкиваться с атомами газа, стимулируя процесс его ионизации. При протекании через игнитроны рабочего тока, падение напряжения на разрядном промежутке относительно невелико, что объясняется его низким внутренним сопротивлением.

Преимущества и недостатки ртутных ламп

Игнитроны отличаются целым рядом достоинств, основные из которых это:

• Безопасность работы.
• Экономичность.
• Большой выбор моментов запуска лампы.

Реальная опасность пробоя между анодом и катодом этого прибора невелика, поскольку обратное напряжение достигает максимума только в короткие промежутки времени.

Экономичность прибора объясняется тем, что из-за особенностей конструкции ему не требуется значительная энергия для подогрева катода. Кроме того, по аналогии с тиристорными полупроводниковыми элементами запуск игнитрона производится в произвольной точке кривой переменного тока. Эта его особенность позволяет гибко управлять отдаваемой в нагрузку мощностью.

Добавим к этому, что игнитроны обладают всеми достоинствами тиратронов, также относящихся к категории управляемых выпрямителей. У них имеется только один существенный недостаток, состоящий в ограниченном сроке службы ртутного электрода.

Как игнитроны включаются в электрическую цепь

Для задания рабочего режима этого прибора потребуются дополнительные навесные элементы в виде выпрямительного диода и ограничительного резистора R1. Полупроводниковый прибор Д1 в нужной полярности включается последовательно с ограничителем тока.

При этом резистор и диод своими вторыми концами подсоединяются к аноду и электроду поджига соответственно. Питающее напряжение переменного тока подается в цепочку последовательно с обслуживаемой игнитроном нагрузкой Rн (по аналогии с тиристорными схемами).

Принцип управления

В течение положительного полупериода подаваемого в цепь переменного напряжения диод Д1 и сам управляющий прибор находятся в проводящем ток состоянии. При этом игнитрон не открывается до конца до тех пор, пока на электроде поджига не появится потенциал, достаточный для начала электронной эмиссии. При полностью открытом диоде Д1 создаются условия для формирования электрического разряда между катодом и жидкой ртутью.

Возникающая после этого электронная эмиссия вызывает ионизацию рабочего промежутка вплоть до анода, что приводит к протеканию через прибор выпрямленного тока. В течение действия отрицательной полуволны не только полупроводниковый диод, но и сам игнитрон полностью закрыты. То есть прибор, включенный по этой схеме, работает как управляемый однополупериодный выпрямитель. В нем используется только одна полуволна входного сигнала, что приводит к появлению сильных пульсаций и к необходимости их сглаживания.

А это в свою очередь вынуждает инженеров использовать дорогостоящие и громоздкие фильтрующие схемные элементы. Улучшить рабочие показатели игнитрона и сэкономить на комплектующих изделиях позволяет его включение в более сложную цепочку.

2-хполупериодная схема включения

Рассмотренная выше схема, по которой включались игнитроны сразу после их изобретения, имела сравнительно низкий показатель КПД. Это объяснялось тем, что в полезную мощность здесь превращалась энергия только одного полупериода входных колебаний. Для повышения эффективности управления нагрузкой возникла потребность в более сложных 2-хполупериодных схемах выпрямления. Особенность этих схемных решений состоит в том, что в данном случае используются обе полуволны входного напряжения. Это приводит к тому, что постоянная токовая составляющая увеличивается вдвое, а нежелательные и «вредные» пульсации резко снижаются.

Разработанные инженером В. П. Вологодиным 2-хполупериодные схемы включения игнитронов предназначались для установки в радиотелефонные передатчики, где они обеспечивали питанием аноды электронных ламп. Благодаря усилиям российского инженера были получены уникальные ртутные приборы с заявленной мощностью до 10 кВт. При их применении удавалось получить постоянное напряжение, превышающее 3500 В. Коэффициент полезного действия этих изделий, достигал показателя в 99%, а падение напряжения на ламповом промежутке было совсем незначительно.

Особенности работы игнитронов

К специфике работы ртутных ламп относят их поведение во время смены полярности напряжения, подаваемого на вход прибора. Дело в том, что за время действия отрицательного полупериода часть паров ртути у анода рассеивается, вследствие чего концентрация заряженных частиц (ионов) резко снижается. Именно поэтому в начале каждого последующего положительного полупериода нужно вновь подавать на электрод поджига «запускающие» импульсы. Они должны быть синхронизированы с питающим лампу анодным напряжением.

Если искусственно изменять фазу поджигающих импульсов – можно без труда регулировать время горения дуги и величину выходного напряжения в выпрямительной схеме. По управлению фазовыми параметрами функция ртутного электрода в игнитронах аналогична управляющей сетке в тиратронах.

Особенности эксплуатации игнитронов и перспективы их использования

Со временем обнаружилось, что электрод поджига сильно нагревается при работе прибора, а его поверхность быстро загрязняется из-за появления налета ртути. Этот недостаток со временем приводит к пропускам в зажигании лампы и к резкому увеличению потребления тока (к бесполезному рассеянию мощности). Кроме того, оказалось, что игнитроны нуждаются в эффективном охлаждении, что существенно усложняет их конструкцию.

Отмечается, что при работе этих приборов потребляются довольно значительные по величине токи. Для предотвращения утечек в обратном направлении в схему в некоторых случаях приходится включать специальный защитный диод.

Помимо всего перечисленного к особенностям эксплуатации игнитронов относят необходимость периодической замены электрода зажигателя. Это связано с предельно «тяжелыми» условиями его работы и с возможностью пропуска некоторых импульсов из-за износа материала.

Благодаря повышенной мощности ртутных ламп (если сравнивать их с тиратронами) – эти приборы отличаются лучшими анодными характеристиками. Игнитроны обычно применяются там, где их газоразрядные аналоги не способны длительно «держать» нагрузку.

Эти приборы широко используются для управления работой следующих электротехнических агрегатов и электрооборудования:

• Аппараты точечной электрической сварки.
• Асинхронные электродвигатели.
• Линейные преобразователи напряжения и т.п.

В ряде областей электротехники и электроники эти приборы успешно замещаются новыми видами мощных полупроводниковых управляемых диодов (тиристорами).

Помимо этого к особенностям применения игнитронов относят возможность их установки в мощных электросварочных станциях, отличающихся значительными по величине импульсными токами. Кроме того, хорошие переключающие характеристики допускают использование этих приборов в качестве быстродействующих реле или мощных силовых контакторов.

Что такое игнитрон или ртутный выпрямитель

Мощные электрические устройства, например, выпрямительные, электроприводные, сварочные или даже целые подстанции требуют чёткого контроля направления электричества. Для этого используют электрические (ртутные) вентили, которые замыкаются при одном направлении электротока и замыкаются при другом.

Игнитроном или ртутный выпрямитель

Итак, игнитрон или ртутный выпрямитель — что это такое, в чем его особенности. Так называют ионный прибор на основе ртути, выполняющий функцию вентиля. Он является одноанодным, поскольку проводит только отрицательный заряд. Основу прибора составляют ионы ртути-металла, заряженные положительно.

Управление происходит по механизму дугового разряда — процесса проведения электричества через газ. Это объясняется тем, что летающие ионы ртути, имея положительный заряд, могут проводить электроток. При появлении другого заряда в газе образуется «пробоина», по которой вытекает электричество. Такое можно видеть при сварке, поскольку там тоже используется эффект дуги, но за счет ионов водорода.

Как работает игнитрон

Металлическая оболочка игнитрона играет роль вывода катода. Внутри корпуса отсутствует воздух: он выкачивается, а его место занимает испаряющаяся ртуть. Ввод, по которому поступает заряд, выполняется обычно из вольфрама. Его кончик достигает ртути, но не смачивается ею. Электроток подается постоянно с определённой частотностью.

Из-за силы электротока вся ртуть вокруг ввода испаряется, поэтому он не увлажняется. Когда ртуть испаряется, разрывается связь между вводом и катодом, что способствует возникновению дугового разряда. В результате образуется так называемое катодное пятно, с поверхности которого осуществляется термоэлектронная эмиссия. Электроны при этом вылетают с большой скоростью в свободное пространство. Здесь образуется плазма, способствующая зажиганию дуги основного разряда между катодом и анодом, что приводит к протеканию прямого электротока.

При падении электронапряжения дуга на аноде гаснет, остывает катодное пятно и ртутный вентиль или выпрямитель запирается. Отпереть его можно за счет подачи нового поджигающего импульса при положительном электронапряжении на аноде.

Достоинства и недостатки прибора

Использование ртутных выпрямителей в городских трамвайных сетях, метрополитенах, электрифицированных железных дорогах связано с такими их плюсами, как:

• Простая конструкция.
• Экономичность. Ртути в выпрямителе столько, сколько необходимо для минимальной реакции, а сама она оттуда не вытекает.
• С помощью игнитронов можно регулировать выпрямленный электроток или напряжение в широких диапазонах.
• Низкое падение напряжения при значительном выпрямленном электротоке.
• Высокий КПД.

Но есть и некоторые минусы:

• Опасность ртути. Плазма — очень горячее вещество, которое рано или поздно может разрушить внешний каркас. После его разрушения произойдет загрязнение окружающей среды опасным токсином.
• Необходимы сильные частотные импульсы для начала работы.
• Нельзя, чтобы прибор передвигался в пространстве, поскольку ртуть начнёт плескаться, что приведёт к необратимым последствиям.
• Необходим контроль температуры вокруг самого прибора. В лучшем случае не заработает, в худшем — взорвётся.

Дуговой разряд в игнитроне зажигается с наступлением каждого положительного полупериода электротока. Наличие одного анода практически исключает обратное зажигание.