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.[1] со средней силой тока в сотни ампер и выпрямленным напряжением до 5 кВ[2].
Для игнитрона характерно незначительное падение напряжения и высокий КПД (98—99 %)[2].
Металлический корпус игнитрона служит выводом катода. Воздух из корпуса откачивается. Непосредственно катодом является ртуть, налитая в корпус, а её пары заполняют внутреннее пространство игнитрона. Через изолятор пропускается вольфрамовый ввод с поджигателем[2] из карбида бора. Острие поджигателя опущено в ртуть, но не смачивается ею, из-за чего под действием импульса тока амплитудой до нескольких десятков ампер и длительностью несколько миллисекунд между катодом и поджигающим электродом ртуть испаряется, ток прерывается и возникает дуговой разряд, образуя катодное пятно. С катодного пятна начинается термоэлектронная эмиссия. Если на основном (или, в некоторых моделях, небольшом вспомогательном) аноде есть положительное относительно катода напряжение, то электроны приходят в движение к аноду, разгоняются и ударами ионизируют пары ртути в катод-анодном пространстве. Игнитрон наполняется плазмой и между анодом и катодом зажигается дуга основного разряда и течёт прямой ток. При падении напряжения на аноде дуга гаснет и игнитрон запирается. Чтобы отпереть его, необходимо при положительном напряжении на аноде подать снова поджигающий импульс. Изменяя момент зажигания, можно управлять углом отсечки импульсов выпрямленного анодного тока от 180° до нуля и регулировать таким образом среднее значение выпрямленного тока.
Прямое падение напряжения на игнитроне сравнительно невелико и составляет 15÷20 В. С учётом величины прямого тока в сотни ампер, абсолютные тепловые потери, тем не менее, изменяются единицами киловатт, и игнитроны требуют интенсивного охлаждения, как правило, жидкостного: металлический корпус их заключается в рубашку, по которой циркулирует вода или антифриз.
Как правило, игнитроны применяются в двухполупериодных двуплечих выпрямителях, в которых амплитуда обратного напряжения вдвое больше амплитуды импульсов выпрямленного. Если на аноде игнитрона сконденсируется ртуть, может произойти т.н. «обратное зажигание». Когда анод находится под отрицательным потенциалом относительно катода, на капле сконденсировавшейся ртути возможно образование катодного пятна и зажигание дуги. Игнитрон приобретает обратную проводимость, вся вторичная обмотка трансформатора оказывается замкнута на него накоротко, и ток короткого замыкания может вывести из строя как игнитрон, так и трансформатор.
Для борьбы с обратным зажиганием используются специальные конструктивные решения: графтовые сетки и металлические кольца, не допускающие попадания и накопления ртути на аноде.
Впервые в мире ртутный выпрямитель был сконструирован русским учёным-изобретателем Валентином Петровичем Вологдиным (1881-1953)[3]. Работы над его созданием были начаты ещё до Первой мировой войны и завершены успешными испытаниями в 1922 году. Первые игнитроны Вологдина имели мощность до 10 кВт при напряжении выпрямленного тока более 3,5 кВ[4]. Они были надежны в работе и стали широко применяться в установках на мощных радиотелефонных и радиотелеграфных станциях, которые выпускала Нижегородская лаборатория. Сконструированный В. П. Вологдиным и его сотрудниками ртутный выпрямитель вскоре стал одним из основных источников питания советских ламповых радиостанций и получил высокую оценку за рубежом. Советские выпрямительные установки экспортировались в ряд стран, а отдельные экземпляры выпрямительных колб были поставлены в Голландию, Францию и Германию[5].
В этой статье или разделе имеется список источников или внешних ссылок, но источники отдельных утверждений остаются неясными из-за отсутствия сносок. |
Данная страница на сайте WikiSort.ru содержит текст со страницы сайта "Википедия".
Если Вы хотите её отредактировать, то можете сделать это на странице редактирования в Википедии.
Если сделанные Вами правки не будут кем-нибудь удалены, то через несколько дней они появятся на сайте WikiSort.ru .