SU1119098A1

SU1119098A1 - Strong-current gaseous-discharge controlled rectifier valve

Info

Publication number: SU1119098A1
Application number: SU833606193A
Authority: SU
Inventors: Александр Лукьянович Баранников; Александр Сергеевич Гладников; Михаил Михайлович Капустин
Original assignee: Предприятие П/Я В-2572
Priority date: 1983-06-17
Filing date: 1983-06-17
Publication date: 1984-10-15

Description

(О(ABOUT

СОWITH

о соabout with

00 Изобретение относитс к области преобразовательной техники, а именно к устройству газоразр дных полностью управл емых вентилей. Известны сильноточные газоразр дные полностью управл емые вентили, где используютс несамосто тельный разр д - таситроны, содержащие термоэмйссионный катод, анод и сетку, расположенную между ними. В качестве рабочего тела (газа) используютс пары ртути, которыми заполнена герметична межэлектродна полость, либо водород f 1 . Однако ввиду высоких падений напр жени как в водородном газовом разр де, так и при горении разр да в парах ртути (20...60 В) эти приборы отличаютс низкой экономичностью при работе в цеп х низкого напр жени , что затрудн ет их использование дл преобразовани напр жени посто нного тока меньше 60... 100 В. Кроме того, рк выраженна неравномерность распределе ни тока по радиуЬу рабочей поверхности электродов приводит к снижению удельной электрической мощности, которую могут коммутировать эти вентили. Наиболее близким по технической сущности к предложенному вл етс сильноточный газоразр дный полностью .управл емый вентиль, содержащий цилинд |рической формы электроды - катод, анод сетку, а также,систему подачирабочего тела Г2. В известном вентиле неравномерность в распределении тока, обусловленна градиентом давлени , вьфавниваетс за счет создани области нейт рального газа, св занной с областью разр да отверсти ми в одном из основ ных электродов (аноде или катоде), где отсутствует электромагнитна сила j X В и поэтому выполн етс у :У1овие р const. Однако при этом возникает течение плазмы вдоль элект родов, при котором из области разр д в .область с нейтральным газом поступают ионы, а обратно (в область разр да - нейтралы, что приводит к дополнительным потер м на ионизацию. Цель изобретени - увеличение КПД вентил . Указанна цель достигаетс тем, что сильноточный газоразр дный управ л емый вентиль, содержащий цилиндрической формы электроды - катод, анод и сетку, а также систему подачи рабочего тела, снабжен диэлектрически1 82 ми герметичными перегородками,- установленными в межэлектродном зазоре катод - анод и выполненными в виде « колец, раздел ющих герметичные полости , при этом кажда из образованных герметичных полостей соединена с общей системой подачи рабочего тела. На чертеже представлен один из вариантов выполнени вентил . Вентиль содержит цилиндрический термоэмиссионный катод 1, анод 2 с отверсти ми 3 дл подачи плаэмообразующего газа, расположенную между катодом и анодом сетку 4. Между сеткой и катодом, а также сеткой и анодом расположены диэлектрические перегородки 5 в виде колец, раздел ющие межэлектродный зазор на несколько герметичных полостей, сообщающихс между собой газодинамически только через область нейтрального газа с помощью отверстий 3. Перегородки 5 могут играть роль дистанционаторов, предотвращающих провисание сетки, что позволит сделать ее более тонкой и тем самым снизить потери в разр де от рекомбинации ионов на сетке. Устройство работает следующим образом. Лри подаче напр жени между анодом 2 и катодом 1 и отсутствии запирающего потенциала на сетке между электродами загор етс разр д./ Кольцевые перегородки 5 преп тствзтот движению плазмы разр да вдоль электродов, поэтому не возникает обмена ионами и нейтронами через отверсти 3 от общей системыподачи рабочего тела 6, соедин ющие области разр да и общую дл них систему подачи. При протекании разр дного тока в межэлектродном зазоре возникает f- J X В, пондеромоторнар сила х возникновению привод ща к градиента давлени JP ВЧ, (p)6V(fp,crx-rcpB,pL; где L - рассто ние между диэлектрическими кольцами вдоль оси вентил ;, РО - давление нейтрального газа в точке подвода. .Таким образом, уменьща величину L, т.е. раздел межэлектродньй заj1119098400 The invention relates to the field of converter technology, namely to the device of gas discharge fully controlled valves. High-current gas-discharge fully controlled valves are known, where non-self-sustaining discharge - tacitrons are used that contain a thermal emission cathode, an anode and a grid located between them. As a working fluid (gas), mercury vapor is used with which the sealed electrode cavity is filled, or hydrogen f 1. However, due to high voltage drops in both hydrogen gas discharge and during discharge of discharge in mercury vapor (20 ... 60 V), these devices are characterized by low efficiency when operating in low voltage circuits, which makes them difficult to use for DC voltage conversion is less than 60 ... 100 V. In addition, pk, the pronounced non-uniformity of the current distribution over the radius of the working surface of the electrodes leads to a decrease in the specific electric power that these gates can switch. The closest in technical essence to the proposed is a high-current gas-discharge fully controlled valve containing electrodes of a cylindrical shape - a cathode, an anode grid, and also a system for supplying the working body G2. In a known valve, the non-uniformity in the current distribution caused by the pressure gradient is eliminated by creating a region of neutral gas associated with the discharge area of the holes in one of the main electrodes (anode or cathode) where there is no electromagnetic force j X B and therefore is done at: U pb const. However, this causes plasma flow along the electrodes, in which ions come from the discharge region to the neutral gas region and back (neutrals to the discharge region, which leads to additional ionization losses. The purpose of the invention is to increase the efficiency of the valve This goal is achieved by the fact that a high-current gas-controlled controlled valve containing cylindrical electrodes — a cathode, an anode and a grid, as well as a working fluid supply system — is fitted with dielectric, 82 sealed baffles, The cathode – anode is a native gap and is made in the form of rings separating sealed cavities, each of which is formed by sealed cavities connected to a common working medium supply system. The drawing shows one embodiment of a valve. The valve includes a cylindrical thermionic cathode 1, anode 2 with openings 3 for supplying a plasma-forming gas, a grid 4 is located between the cathode and the anode. Dielectric partitions 5 are arranged in the form of rings between the grid and the cathode, as well as the grid and anode, separating the interelectro This gap is made of several airtight cavities communicating gasdynamically between each other only through the neutral gas region through the holes 3. The partitions 5 can play the role of distancing devices that prevent the grid from sagging, which will make it thinner and thereby reduce losses due to ion recombination the grid. The device works as follows. Discharge of voltage between the anode 2 and cathode 1 and the absence of a blocking potential on the grid between the electrodes ignites discharge. / Ring partitions 5 prevent the discharge plasma from moving along the electrodes, therefore there is no exchange of ions and neutrons through openings 3 from the common working system bodies 6 connecting the discharge areas and the common feed system for them. When a discharge current flows in the interelectrode gap, f-JX B arises, the ponderomotive force x arises leading to a pressure gradient JP HF, (p) 6V (fp, crx-rcpB, pL; where L is the distance between the dielectric rings along the axis of the valve ;, PO - neutral gas pressure at the point of supply. Thus, reducing the value of L, i.e., the interelectrode section for j11190984

зор на все большее число полостей, - Повышение КПД в предлагаемомDawn on an increasing number of cavities, - Increased efficiency in the proposed

можно уменьшить перепад давлени ЛР,|вентиле по сравнению с известным доа значит и величину неравномерностистигаетс за счет меньшего напр жени It is possible to reduce the pressure differential of the LR, | valve in comparison with the known value, so that the magnitude of the non-uniformity decreases due to the lower voltage

в распределении тока вдоль электро-горени разр да. В прототипе плазмаin the current distribution along the electro-burning discharge. In the prototype plasma

дов. Минимальна величина L ограни- движетс вдоль электродов, поэчиваетс Диаметром сеточного отвер-тому, во-первых, существует поссти . Одйако оптимальную величинуто нный приток неионизированногоDov. The minimum value of L is limited along the electrodes, it is posed by the Diameter of the net hole, firstly, there is a word. However, the optimum magnitude of the non-ionized flux

следует выбирать с учетом того, чтогаза в область разр да, во-втопри уменьшении L растут потери врых, тратитс -энерги -на преоразр де от рекомбинации ионов на юдоление сил в зкого трени плазраздел ющих перегородках 5.мы.should be chosen taking into account that the gas in the area of discharge, in-and-off with decreasing L, increases losses, costs energy for the conversion from ion recombination to the viscous friction of plasma separating walls 5. we.

Claims

A HIGH-CURRENT GAS-DISCHARGED CONTROL VALVE containing cylindrical electrodes - a cathode, anode and grid, as well as a working fluid supply system, which is equipped with dielectric sealed partitions to increase the efficiency, the cathode - anode installed in the mole-electrode fence and made in the form of rings separating the sealed cavities, each of the formed sealed cavities being connected to a common supply system of the working fluid.

Cs + Ba | sss tsss ^ \ ^^ 7222 ////// 22227222727227272777 ^ 7

L - .. at. ......

2 TW THF U'M ifVvu I Av HU 4'1 '