SU1191978A1 - Gaseous-discharge switching device - Google Patents
Gaseous-discharge switching device Download PDFInfo
- Publication number
- SU1191978A1 SU1191978A1 SU843700636A SU3700636A SU1191978A1 SU 1191978 A1 SU1191978 A1 SU 1191978A1 SU 843700636 A SU843700636 A SU 843700636A SU 3700636 A SU3700636 A SU 3700636A SU 1191978 A1 SU1191978 A1 SU 1191978A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- smaller
- discharge
- coil
- gap
- voltage
- Prior art date
Links
Landscapes
- Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
ГАЗОРАЗРЯДНОЕ КОМ1-1УТИРУЩ УСТРОЙСТВО, содержащее цилиндричес кие коаксиальные электроды и управ л ющую катушку, отличающе с тем, что, с целью улучшени энергетических характеристик и хар теристик управлени по зажиганию и гашению разр да без снижени ком тирующей способности по току и напр жению , внутренний электрод выполнен в виде двух секций разного диаметра , а управл юща катушка - в виде двух секций разной длины, причем длинна секци катушки установлена над пространством большего межэлектродного зазора и выполнена с длиной, равной длине секции внутреннего электрода меньшего диаметра, коротка секци катушки установлена со стороны меньшего межэлектродного зазора на рассто нии от длинной секции катушки, превьшгающем по крайней мере в два раза величину меньшего межэлектроднрго зазора, а величины ( 2 межэлектбольшего f, и меньшего родных зазоров выбраны из соотношений cC,T2RL,, где RL , Ri - циклотронные радиусы электрона, соответствующие коммутирующему напр жению и напр жению поддержани разр да . , A GAS DISCHARGE COM1-1UTHING DEVICE containing cylindrical coaxial electrodes and a control coil, characterized in that, in order to improve the energy characteristics and control of ignition and discharge quenching without reducing the current and voltage blocking capacity, the electrode is made in the form of two sections of different diameter, and the control coil is in the form of two sections of different length, with the length of the coil section mounted above the space of the larger electrode gap and made with a length, The full length of the inner electrode section is smaller in diameter, the short coil section is set to the smaller interelectrode gap at a distance from the long coil section that is at least two times smaller than the smaller interelectrode gap, and the smaller (2 interelectrophe f, and smaller native gaps are chosen from ratios cC, T2RL ,, where RL, Ri are the cyclotron radii of the electron, corresponding to the switching voltage and the voltage to maintain the discharge. ,
Description
I . Изобретение относитс к электронной технике, а более конкретно к газоразр дным коммутирующим устройствам с магнитным управлением, предназначенным дл управл емого зажигани и гашени разр да, и может быть использовано в различных мощных импульсных установках. Целью изобретени вл етс улучшение энергетических характеристик и характеристик управлени по зажиг нию и гашению разр да без снижени коммутирующей способности по току и напр жению за счет снижени мощности управлени . На фиг. 1 представлена схема уст ройства; на фиг. 2 - диаграмма токо Газоразр дное коммутирующее устройство содержит два цилиндрических коаксиальных электрода 1 и 2. Внутренний электрод состоит из двух сек ций 3 и 4, образующих два межэлектродных зазора 5 и 6. Со стороны бол шего из них установлена секци кату ки 7, а со стороны меньшего - секци катушки 8. Устройство наполнено газом низкого давлени , которое опр дел етс из услови (Тор), где. Aj - длина свободного пробега электрона при 1 Торе, дл обеспечени необходимой электрической прочиости в соответствии с левой ветвью кривой Пашена. Каждьш из промежутко охвачен собственной катушкой управлени (6 и 7); Длина катушки 7 дл зазора 5 (основного) с большим межэлектродным рассто нием равна его длине вдоль оси, а длина катушки 8 дл второго зазора 6 (вспомогательного ) меньше его длины. Рассто ние между .секци ми катушек 7 и 8 от пер вого промежутка выбираетс таким, чтобы оно более чем в два раза прев шало, межэлектродное рассто ние вто- рого зазора, т.е. 7 2СК-Г2). Граничные увлови выбора межэлектро ного рассто ни первого зазора (R-r следующие. Дл обеспечени устойчивого зажигани оно должно по край ней мере в 2 раза превьш1ать циклотронньй радиус -электронов при коммутируемом анодном напр жении. Увеличение межэлектродного рассто ни первого зазора (уменьшение г ограничиваетс услови ми охлаждени анода (разр д большую часть времени горит в первом зазоре) и необходи9782 мостью обеспечени электрической прочности ус-тройства в соответствии с левой ветвью кривой Пашена. Практика показывает, что с точки зрени обеспечени электрической прочности в диапазоне 10-40 кВ величина произведени p(R-r) дл водорода должна быть пор дка 0,3 мм рт.ст. Например, при давлении водорода 0,1.Тор межэлектродное рассто ние первого промежутка может быть выбрано до 3 см, при давлении 0,05 Тор его можно увеличивать до 6 см. Что касаетс межэлектродного рассто ни второго зазора то его величина по крайней.мере должна превыппать два циклотронных радиуса при напр жении поддержани разр да (/400 в) В этом случае уже обеспечиваетс устойчивый разр д. Однако ввиду возможности по влени вакуумного пробо в исходном режиме, когда и к электродам приложено высокое коммутируемое напр жение, межэлектродное рассто ние второго зазора не следует брать менее. 34 см. Коммутирующее устройство.последовательно включают в высоковольтную цепь. При подач.е в первый (основной) зазор 5 импульса магнитного пол Н (фиг. 2) длительностью Т, несколько меньшей длительности разр дного тока IP (Tj ), в основном зазоре 5 зажигаетс разр д в скрещенных пол х, обеспечивающий прохождение разр дного тока. Импульс магнитного пол Н2 подаетс во второй (вспомогательньй) зазор 6 в момент времени, предшествующий на величину if, равную нескольким микросекундам, окончанию импульса Н так, что.бы в нем сформировалс устойчивый разр д. Длительность импульса; H Ctj выбираетс равной 10-15 икс. За это врем плазма в первом зазоре полностью распадаетс , и его электропрочность восстанавливаетс . При окончании импульса Н разр д во втором зазоре -гаснет и приборполностью выключаетс . Таким образом, энергетические характеристики прибора в период проводимости и характеристики управлени по зажиганию разр да обеспечиваютс первым (основным)зазором. Второй (вспомогательный ) промежуток включаетс лишь кратковременно в момент времени, близкий к окончанию разр дного тока.I. The invention relates to electronic engineering, and more specifically to gas discharge switching devices with magnetic control, designed for controlled ignition and discharge suppression, and can be used in various high-power impulse installations. The aim of the invention is to improve the energy and control characteristics of ignition and discharge suppression without reducing the current and voltage switching capacity by reducing the control power. FIG. 1 shows a device diagram; in fig. 2 - current diagram The gas discharge switching device contains two cylindrical coaxial electrodes 1 and 2. The internal electrode consists of two sections 3 and 4, forming two interelectrode gaps 5 and 6. On the side of them the section 7 of the roller 7 is installed, and the smaller side is the coil section 8. The device is filled with low pressure gas, which is determined from the condition (Tor), where. Aj is the electron mean free path at 1 Torr to provide the necessary electrical stability in accordance with the left branch of the Paschen curve. Each of them is covered by its own control coil (6 and 7); The length of the coil 7 for the gap 5 (main) with a large interelectrode distance is equal to its length along the axis, and the length of the coil 8 for the second gap 6 (auxiliary) is less than its length. The distance between the sections of the coils 7 and 8 from the first gap is chosen such that it is more than twice as large as the interelectrode distance of the second gap, i.e. 7 2SK-G2). The boundary values for the choice of the interelectronic distance of the first gap (Rr are as follows. To ensure stable ignition, it must at least twice exceed the cyclotron radius of electrons with a switched anode voltage. The increase in the interelectrode distance of the first gap (decrease in r is limited by cooling conditions anode (the discharge burns most of the time in the first gap) and the need to ensure the electrical strength of the device in accordance with the left branch of the Paschen curve. Practice shows that From the point of view of providing electrical strength in the range of 10–40 kV, the value of the product p (Rr) for hydrogen should be in the order of 0.3 mm Hg. For example, at a hydrogen pressure of 0.1.The torrent distance between the first gap can be chosen up to 3 cm, with a pressure of 0.05 Torr, it can be increased to 6 cm. As for the interelectrode distance of the second gap, its value should exceed two cyclotron radii when the discharge voltage maintains (/ 400 v) In this case a steady discharge is already provided. However, in view of zmozhnosti of vacuum breakdown phenomena in the initial mode, and when applied to electrodes switched high voltage, the interelectrode distance of the second gap do not take less. 34 cm. Switching device. Sequentially connected to the high voltage circuit. When applying to the first (main) gap 5 of the magnetic field pulse H (Fig. 2) of duration T, a bit shorter than the duration of the discharge current IP (Tj), the main gap 5 ignites the discharge in crossed fields, ensuring the passage of the discharge current. The pulse of the magnetic field H2 is supplied to the second (auxiliary) gap 6 at the moment of time preceding by the value if, equal to several microseconds, to the end of the pulse H so that a steady discharge is formed in it. The duration of the pulse; H Ctj is set to 10-15 x. During this time, the plasma in the first gap completely disintegrates, and its electrical strength is restored. At the end of the pulse H, the bit in the second gap goes out and the device shuts off completely. Thus, the energy characteristics of the device during the conduction period and the characteristics of the ignition control of the discharge are provided by the first (main) gap. The second (auxiliary) period is switched on only briefly at a time instant close to the end of the discharge current.
н определ ет характеристики управлени по гашению разр да.n defines control characteristics for discharge quenching.
Вли ние плазмы второго зазора на процесс деионизации в первом зазоре практически несущественно благодар удалению второй катушки, а соответственно и разр дной плазмы второго зазора (прот женность разр да в магнитном поле в коаксиальной .системе электродов определ етс длиной магнитной катушки) .The effect of the second gap plasma on the deionization process in the first gap is almost insignificant due to the removal of the second coil and, accordingly, the discharge plasma of the second gap (the length of the discharge in a magnetic field in the coaxial electrode system is determined by the length of the magnetic coil).
Деионизаци плазмы между двум коаксиальными цилиндрами в продольном направлении спадает по экспоненциальному закону пропорционально величине - длина цилиндров, d - рассто ние между ними), поэтому уже двукратное превышение величины по сравнению с межэлектродным рассто нием второго зазора обеспечивает надежное экранирование первого зазора от второго.Plasma deionization between two coaxial cylinders in the longitudinal direction decreases exponentially in proportion to the magnitude (length of cylinders, d - distance between them), therefore already twice the value compared to the interelectrode distance of the second gap ensures reliable screening of the first gap from the second.
Длительность импульса Н определ етс длительностью разр дного тока tj и равна The pulse duration H is determined by the duration of the discharge current tj and is equal to
г- - fr Г - л g- - fr g - l
Ч Гр v-a -2Оценить значени Н можно из выражени H Gr v va -2 To estimate the values of H can be from the expression
YU .Yu.
|(| (
п.1p.1
г 2-г 2g 2-g 2
k о k o
где К - посто нна , завис ща от певого и третьего коэффициентов Таунсенда, от величины отношени зар да электрона к массе;where K is a constant, depending on the first and third Townsend coefficients, on the ratio of the electron charge to mass;
г у радиусы катода и анода соответственно;r and the radii of the cathode and anode, respectively;
и - коммутируемое напр жение. Данное выражение получено дл случа однородного магнитного пол При использовании в качестве наполн ющего газа водорода с давлением /vO,1 Тор можно с достаточной степенью приближенности прин ть ,5 и тогдаand - switching voltage. This expression is obtained for the case of a uniform magnetic field. When using hydrogen as a filling gas with pressure / vO, 1 Torr, it is possible to accept with a sufficient degree of approximation, 5 and then
3 j 5jy3 j 5jy
Н -,H -,
э.er
ii
(г 2)1 IlL(g 2) 1 IlL
tt -п г tt -p g
- Н- N
Здесь и следует .брать в вольтах, Г| и Гд - сантиметрах, В данном устройствеHere, and should. Choose in volts, G | and Gd - centimeters, In this device
„ -bS-ffi - HTr -Si-rT| (R-r;)i,5- -Jw-riji lгде U,c - коммутируемое напр жение; UD - напр жение поддержани разр да ,„-BS-ffi - HTr -Si-rT | (R-r;) i, 5 -Jw-riji l, where U, c is switching voltage; UD - discharge hold voltage,
19197841919784
При одинаковом коммутируемом напр жении имеемWith the same switching voltage we have
R-r,Rr
lii lii
. -,. -,
показать, чтоshow what
Н.N.
г. year
т.е. можно сказать, что величины 10 магнитных полей различных разр дных промежутков при одинаковом коммутируемом напр жении обратно пропорцио .нальны их межэлектродным рассто ни м. Таким образом, использование в устройстве двух промежутков, различающихс межэлектродным рассто нием, позвол ет улучшить энергетические характеристики устройства, уменьшить мощность управлени устройством. 20 Переброс разр да в промежуток с меньшим межэлектродным рассто нием позвол ет повысить коммутируемую способность предлагаемого устройства по току, так как веро тность перехода разр да в неуправл емьш магнитным полем дуговой режим с уменьшением рассто ни между электродами уменьшаетс ,those. It can be said that the magnitudes of 10 magnetic fields of different discharge gaps with the same switching voltage are inversely proportional to their interelectrode distances. Thus, the use of two gaps in the device, differing in the interelectrode distance, allows to improve the energy characteristics of the device, reduce power control device. 20 The transfer of the discharge into the gap with a smaller interelectrode distance makes it possible to increase the switched capacity of the proposed device with respect to current, since the probability of the discharge going into an out of control magnetic field the arc mode decreases with a decrease in the distance between the electrodes,
С целью опытной проверки техни0 ческой эффективности устройства, было испытано 2 макета. Один макет прибора содержит обычную коаксиальную систему электродов (как у извесгного ), с межэлектродным рассто нием 4 мм (макет № 1), Второй макет бьш выполнен в соответствии с изобретением и содержал два пр1Омежутка с межэлектродным рассто нием 16 мм (первый) и 4Mfi (второй), каждый из которых. Q . был охвачен отдельной катушкой управлени , рассто ние между катушками равн лось 10 мм. Радиус катода в обоих макетах составл л 25 мм, высота катода - 60 мм. Высота рабочей части е катода (прот женности основного раз-, р дного промежутка) выбиралась равной 4 см и определ лась длиной катушки ) (в макете № 2 это перва основна катушка). Все испытани были прол ведены при коммутируемом напр жении кВ и давлении водорода, устанавливаемом с помощью генератора водорода , -хО, Тор,In order to test the technical efficiency of the device, 2 layouts were tested. One model of the device contains the usual coaxial system of electrodes (as izvesgnogo), with an interelectrode distance of 4 mm (model No. 1), the second model was made in accordance with the invention and contained two spacers with an interelectrode distance of 16 mm (first) and 4Mfi ( second), each of which. Q. was covered by a separate control coil, the distance between the coils was 10 mm. The cathode radius in both models was 25 mm, the cathode height was 60 mm. The height of the working part e of the cathode (the length of the main section, the gap) was chosen to be 4 cm and determined by the length of the coil) (in layout No. 2, this is the first main coil). All tests were run at switching voltage of kV and pressure of hydrogen, established by means of a hydrogen generator, xO, Thor,
5 Результаты обследовани макетов сведены в таблицу.5 The results of the survey layouts are summarized in the table.
Отсюда отношение мощности управ-, лени в известном устройстве к мощ ости управлени в предлагаемом устройстве равноHence, the ratio of the power of control-, laziness in the known device to the power of control in the proposed device is equal to
.е, .e
Отношение энергетических потерь в разр дном промежутке в известном устройстве к энергетическим потер мThe ratio of the energy losses in the discharge gap in the known device to the energy losses
Максимальный анодный ток, при котором )происходит устойчивое выключение прибора без сн ти высокого напр жени , А Врем выключени .прибора, (врем спада анодного тока от уровн 0,9 до уровн О,1), МКСThe maximum anode current at which) a stable shutdown of the device occurs without removing the high voltage, A Turn-off time of the device, (the time of the anodic current falling from the level of 0.9 to the level of O, 1), ISS
Падение напр жени на приборе в провод щий период, ВVoltage drop on the device during the conducting period, V
Минимальное значение магнитного пол , обеспечивающее устойчивое зажигание разр да, ЭThe minimum value of the magnetic field, which ensures stable ignition of the discharge, E
Длительность разр дного тока, мксDuration of discharge current, ms
Длительность магнитного пол , мкс: Основной катушкиThe duration of the magnetic field, ms: The main coil
.Вспомогательной катушкиAuxiliary coil
Значение магнитного пол вспомогательной катушки, при котором падение напр жени во втором промежутке такое же, как и в первом, ЭThe value of the magnetic field of the auxiliary coil at which the voltage drop in the second gap is the same as in the first, E
IPIP
230230
1,5. 3801.5. 380
НО 180BUT 180
170 12170 12
180 180
6Г,6G
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU843700636A SU1191978A1 (en) | 1984-02-15 | 1984-02-15 | Gaseous-discharge switching device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU843700636A SU1191978A1 (en) | 1984-02-15 | 1984-02-15 | Gaseous-discharge switching device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1191978A1 true SU1191978A1 (en) | 1985-11-15 |
Family
ID=21103481
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU843700636A SU1191978A1 (en) | 1984-02-15 | 1984-02-15 | Gaseous-discharge switching device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1191978A1 (en) |
-
1984
- 1984-02-15 SU SU843700636A patent/SU1191978A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР № 439026, кл. Н 01 J 1/40, 1974. H.Pettetier Lactartron un tube IL gaz a commande magnetique Elect ronique Industrielle. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5247531A (en) | Apparatus for preionizing apulsed gas laser | |
US5075594A (en) | Plasma switch with hollow, thermionic cathode | |
JPS6015157B2 (en) | High-speed pulse discharge excitation device | |
US5502356A (en) | Stabilized radial pseudospark switch | |
US6353294B1 (en) | Operational method and electronic ballast for a discharge lamp comprising dielectrically impeded discharges | |
US5138627A (en) | Preionizationd device, in particular for x-ray preionization in discharge-pumped gas lasers, in particular excimer lasers | |
DE2111121C3 (en) | Gas discharge interrupter | |
RU2317637C1 (en) | Impulse voltage generator | |
SU1191978A1 (en) | Gaseous-discharge switching device | |
US3517256A (en) | Shock-wave generator | |
Warren et al. | Vacuum switch trigger delay characteristics | |
US3207947A (en) | Triggered spark gap | |
US5159243A (en) | Hollow electrode switch | |
RU2089003C1 (en) | Gasous-discharge device with cold cathode | |
US3087091A (en) | Spark gap switch | |
US4075537A (en) | Ignition electrode arrangement for gas discharge lamps, particularly for flash tubes | |
US3739227A (en) | Gas discharge switching device | |
RU2096855C1 (en) | Gas-discharge arrester | |
JP2004522282A (en) | Self reflective arc switch | |
JP2004522282A6 (en) | Self reflective arc switch | |
SU320216A1 (en) | Arc valve | |
US3274438A (en) | Thyratron and circuit therefor | |
RU2158051C1 (en) | Gas-discharge current switching tube | |
SU1421206A1 (en) | Vacuum discharge gap | |
JP3441218B2 (en) | Semiconductor switch device and electric device using the same |