Игнитронный сварочный аппарат что это такое

Обновлено: 04.05.2024

Важным качественным усовершенствованием ртутного выпрямителя стало появление управляющей сетки. Первоначальная (диодная) функция ртутных вентилей с повышением рабочих напряжений потребовала введения экранов, защищающих анод от интенсивной бомбардировки потоками ионов.

Развитие конструкции экрана и независимое управление его потенциалом позволило изменять момент возникновения дугового разряда на анод. Ртутный вентиль становится прибором с управляемым моментом отпирания. Первые публикации об исследованиях ртутных вентилей с сеточным управлением относятся к 1933–1935 гг. (М.М. Четверикова, Н.Н. Петухов, М.А. Асташев) [11.9, 11.10]. Они привлекли внимание к возможности регулирования напряжения и защиты агрегата в аварийных режимах. В 1935 г. появились первые работы по исследованию инверторного режима ионного преобразователя частоты (так стали называть управляемый преобразователь электрической энергии на основе дугового разряда в управляемом вентиле). Эти исследования связаны с именем И.Л. Каганова.

Расположение шести анодов по окружности вакуумного бака обусловило большие размеры, технологическую сложность обработки крышки на карусельных станках. Изоляция деталей осуществляется фарфоровыми кольцами с прокладками из вакуумной резины. Это дает дополнительные сложности при изготовлении, транспортировке, сборке выпрямителя с вакуумной двухступенчатой системой откачки. Сборка выпрямителей требует высокой степени чистоты, а следовательно, больших объемов помещения, оснащенного подъемным оборудованием. Наконец, помещение должно отвечать жестким требованиям по температуре, удалению ртути и ее паров. Все это повышало стоимость транспортировки, сборки, эксплуатации и ремонта ртутно-выпрямительного оборудования. Поэтому в дальнейшем процесс совершенствования ртутно-выпрямительных агрегатов шел по пути создания:

одноанодных вентилей, которые комплектовались в агрегаты по шесть штук для построения трехфазных систем «звезда — две обратные звезды с уравнительным реактором»;

неразборных безнасосных агрегатов, в которых вакуум создавался в процессе изготовления и поддерживался в течение всего времени эксплуатации благодаря тщательной предварительной

обработке деталей (обезгаживания) и проверке вакуумной плотности всех сварных соединений.

Разработанные комплекты одноанодных вентилей РМНВ200х6 и РМНВ500х6 (ртутный, металлический, насосный, с водяным охлаждением на токи соответственно 1200 и 3000 А) составили основу выпрямителей для электрической тяги и электрометаллургии в послевоенные годы (рис. 11.2).

На базе неразборных отпаянных (безнасосных) агрегатов с управляемыми выпрямителями оказалось возможным создание мощных реверсивных электроприводов постоянного тока. Преобразователь существенно упрощается, у него отсутствует вакуумная система; делаются успешные шаги к переходу от водяного охлаждения к воздушному. Таким образом, он становится конструктивно и функционально завершенным узлом регулируемой преобразовательной системы. На внешнем рынке лидирующее положение занимали фирмы «Westinghouse» (США), «Allis-Chalmers», ASEA и «Brown-Bowery», (Швейцария). Последние две ныне объединились в одну из крупных европейских фирм ABB.

Наряду с ртутными вентилями, в которых имеется постоянно горящая дуга возбуждения, получили развитие игнитроны — ртутные вентили, в которых катодное пятно возбуждается каждый период. Зажигание дуги производится путем пропускания импульса тока через опущенный в ртуть катода карборундовый полупроводниковый стержень — игнайтер (поджигатель) (рис. 11.3). Возникающий при этом высокий градиент потенциала в точке контакта поджигателя с ртутью инициирует возникновение дугового разряда при положительном аноде. Отсутствие постоянно горящей дуги возбуждения повышает вентильную прочность благодаря отсутствию плазмы в неработающем вентиле, дает возможность регулирования тока изменением угла запаздывания поджигающего импульса по отношению к моменту естественного отпирания.

Наиболее успешное применение игнитрона нашли в промышленных сварочных агрегатах для точечной и шовной сварки. Кроме того, предпринимались попытки решить с помощью игнитронов проблему тяговых выпрямителей электрифицированных железных дорог (токи 100–200 А на один анод, напряжение до 3 кВ, 1938–1942 гг.). Разработка преобразователей на основе игнитронов в нашей стране связана с именем Б.М. Шляпошникова. В 40-е годы игнитроны успешно использовались в установках для индукционного нагрева [11.22, 11.23].

Рис. 11.2. Одноанодный ртутный вентиль с водяным охлаждением (1946 г.)

Рис. 11.3. Игнитроны для однофазных сварочных машин (а) и игнитронный поджигатель (б)

Помимо уже упомянутых ионных приборов с дуговым разрядом — ртутных выпрямителей появилось обширное семейство маломощных ионных приборов, получивших широкое распространение в преобразовательной технике и автоматике.

Основной целью применения ионных приборов в преобразователях малой и средней мощности было создание управляемых выпрямителей с более высокими технико-экономическими показателями, чем у вакуумных кенотронных преобразователей и двигатель-генераторных агрегатов. Основной возможностью повышения КПД в выпрямителях сравнительно низкого напряжения (на десятки — сотни вольт) является уменьшение прямого падения напряжения, что оказалось возможным благодаря компенсации объемного заряда электронов, эмитируемых накаленным катодом, зарядом положительных ионов, генерируемых в столбе разряда. Простейшие приборы этого класса — выпрямительные газотроны на напряжения в сотни вольт разрабатывались на заводе «Светлана» с 1929 г. (рис. 11.4). Совершенствование конструкции позволило к 1932 г. освоить выпуск газотронов для нужд радиопромышленности (питания мощных усилителей и радиопередатчиков) с предельными параметрами в несколько киловольт и токами до десятков ампер. Разряд существовал в парах ртути при относительно низком давлении, которое способствовало повышению вентильной прочности.

Рис. 11.4. Газотрон

С 1932–1933 гг. завод «Светлана» начал серийный выпуск выпрямительных газотронов с наполнением аргоном и неоном при сравнительно высоком давлении (несколько миллиметров ртутного столба). Высокое давление газа позволило получить разряд при сравнительно низком падении напряжения (12–15 В). Приборы получили название «тунгар»: тунгстем (вольфрам)-аргон — такими были материалы одного из родоначальников этого класса приборов. На другом полюсе шкалы напряжений находятся разработанные «Светланой» многосекционные газотроны на 100–200 кВ и ток 1–2 А.

Несмотря на высокие энергетические показатели, газотроны были ненадежны и капризны в эксплуатации, где требовалось неукоснительное выполнение последовательности операций пуска: вначале включается цепь накала катода, через несколько минут эмиссия катода достигает значения, превышающего ток нагрузки, только после этого можно включать питание анодных цепей. Нарушение этого правила либо случайный обрыв цепи накала приводили к быстрому уменьшению тока эмиссии, возрастанию прямого падения напряжения и разрушению катода ионной бомбардировкой. Тем не менее в течение 40–50-х годов эти приборы занимали важную нишу массовых выпрямителей малой и средней мощности.

Большая потребность в управляемом газоразрядном приборе привела к созданию и быстрому росту промышленного выпуска других газоразрядных приборов — тиратронов, у которых в пространстве между анодом и катодом размещается управляющая сетка.

Рис. 11.5. Водородный импульсный тиратрон

а — общий вид; б — разрез; 1 — генератор водорода; 2 — анод; 3 — сетка; 4, 5 — электрические экраны; б — катод; 7 — тепловой экран

Разработчиков аппаратуры сразу привлекла возможность выполнения различных средств управления и регулирования на основе тиратронов. В 50-х годах большие усилия были приложены к созданию ионных преобразователей частоты на основе тиратронов. По существу, большинство схемотехнических решений в области преобразователей родилось в эти годы. Вследствие того что время восстановления запирающих свойств сетки составляет сотни микросекунд, особое внимание было уделено автономным инверторам тока с рабочей частотой до сотен герц. Однако создание промышленных образцов преобразователей оказалось в те годы невозможным в силу несовершенства силовых приборов и устройств управления.

Потребности в мощных ключевых приборах с высоким быстродействием для нужд радиолокационной техники привели к разработке перспективного класса ионных приборов — импульсных водородных тиратронов (рис. 11.5). Малое время деионизации (доли микросекунды) позволило получить микросекундные импульсы тока в десятки и сотни ампер при напряжении несколько киловольт. Эти приборы разрабатывались на Московском электроламповом заводе (ныне объединение «МЭЛЗ»), в их создании важную роль сыграли работы Т.А. Ворончева.

Газоразрядные приборы заняли свою нишу не только в силовой электронике, но и в информационной технике. Ионные приборы на основе тлеющего разряда в инертных газах и парах ртути получили широкое распространение. Они до настоящего времени используются как средства индикации напряжения (сигнальные лампы), средства отображения цифровой информации. В послевоенные годы они широко использовались в качестве газоразрядных стабилизаторов напряжения — стабилитронов. Важным этапом в промышленной электронике стало появление трехэлектродных газоразрядных приборов с холодным катодом. Долговечные приборы с малыми габаритами и малым потреблением мощности в цепи управления, они стали важным средством автоматизации как управляемый логический элемент с памятью. На база этих приборов выполнялись бесконтактные реле, реле времени, пересчетные схемы и другие подобные узлы (рис. 11.6).

Рис. 11.6. Счетчик импульсов на тиратронах с холодным катодом (1960 г.)

Массовым изделием стал разрядник — миниатюрный газоразрядный прибор, защищавший оборудование средств связи от перенапряжений. Промышленный выпуск разрядников с напряжением зажигания 280–430 В на ток до 30 А был освоен заводом «Светлана» в 1936 г.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

Продолжение на ЛитРес

Зенитные управляемые снаряды «Рейнтохтер I» и «Рейнтохтер III»

Зенитные управляемые снаряды «Рейнтохтер I» и «Рейнтохтер

ПРОТИВОТАНКОВЫЕ УПРАВЛЯЕМЫЕ РАКЕТЫ

ПРОТИВОТАНКОВЫЕ УПРАВЛЯЕМЫЕ РАКЕТЫ "КОБРА"(ПРОЕКТ)Танковый противотанковый управляемый снаряд калибра 160 мм. Разработка проекта велась с 1957 по 1958 г. в НИИ- 1 (Московский институт теплотехники). Снаряд был рассчитан для стрельбы на максимальную дальность 3000 м с наведением

Глава 13 Твердотельные преобразователи энергии

Глава 13 Твердотельные преобразователи энергии Рассмотрим несколько примеров генераторов энергии особой конструкции, в которых нет вращающихся частей конструкции, и при этом заявлена высокая эффективность. Обычно их называют «твердотельными» генераторами свободной

Глава 14 Преобразователи тепловой энергии

Глава 14 Преобразователи тепловой энергии Мы говорили про «океан энергии», окружающей нас. Этот океан энергии – эфир, явление поляризации которого нам известно, как электрическое поле. Вихревые явления в эфире мы воспринимаем, как магнитные поля. Мы показали в предыдущей

10. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ АППАРАТЫ ВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ (ВЫШЕ 1000 В) И СИЛОВЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ

10. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ АППАРАТЫ ВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ (ВЫШЕ 1000 В) И СИЛОВЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ В данном разделе приведены нормативы и указания по ремонту следующих аппаратов высокого напряжения и силовых преобразователей: выключатели масляные, воздушные и электромагнитные;

Немецкие управляемые бомбы. Опыт и результаты боевого применения

Немецкие управляемые бомбы. Опыт и результаты боевого применения За редким исключением, первое боевое применение даже новых модификаций летательных аппаратов редко обходится без неприятных «сюрпризов». О принципиально новых видах оружия и средствах поражения речи

6.2.5. ТИРИСТОРНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ДЛЯ ДВИГАТЕЛЕЙ ПОСТОЯННОГО ТОКА

6.2.5. ТИРИСТОРНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ДЛЯ ДВИГАТЕЛЕЙ ПОСТОЯННОГО ТОКА В электроприводах постоянного тока различных механизмов еще с 20-х годов наряду с системами «генератор — двигатель» стали находить применение системы «преобразователь — двигатель», основанные на ионных

11.2.1. ПЕРВЫЕ РТУТНЫЕ ВЫПРЯМИТЕЛИ

11.2.1. ПЕРВЫЕ РТУТНЫЕ ВЫПРЯМИТЕЛИ Силовая электроника была и остается наиболее энергоемким направлением развития промышленной электроники. Функции этого направления — регулируемое преобразование электрической энергии. Важнейшие виды преобразования энергии:

11.2.5. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ЛИНИЙ ПЕРЕДАЧИ ПОСТОЯННОГО ТОКА

11.2.5. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ЛИНИЙ ПЕРЕДАЧИ ПОСТОЯННОГО ТОКА Линии передачи постоянного тока высокого напряжения предполагались как средство передачи энергии на большие расстояния. Первой опытно-промышленной линией была передача Кашира — Москва; до настоящего времени

11.3.4. МОЩНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ДЛЯ ИНДУКЦИОННОГО НАГРЕВА

11.3.4. МОЩНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ДЛЯ ИНДУКЦИОННОГО НАГРЕВА Индукционный нагрев металлов (слитков, изделий) обусловлен выделением энергии в металле при протекании в нем токов, наведенных магнитной компонентой электромагнитного поля. Для создания поля необходим источник

Что такое игнитрон

Игнитрон это особый тип газоразрядного прибора. Он имеет ртутный катод и электрод, осуществляющий поджиг. При помощи него происходит управление дуговым разрядом.

Эти устройства могут использоваться как вентиль для устройств выпрямления переменного тока большой мощности, например аппаратов сварки или подстанциях. Был изобретен игнитрон в 1922 году русским инженером Вологодиным В.П. Несмотря на то, что произошло это почти век назад, используются игнитроны и в настоящее время.

В данной статье пойдет речь об устройстве этого прибора, принципах его работы и сфере использования. Дополнена данная статья скачиваемым файлом с техническими особенностями этих приборов, а также двумя роликами на заданную тематику.

Схема с игнитроном

Игнитрон представляет собой электронную лампу, временем пребывания которой в открытом состоянии можно управлять. В игнитроне находится жидкая ртуть, контакт с которой имеет вывод во внешнюю цепь. Кроме того, в игнитроне находятся анод и электрод поджига; кончик электрода, изготовленный из карбида кремния или карбида бора,, погружен на небольшую глубину в ртуть.

Если между электродом поджига и ртутью есть некоторая разность потенциалов,, то образуется искра, в результате чего возникает электронная эмиссия. При положительном потенциале на аноде электроны,, двигаясь к аноду, будут сталкиваться с атомами газа в лампе,. т. е. начнется процесс ионизации.

Когда через игнитрон протекает ток, падение напряжения на нем невелико; следовательно, эта лампа имеет небольшое внутреннее сопротивление. Игнитрон обладает рядом преимуществ: опасность пробоя между анодом и катодом невелика, так как максимальное обратное напряжение имеет место только в интервалы времени, когда внутреннее сопротивление лампы имеет большую величину.

К тому же, не требуется энергии для подогрева катода. Как и в случае тиристора, запуск игнитрона может производиться в любой точке периода переменного напряжения, что позволяет осуществлять управление выходной мощностью.

[stextbox ртуть имеет неограниченный срок службы и может выдерживать большие перегрузки, игнитрон находит широкое применение в мощных промышленных установках. Вследствие присутствия ртути лампа должна работать в вертикальном положении.[/stextbox]

Диод с указанной на рисунке полярностью включен последовательно с ограничительным резистором Ri между анодом и электродом поджига. Источник переменного тока соединен последовательно с нагрузкой R_н и игнитроном, т. е. так же, как и в схеме с тиристором.

Во время действия положительного полупериода переменного напряжения диод Д[ и игнитрон hi находятся в открытом состоянии. Однако игнитрон не может открываться до тех пор, пока электрод поджига не вызовет электронную эмиссию. Когда диод находится в открытом состоянии, происходит электрический разряд между электродом и ртутью, и возникающая в результате электронная эмиссия вызовет ионизацию и протекание тока.

Игнитрон — управляемый ртутный вентиль, зажигание дуги в котором производится подачей импульса на электрод — зажигатель, опущенный в ртуть имеет только один анод, что практически исключает возможность обратного зажигания применяется в мощных управляемых выпрямителях, имеющих к. п. д. 90—95% .

Во время отрицательной полуволны переменного напряжения и игнитрон, и диод находятся в закрытом состоянии. Вместо диода Д( управляющее напряжение, как и в схеме с тиристором, может вырабатываться фазосдвигаю-щей цепью. Схема имеет невысокий к. п. д., так как в ней используется однополу-периодное выпрямление.

Полученное напряжение перед подачей в нагрузку для уменьшения пульсаций может быть отфильтровано. Для повышения к. п. д. можно применять схему с игнитронами, выполняющую двухполупериодное выпрямление, которую и рассмотрим в следующем разделе.

Игнитрон с металлическим корпусом

Этот процесс представляет собой преобразование переменного тока в постоянный при помощи вентилей или коммутационных устройств, пропускающих ток только в одном направлении. Выпрямитель состоит из трансформатора, вентиля и электрического фильтра, сглаживающего пульсации выпрямленного тока.

Существовавшие до того времени выпрямители не могли обеспечить надлежащей работы трансформаторов. В 1919 г. В.П. Вологдин решил использовать для получения постоянного тока вып-рямитель с жидким (ртутным) катодом в стеклянном исполнении (в виде колбы). В этом устройстве два нулевых трехфазных выпрямителя были соединены параллельным способом.

В.П. Вологдин сделал свои ртутные выпрямители однополупериодными и двухполупериодными. В первых использовалась только одна полуволна переменного тока, выпрямленный ток сильно пульсировал (возникали остаточные вихревые токи), что заставляло использовать дорогостоящие и громоздкие фильтры. При двухполупериодном выпрямлении постоянная составляющего тока увеличивалась вдвое, а пульсации соответственно уменьшались.

Поэтому ртутный выпрямитель, предложенный В.П. Вологдиным, получил высокую оценку специалистов. Он предназначался для питания анодных ламп радиотелефонных передатчиков. Оригинальный прибор мощностью 10 кВт позволял получить постоянный ток с напряжением более 3500 В. Коэффициент полезного действия (КПД) при этом достигал 99 %, а напряжение внутри колбы падало незначительно.

Ртутный выпрямитель, созданный В.П. Вологдиным, предназначался в первую очередь для радиотелефонных и радиотелеграфных станций. В 1930 г. В.П. Вологдину удалось создать более мощные ртутные выпрямители в металлическом исполнении.

Самый первый из них достигал мощности в 1000 кВт (при напряжении 12 ООО В). Он изготавливался на ленинградском заводе «Электросила» под руководством В.П. Волошина. Изобретение В.П. Вологдина практически в неизмененном виде используется на современных электростанциях и в трансформаторах большого масштаба. Этого человека заслуженно называют пионером высокочастотных технологий в отечественной энергетике.

Схема устройства игнитрона

Технологические особенности игнитронов

В отличие от обычных ртутных вентилей, в которых для поддержания горения дуги служат аноды возбуждения, в игнитроне «поджигание» дуги происходит во время каждого положительного полупериода анодного напряжения с помощью вспомогательного электрода, называемого игнитором или зажигателем.

Игнитрон представляет собой стеклянный или металлический баллон, в котором создан вакуум и расположены ртутный катод, анод и зажигатель, являющийся наиболее ответственным элементом игнитрона.

Он имеет форму конического стержня, изготовленного из намачиваемого ртутью полупроводникового материала, например корунда или карбида бора, погруженного на 3+5 мм в ртутный катод. Между зажигателем и катодом образуется изоляционная микропленка. На зажигатель подаются импульсы напряжения порядка 170+200 В при токе до 30 А.

[stextbox границе между зажигателем и ртутью образуется электрическое поле напряженностью порядка 10 6 В/см, достаточное для появления электростатической эмиссии с поверхности катода. Если поджигающий импульс подается при положительном напряжении на аноде, то в игнитроне начинается дуговой разряд и образуется плазма, а на поверхности ртути — катодное пятно.[/stextbox]

При отрицательном полупериоде напряжения на аноде происходит деионизация паров ртути, поэтому во время каждого следующего положительного полупериода анодного напряжения необходимо подавать на зажигатель очередной поджигающий импульс.

Они должны подаваться синхронно с анодным напряжением. Изменяя фазу поджигающих импульсов можно изменить длительность горения дуги, а следовательно, и величину выпрямленного напряжения, если игнитрон работает в выпрямительной схеме. Роль зажигателя в игнитроне подобна роли управляющей сетки и тиратроне.

Стеклянный игнитрон типа И-100/1000, рассчитанный на выпрямленный ток 100 А при допустимом обратном напряжении 1000 В, изготовляют в виде сварной конструкции из медного цилиндра, охлаждаемого водой и являющегося выводом катода, и стеклянного (молибденовое стекло) цилиндра — анодной камеры. Графитовый анод имеет форму цилиндра или полусферы. Вывод зажигателя сделан в боковой части стеклянного цилиндра.

Устройство металлического игнитрона и его условное обозначение

Игнитроны широко применяют в мощных выпрямительных устройствах, промышленных преобразователях тока, электросварочных установках и ряде других схем промышленной электроники. Игнитроны типа И1 выпускают для контактной сварки металлов.

Особенности строения игнитрона

Игнитроны обладают не только важным достоинством ртутных вентилей – их способностью переносить перегрузки, но и всеми положительными свойствами тиратронов, как управляемых выпрямителей. Существенным недостатком игнитронов является ограниченный срок службы зажигателя.

Последний нагревается при работе, его поверхность с течением времени загрязняется и на ней образуются пятна ртути, что в конечном счете приводит к пропускам в зажигании дуги и к увеличенному потреблению тока. К недостаткам игнитронов относится также необходимость искусственного охлаждения, что значительно усложняет их конструкцию.

Игнитрон используется в устройствах, потребляющих токи до нескольких десятков ампер. Для исключения возможности возникновения обратного тока в цепи зажигателя в нее включают полупроводниковый или иной диод. Игнитрон имеет существенные недостатки, заключающиеся в ограниченном сроке службы зажигателя. Эти недостатки приводят к пропускам зажигания.

Игнитроны имеют анодные характеристики тиратронов, но обеспечивают большую мощность в нагрузке. Их применяют для управления точечной сваркой, электродвигателями, для преобразования больших мощностей постоянного тока в мощности переменного тока и для преобразования частоты мощных электрических устройств. В настоящее время мощные полупроводниковые управляемые диоды – тиристоры – начинают успешно заменять игнитроны.

Советский игнитрон

Игнитрон представляет собой лампу с ртутным катодом. Прерывателем ( зажигате-лем) в лампе является стержень из тугоплавкого материала с большим электрическим сопротивлением, погружаемый в ртуть. При соответствующем напряжении порядка более 100 в / см, поданном на зажигатель, возникает дуговой разряд между стержнем и зеркалом ( поверхностью) ртути.

Дуга становится источником электронов для главного разряда между катодом и анодом, происходящего через несколько микросекунд после возникновения дуги. Дуга в цепи зажигателя может образоваться через цепь конденсатора.

Игнитрон запускается каждый раз при подаче на пусковой электрод положительного по отношению к катоду импульса порядка сотен вольт, если анодное напряжение в этс время также положительное. При отрицательном напряжении на основном аноде происходит деионизация паров ртути и игнитрон закрывается. Регулируя время поступления импульсов на пусковой электрод относительно момента появления положительного напряжения на аноде, можно управлять анодным током через игнитрон.

Игнитроны находят широкое применение: 1) в эле ктро-сварке, где требуются периодические и значительные по величине импульсы тока; 2) в качестве ионных выключателей, сочетающих высокую перегрузочную способность с большой скоростью включения и выключения; 3) в качестве реле, обладающего чувствительным элементом и в то же время мощными контактами для непосредственного включения больших сил токов.

Разновидности ингитрона

Ведущей научно-исследовательской организацией по разработке новых типов преобразователей электрической энергии является Всесоюзный электротехнический институт имени Ленина (ВЭИ). В четвертой пятилетке в ВЭИ была разработана конструкция цельнометаллического запаянного ртутного выпрямителя с воздушным охлаждением, а в 1957 г. создана серия цельнометаллических запаянных игнитронов как с воздушным, так и с водяным охлаждением.

Все электровозы перечисленных серий предназначены для работы на постоянном токе. Но для продолжения опытов применения однофазного переменного тока, начатых еш,е перед войной, Новочеркасский завод построил в 1953—1954 гг. два опытных шестиосных грузовых электровоза серии НО, работавших на однофазном токе промышленной частоты и оборудованных игнитронными ртутными выпрямителями.

Кроме указанных сварочных машин промышленного типа для сварки сильфонов широко применяются более простые установки с игнитронными прерывателями типа ИП-5, ИП-7 и ИП-8. Эти установки чрезвычайно компактны, просты и могут быть изготовлены любой экспериментальной мастерской.

[stextbox оборудования состоит из простого игнитронного прерывателя, сварочного трансформатора и устройства для крепления и вращения свариваемых изделий. Практически может быть использован любой сварочный трансформатор с сечением сердечника не менее 100 см . Вторичная обмотка трансформатора состоит из шины сечением 6—10 см . [/stextbox]

Поскольку время разряда конденсатора зависит от величины сопротивления 5 в его цепи, то оказывается возможным регулировать и частоту зажигания игнитрона в пределах от 2 до 20 гц. Благодаря регулировке угла отсечки длительность горения (импульса) игнитрона составляет 0,01—0,003 сек.

Как видно из схемы, сеть замыкается через игнитрон и сварочный трансформатор накоротко. Однако время замыкания настолько мало, что любая из имеющихся защит сработать не успевает. Мощные импульсные токи, протекающие через игнитрон и сварочный трансформатор, и служат для сварки сильфонов с арматурой.

Область применения

Игнитроны находят широкое применение

в электросварке, где требуются периодические и значительные по величине импульсы тока
в качестве ионных выключателей, сочетающих высокую перегрузочную способность с большой скоростью включения и выключения
в качестве реле, обладающего чувствительным элементом и в то же время мощными контактами для непосредственного включения больших сил токов.

Ионный электропривод постоянного тока и его механические характеристики. Электропривод этого типа состоит из ионных выпрямляющих аппаратов и двигателя постоянного тока. Для выпрямления переменного тока при больших мощностях двигателей используются ртутные выпрямители с регулируемой сеткой, при меньших мощностях — тиратроны (стеклянные или металлические) и игнитроны.

Подводимое к двигателю напряжение ионных аппаратов можно регулировать в широких пределах, изменяя момент зажигания игнитронов посредством подачи соответствующих потенциалов на сетки ртутных выпрямителей или тиратронов. Этим создаётся возможность производить пуск и широко регулировать скорость так же, как и в системе Леонарда. Пределы регулирования скорости двигателя — от 1 20 и выше.

Автоматическая аппаратура состоит из различных контакторов, реле управления, реле защиты, командоаппаратов, путевых выключателей, тормозных электромагнитов, регуляторов, ионно-электронной аппаратуры, усилительных ламп, ртутных выпрямителей, тиратронов, игнитронов, неоновых ламп, фотоэлементов, электронно-лучевых трубок и т. д. Комплектные аппараты автоматического управления для различных электроприводов носят название станций управления.

Синхронный игнитронный прерыватель для точечной сварки дозирует время протекания тока с помощью силовых игнитронов, регулируемых конденсаторно-ламповыми и электромагнитными устройствами. Замыкание и размыкание первичной цепи сварочного трансформатора осуществляются через силовые игнитроны I и II путём зажигания и гашения дуги в игнитроне.

Цепь управления игнитронами состоит из вспомогательных ламп (тиратронов) 1, 2, 3, 4 и 5, конденсаторов б и 7, пик-трансформатора 8, нормальных трансформаторов, серии регулируемых и нерегулируемых сопротивлений и специального асинхронного таймера, производящего в определённые моменты времени замыкание и размыкание цепи управления выключателя 9.

Синхронный игнитронный (электронно-ионный) прерыватель. В этом прерывателе периодическое замыкание и размыкание цепи первичной обмотки сварочного трансформатора осуществляются путём периодического зажигания и гашения дуги в игнитронах.

Моменты зажигания и гашения дуги и соответственно продолжительность импульсов тока и пауз между ними определяются настройкой цепи управления игнитронами. В цепь зажигания каждого игнитрона включены последовательно по два вспомогательных тиратрона. Управление тиратронами осуществляется двумя отдельными цепями, каждая из которых периодически меняет потенциал на сетке связанного с ней тиратрона.

Игнитрон

Ртутный выпрямитель, игнитрон (от лат. ignis — огонь и электрон) — одноанодный ионный прибор с ртутным катодом и управляемым дуговым разрядом. Применяется в качестве 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.

Для игнитрона характерно незначительное падение напряжения и высокий КПД (98—99 %).

Устройство и принцип действия

Металлический корпус игнитрона служит выводом катода. Воздух из корпуса откачивается. Непосредственно катодом является ртуть, налитая на дно корпуса, а её пары заполняют внутреннее пространство игнитрона. Через изолятор пропущен вольфрамовый ввод с поджигающим электродом из карбида бора. Острие поджигающего электрода опущено в ртуть, но не смачивается ею, из-за чего под действием импульса тока амплитудой до нескольких десятков ампер и длительностью несколько десятков микросекунд между катодом и поджигающим электродом ртуть испаряется, металлический проводящий мостик прерывается и возникает дуговой разряд, образуя так называемое 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 производят ударную ионизацию атомов ртути в парах ртути в катод-анодном пространстве. Игнитрон наполняется плазмой, между анодом и катодом зажигается дуга основного разряда, течёт прямой ток. Положительные ионы, ускоряясь в поле, бомбардируют катодное пятно, поддерживая его высокую температуру и эмиссию. При уменьшении напряжения на аноде дуга гаснет, катодное пятно остывает и игнитрон запирается. Чтобы снова отпереть его, необходимо при положительном напряжении на аноде подать поджигающий импульс. Изменяя момент зажигания относительно начала полупериода можно управлять углом отсечки импульсов анодного тока 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, достигают единиц киловатт, и игнитроны требуют интенсивного охлаждения, как правило, жидкостного: металлический корпус их заключается в рубашку, по которой циркулирует вода или антифриз.

Обратное зажигание

Как правило, игнитроны применяются в двухполупериодных двуплечих выпрямителях, в которых амплитуда обратного напряжения вдвое больше амплитуды импульсов выпрямленного напряжения. 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, и ток короткого замыкания может вывести из строя как игнитрон, так и трансформатор.

Для борьбы с обратным зажиганием используются специальные конструктивные решения: графитовые сетки и металлические кольца, не допускающие попадания и накопления ртути на аноде, а также быстродействующие электронные схемы защиты, следящие за направлением тока в игнитроне и отключающие схему, если направление сменяется на неправильное.

Недостатки

Игнитрон содержит ртуть, которая при его работе сильно нагревается. При разрушении корпуса игнитрона велик риск загрязнения окружающей среды ртутью и отравления людей и животных.
Для работы игнитрона необходим источник достаточно мощных импульсов зажигания.
Необходимы устройства, следящие за направлением тока в цепи и отключающие игнитроны при обратном зажигании.
Потери в игнитронах выше, чем в кремниевых диодах и тиристорах.
Игнитроны могут использоваться только в одном положении — анодом кверху — и не допускают сильных толчков при которых ртуть плещется внутри корпуса и при этом повышается риск обратного зажигания.
Игнитроны критичны к температуре среды. Например, на электровозах ВЛ60 с игнитронными выпрямителями не разрешалось пускать выпрямители в действие при температуре охлаждающей жидкости ниже +25 и выше +38° С.

История создания

Впервые в мире ртутный выпрямитель был сконструирован русским и советским учёным-изобретателем Валентином Петровичем Вологдиным (1881—1953). Работы над его созданием были начаты ещё до Первой мировой войны и завершены успешными испытаниями в 1922 г. Первые игнитроны Вологдина имели мощность до 10 кВт при напряжении выпрямленного тока более 3,5 кВ. Они были надежны в работе и стали широко применяться в установках на мощных радиотелефонных и радиотелеграфных станциях, которые выпускала Нижегородская радиолаборатория. 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.

Устройство машин контактной сварки

Для включения (и выключения) сварочного трансформатора в сеть служат специальные устройства - контакторы. На машинах небольшой мощности с невысокими требованиями к качеству сварных соединений иногда используют электромагнитные контакторы (электромагнитные реле с мощными контактами). В большинстве машин применяют контакторы с так называемыми управляемыми вентилями - игнитронами и тиристорами.

Игнитрон - газоразрядный (ионный) прибор, способный пропускать большие токи при подаче соответствующей электрической команды на управляющий электрод — поджигатель. Тиристор — полупроводниковый кремниевый прибор, проводящий ток при подаче кратковременных импульсов небольшого тока на его управляющий электрод. Контакторы, включаемые в сеть последовательно с первичной обмоткой трансформатора, состоят из двух встречно и параллельно соединенных вентилей. Различают асинхронные и синхронные контакторы с управляемыми вентилями.

Асинхронный игнитронный контактор КИА (рис. 17, а) включает сварочный трансформатор в любой момент времени, не связанный по фазе с изменением напряжения питающей сети, в результате чего возможны несимметрия и нечетное число положительных и отрицательных полупериодов (полуволн) тока, а следовательно, намагничивание сердечника трансформатора и нестабильность сварочного тока.

Управляющим элементом контактора является замыкающий контакт Р, который должен быть замкнут на время протекания сварочного тока. При замыкании контакта Р (реле в регуляторе цикла сварки) и полярности, при которой на анод игнитрона И2 подан положительный полупериод питающего напряжения (клеммы Л1, Л2), ток i_n потечет от Л1 через диод В2, предохранитель ПР, контакт Р, контакт РГ гидравлического реле, диод ВЗ и поджигатель игнитрона И2 к JI2. Игнитрон загорится и в первичной обмотке сварочного трансформатора потечет ток i₁. В конце полупериода течение тока i_п прекратится и с этого момента (плюс на клемме Л2) начнет проходить ток i_n по цепи поджигателя игнитрона И1, что приведет к зажиганию последнего и прохождению второго полупериода тока i₁. Такое поочередное горение игнитронов будет происходить до размыкания контакта Р, после чего игнитронный контактор отключит первичную обмотку ТС от сети при нулевом значении тока, протекающего через последний горящий игнитрон.

В последние годы вместо игнитронов в контакторах используют только тиристоры. В синхронном тиристор-ном контакторе (рис. 17, б) применено фазовое управление током, протекающим через первичную обмотку трансформатора ТС, а следовательно, и сварочным током.

Контактор включает трансформатор ТС всегда в строго определенный момент времени, связанный с изменением напряжения питающей сети и_с. Поочередное включение тиристоров Т1 и Т2 обеспечивается подачей на их управляющие электроды кратковременных импульсов тока i_y от трансформаторов ТИ.

Положение импульсов i_y по отношению к нулю напряжения сети и_с (рис. 17, в), определяемое углом а, можно регулировать специальным фазорегулирующим устройством. Если а = ф (ф — угол сдвига между напряжением и током), то ток, протекающий через первичную обмотку трансформатора ТС, имеет полнофазное (наибольшее) значение i_1a. При а>ф длительность включения тиристора (Т1 или Т2) в течение каждого полупериода уменьшается, в результате чего уменьшается действующее значение тока i_1a> и сварочного тока. Изменяя плавно угол а, получают регулирование сварочного тока.

Цепочка R3, С служит для снижения скорости нарастания напряжения на тиристорах и исключения их самопроизвольного включения (рис. 17, б). При наличии этой цепочки на первичную обмотку ТС даже до включения сварочного тока подается небольшое напряжение, что может вызывать искрение при размыкании электродов машины. Для устранения этого нежелательного явления параллельно первичной обмотке включают резистор R4.

Сварочные машины в зависимости от мощности комплектуют тиристорными контакторами КТ-1 (на тиристорах ТВ-200), КТ-03 (на тиристорах ТВ-500) и КТ-04 (на тиристорах ТВ-800). Тиристоры имеют внутреннее водяное охлаждение. Таким образом, при использовании в машинах синхронных контакторов с фазовым управлением сварочный ток можно изменять ступенчато переключением витков первичной обмотки трансформатора и плавно, регулируя момент включения управляемых вентилей (игнитронов или тиристоров) в каждом полупериоде тока.

Синхронный контактор с фазовым управлением и электронным реле времени, обеспечивающим регулирование длительности протекания сварочного тока и паузы (при шовной сварке), называют синхронным прерывателем тока. Применение получили синхронные игнитронные прерыватели тока типов ПИТ и ПИШ. Точечные прерыватели ПИТ позволяют получать одиночные импульсы тока, шовные прерыватели ПИШ — равные по величине и длительности импульсы тока через одинаковые паузы. Длительность импульса (ПИТ и ПИШ) и паузы (ПИШ) независимо регулируются в пределах 1—19 периодов частоты сети (0,02—0,38 с) ступенчато через один период. Прерыватели имеют фазовое управление (рукоятка «Нагрев») для плавного изменения действующего значения (теплового действия) сварочного тока в пределах 40—100% — тока данной ступени трансформатора машины (изменением угла а).

Электрическая схема прерывателей ПИТ и ПИШ выполнена с применением электровакуумных приборов (электронных ламп и тиратронов), в результате старения которых при длительной эксплуатации возможно нарушение стабильности работы прерывателей.

В прерывателях типа ПСЛ этот недостаток устранен применением полупроводниковых логических элементов. Длительность импульсов тока и пауз регулируется дискретно от 1 до 20 периодов с частотой питающей сети, что обеспечивает практически абсолютно точный отсчет времени. Прерыватели ПСЛ являются универсальными и пригодны для точечной (рельефной) и шовной сварки. Их выпускают в двух вариантах: с тиристорным контактором (ПСЛ-200, ПСЛ-700, ПСЛ-1200) и игнитронным (ПСЛ-1500). Они также позволяют плавно регулировать сварочный ток (40—100%).

Кроме того, все прерыватели ПИТ, ПИШ, ПСЛ обеспечивают автоматическую стабилизацию сварочного тока при колебаниях напряжения сети, питающей машину. Изменение тока, вызываемое колебанием напряжения, может снизить качество получаемых сварных соединений, поэтому в прерывателях предусмотрено специальное компенсирующее устройство, которое автоматически изменяет момент включения управляемых вентилей-игнитронов или тиристоров (угол а, рис. 17, в), благодаря чему поддерживается заданный сварочный ток.

Работа сварочной машины по заданной циклограмме не может быть обеспечена применением одного только контактора или прерывателя тока. Для этой цели необходима аппаратура, которая выдает в нужные моменты времени команды на включение и выключение соответствующих исполнительных элементов, управляющих всеми электрическими и механическими устройствами машины. Эту аппаратуру принято называть регулятором цикла сварки (РЦС),

Автор: Администрация

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

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.

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:)

Жаль тема игнитрона не раскрыта. Хотелось бы узнать когда изобрели этот прибор, применяется ли он сейчас, если да, то в каких сферах. Гуглить я конечно не буду) Последняя схема вообще не понятная - без подписей.

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.

— Дедушка, а правда, что здесь раньше атомная станция была? — Правда, внучек, — сказал дедушка и погладил внука по голове. — Дедушка, а правда, что она взорвалась? — Правда, — ответил дедушка и погладил внука по второй голове.

Что за подстава? Где подробности? Что это за "рога"? Для чего они? Придется лезть на вики! Вот что за ТС пошли? Всю инфу самому искать придется)

убрали игнитроны из эксплуатации потому, что они непроизвольно открывают порталы в паралельные вселенные и оттуда лезет всякая нечисть.

Блин, первое впечатление от фото, это оформление очередной трусы, типа афп и иже с ними всяких транссенсейшенов, а внизу на синем фоне dj сводит треки.
Кстати не плохое бы оформление вышло, атмосферно.

Срочна нужна такая штука для репетиции зловещего смеха!

Блэт, прочел как "интригон". Посмотрел на заглавную картинку. Хм, думаю, действительно интригующая хрень, думал типа поделки какой чтобы друзей в ступор вгонять.

вживую он не так интересно смотрится уже(

рога - это воду подавать на охлаждение. внутри контакты и ртуть и маленькая молния.

На первой фотке как скриншот из какой-то игры!

Я вначале думал графика!

ничего не понял, но очень интересно

Где-то читал, что во время работы он может излучать рентгеновские лучи.

Он такой красивый, что кажется что его изобрел Тони Старк.

Кассетник с ручкой генератора⁠ ⁠

Сколько различных магнитофонов я видел в жизни? Наверно не меньше тысячи. Каких только разнообразных конструкций и дизайнерских изысков там не было! Тем не менее жизнь продолжает удивлять, подкидывая удивительные экземпляры.

Просматривая очередные объявления о продаже магнитофонов замечаю переносной магнитофон 70х. Таких магнитофонов тогда выпускали сотни марок по миру. Вспомните отечественные "Протон", "Легенда", "Спутник", "Десна".

Меня очень смутила цена продажи-7000 рублей. Я уж было решил, что продавец очередной мечтатель разбогатеть на заветном слове "раритет", но вдруг замечаю странную штуку над динамиком.

Опаньки! Энто еще что за кочерга? Да и название фирмы совершенно незнакомое.

Модель "THE sound R 1018".

Поиск по названию на кассетнике загнал меня в тупик-это вообще религиозная организация "Библейский альянс" из США. Хорошо, что есть сайт радиомузея-там удалось узнать подробности.

В середине 70х, религиозная организация "Библейский альянс" делает необычный заказ: сделать магнитофонный плеер с полностью автономным питанием и желательно покомпактней и подешевле. Что им тогда могли предложить инженерные умы? конечно единственно проверенный источник питания : ручной генератор или динамо, известный всем нам еще со школьной скамьи.

Я еще надеялся, что внутри есть маленький аккумулятор, который хотя бы пол часика сможет питать магнитофонный плеер, накопив энергию от ручного генератора.

Увы, оказалось нет никакого аккумулятора-хочешь слушать, крути ручку. Перестал крутить-магнитофон остановился. Практически электронная шарманка на компакт-кассете.

Впрочем не все так грустно: в стационарных условиях можно подключить к сети 220 вольт.

А ручной генератор для миссионеров, проводящих проповеди где нибудь на природе или вдали от цивилизации. . Выпускали это чудо аппарат в Гонконге.

Из подробностей удалось только узнать, что этот завод сгорел при странных обстоятельствах, а фирма производитель разорилась.

Магнитофон комплектовался приличной фонотекой и даже были записи для России.

Читайте также: