Файл: Фогельсон, Т. Б. Импульсные водородные тиратроны.pdf

Характер изменения запаздывания типичен для боль­ шинства типов тиратронов.

Запаздывание несколько растет с течением време­ ни, однако для всех испытанных образцов этот рост не превышает нескольких сотых долей микросекунды за каждые 1000 ч работы. Время установления запаздыва-

5

168

ния в течение всего периода испытаний остается по­ стоянным и не превышает одной минуты. Если в про­ цессе испытания на долговечность какого-либо тират­ рона t3 или его установление во времени начинает быстро расти, это является опасным симптомом. В боль­ шинстве случаев такой рост t3 и tyCT (рис. Х.8 , б) свиде­ тельствует о значительном снижении давления водоро­ да. Другой причиной повышения t3 и /уот может быть потеря эмиссии катода, которая приводит к увеличе­ нию времени развития разряда. Следует подчеркнуть, что время развития разряда в тиратроне, определяю­ щее величину /3, является более чувствительной харак­ теристикой эмиссионной способности катода, чем паде­ ние напряжения на тиратроне.

Х.З. РАЗБРОС ФРОНТА ТОКА АНОДА

Непостоянство времени развития разряда в тират­ роне вызывает нестабильность запаздывания анодного тока по отношению к сеточному напряжению от им­ пульса к импульсу, которую можно наблюдать на ос­

нием переменного магнитного поля подогревателя ка­ тода на возникновение разряда между катодом и сет­ кой. Для уменьшения воздействия магнитного поля тока накала на стабильность развития разряда подогре­ ватели катода делаются с минимальной индуктивно­ стью (обычно используется бифилярная намотка). Од­ нако полностью устранить магнитное поле не удается.

Для большинства тиратронов разброс фронта At3 не превышает 5-10- 9 с*. Его значение несколько умень­ шается с ростом напряжения анода, давления водорода,

* В первых типах импульсных тиратронов измерение At3 произ­ водилось с недостаточной точностью. До настоящего времени пас­ портные данные для некоторых тиратронов содержат завышенные значения А/3. Так, для тиратронов ТГИ1-325/16, ТГИ1-400/16, ТГИ1700/25 н ряда других значение Д/а составляет по паспорту

2—4 • 10-8 с.

169

С ростом напряжения анода At3 имеет тенденцию к не­ большому снижению. Подобная закономерность наблю­ дается для большинства типов тиратронов.

dt3,HG

Рис. Х .9. Область изменения Д*з = f(Ua) or тиратрона к ти­

ратрону:

1) ТГИ1-700/25; 2) ТГШ-2000/35 (пар­ тии тнратроноп по Ш шт.).

В пределах допустимых колебаний напряжения на­ кала генератора водорода (±5%) 'влияние давления на разброс фронта тока незначительно. Значение Дt3 не­ сколько уменьшается с ростом давления.

нарастания напряжения сетки AuJAt. Совместное дей­ ствие крутизны нарастания сеточного напряжения и амплитуды сеточного тока на величину Дt3 в тиратроне ТГИ1-700/25 показано на рис. Х.Ю.

170

Х.4. ВОЛЬТ-АМПЕРНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

Типовые вольт-амперные характеристики A H = f(/a) для тиратронов ТГИ1-100/8 и ТГИ1-2500/50 даны на рис. Х.11. Зависимость падения напряжения на тиратро-

Рмс. Х.11. Вольт-аыперная характеристика:

а) ТГИ1-100/8 (■'„ = 10 МКС, / < 150 мА); б) ТГИ1-2500/5Э (■'„ = 30 мкс,

/ср <ЮА).

не от анодного тока имеет практически линейный харак­ тер. Динамическое сопротивление невелико и для тира­ тронов средней и большой мощности находится в пре­ делах 0,3—0,03 В/A. При наибольшем анодном токе па­ дение напряжения равно 60—100 В у тиратронов малой и средней мощности и 150—200 В у наиболее мощных тиратронов. Отклонения вольт-амперных характеристик от лампы к лампе, вызванные колебаниями давления водорода, температуры катода, сопротивления оксидно­ го слоя и т. п., достигают 20—30% от среднего значе­ ния. Приведенные на рис. Х.11 характеристики измере­ ны при длительности импульса, равной 10—30 мкс. При тп, составляющей доли микросекунды, падение напряже­ ния в 3—4 раза выше.

Х.5. ВРЕМЯ ГОТОВНОСТИ ТИРАТРОНА К РАБОТЕ

тора водорода Д; время повышения импульсной мощно­ сти, коммутируемой тиратроном, от нуля до номиналь­ ного значения Д; период, в течение которого стаби­ лизируются характеристики тиратрона после нагрузки его током, Дет•

Дот= Д -Ь Д ~Ь Дет

171

Время разогрева катода tK. Это время отсчитывается от момента включения напряжения накала до достиже­ ния температуры катода 700—750° С, при которой его можно нагружать током, не опасаясь снижения эмиссии.

Разогрев катода можно ускорить, используя форси­ рованный режим: напряжение накала повышается на 30—40% сверх номинала на весь период разогрева пли часть его, затем с включением анодной нагрузки уста­ навливается номинальное значение напряжения накала. Время разогрева катода в таком режиме сокращается примерно на одну треть (рис. Х.12,е).

Другой путь сокращения времени готовности — при­ менение постоянного подогрева катода и генератора во­ дорода (режим «дежурного накала»).

Время разогрева генератора водорода tr. Напряже­ ние на генератор водорода подается одновременно с на­ пряжением накала катода. Включение анодного напря­ жения допустимо только после того, как давление водо­ рода в тиратроне составит не менее 90% от конечного значения, устанавливающегося за счет мощности нагре­ ва генератора. В тиратронах средней и большой мощно­ сти давление водорода устанавливается обычно быстрее, чем разогревается катод. Напротив, в маломощных ти­ ратронах, если они имеют подогревный генератор водо­ рода, определяющим является время установления дав­ ления газа.

На рис. Х.12 показан ход нарастания температуры катода и давления водорода после включения накала в трех мощных тиратронах: тиратрон ТГИ1-700/25 имеет стеклянную оболочку и генератор водорода из по­ рошкообразного титана, в металлостеклянном тиратро­ не ТГИ 1-500/20 и металлокерамнческом тиратроне ТГИ1-2500/50 используется малоинерциониый генератор из пористого титана. Время разогрева генератора tr за­ висит от его конструкции и местонахождения в тира­ троне.

Время повышения импульсной мощности tn. Боль­ шинство тиратронов могут быть нагружены наибольшей импульсной мощностью тотчас после окончания периода разогрева катода (включение анодного напряжения «рывком»). Для ряда тиратронов допускается мгновен­ ная подача мощности не свыше 50—70% от номи­ нальной, затем она повышается до предельного значе­ ния в течение 10—60 с. Такое включение бывает вызва­ но либо необходимостью кратковременной тренировки

172

анодной камеры, либо необходимостью подогрева като­ да разрядным током. В некоторых устройствах скорость повышения анодного напряжения должна быть ограни­ чена для того, чтобы нестационарные процессы (в част-

ТГИ1-500/20

173

ности, в фильтре выпрямителя) не создавали на тира­ троне перенапряжений, при которых он может работать неустойчиво.

Период стабилизации характеристик тиратрона tyCT.

Из всех характеристик тиратрона, изменяющихся в пер­ вые минуты после нагрузки тиратрона разрядным током, практическое значение имеет изменение запаздывания тока анода относительно напряжения сетки. Снижение на несколько десятых долей микросекунды продолжает­ ся от 0,5 до 3 мин в разных типах тиратроно1В, дальней­

вуют номинальным значениям напряжения накала като­ да и генератора водорода и условиям комнатной темпе­ ратуры окружающей среды (20° С). Уменьшение на­ пряжения накала ведет к снижению давления водорода в лампе и начальной температуры катода. Так же дей­ ствует понижение температуры окружающей среды.

При одновременном действии пониженной темпера­ туры окружающей среды и недокала время готовно­ сти возрастает вследствие увеличения времени разогре­ ва катода, времени установления давления водорода н периода стабилизации характеристик тиратрона.

Х.6. ВОССТАНОВЛЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОЧНОСТИ

Рассматриваемые ниже характеристики восстановле­ ния электрической прочности получены прямым мето­ дом— путем измерения напряжения повторного отпира­ ния тиратрона при подаче на его анод в послеразрядный период положительного импульса (подробно см. гл.У1 ). Из-за малости напряжения повторного отпирания в пе­ риод послеразрядной проводимости (Uan0B<vAUa- K) на­ чальный участок на кривых Uan0B= f(t) не приводится.

В гл. VI было показано, что время восстановления электрической прочности зависит от отрицательного се­ точного смещения, анодного тока и давления водорода. Влияние отрицательного сеточного смещения на харак­ теристику восстановления демонстрируется результата­ ми, полученными для тиратрона ТГИ1-2000/35 и приве­ денными на рис. Х.13.* Из этого рисунка видно, что из­

* Измерение t П0с тиратрона ТГИ1-2000/35, а также тиратронов

ТГИ1-700/25, ТГИ1-325/16, ТГИ1-400/16 и ТГИ1-2500/35 проведены Л. М. Тихомировым.

174