J (0) = 0; ——
dx
= - %
[ zS al{a ,h a )Y « = A .
1=0 z
(
2 Следует отметить, что величина / / A = iz/UQ = и равна отношению мгновенного значения тока i(t) в контуре с нелинейным сопротивлением к амплитуде тока / тах 0 при незатухающих коле
баниях.
Результаты решения уравнения (2.11), полученные при значениях параметра 10 < Ли значении а = 0,18, представлены в виде графиков на рис. 2.10 и На графике рис. 2.10 видно, что при А = 15 — 30 импульс тока близок по форме к униполярному.
Н а рис. 2.11 приведены зависимости
•^гпах / А —
1"пш 1 / Лпах0 — Л (^)> ^тах 2 / ^ — ^ max 2 / шах 0 — ^2
(2.13).
103
Рис. 2.10. Зависимость безразмерного тока Kt)/I„ихоот времени для вилитовы х дисков с параметром а = Рис. 2.11. Зависимость при а = Они показывают, что уменьшение первой амплитуды тока составляет 35 % в тех случаях, когда вторая амплитуда составляет 5 - 7 % от амплитуды тока при незатухающих колебаниях. Результаты численного расчета позволяют выбрать для колебательного контура с произвольными параметрами нелинейное сопротивление, обеспечивающее получение униполярного импульсного тока заданного значения при желаемом отношении / мим Для этого необходимо при известных значениях Z , за , задавшись соотношениями (2.13), по кривым рис. 2.10 и 2.11 выбрать значение Аи при заданном напряжении UQ по формуле (2.12) найти величину h / S a. При этом основной определяемой величиной является высота h, поскольку площадь поперечного сечения нелинейного сопротивления весьма мало влияет на его полную величину (так как она входит в степени аи определяется пропускной способностью материала, из которого изготовлено сопротивление. Для а = 0,14 оптимально А 30. При этом первая амплитуда составляет около 65 % от максимального значения тока без затухания. Как показал опыт эксплуатации вилитовых дисков в генераторах импульсных токов, они могут многократно пропускать импульсные токи с плотностью до 1 кА/см2 при длительности импульса около Юмкс. 3. Третий метод получения униполярных импульсов тока заключается в использовании дополнительного ключа (коммутатора К (рис. 2.12), шунтирующего нагрузку в момент максимума тока (так называемая система
“Кроубар”).
При включении основного ключа К ток в контуре ГИТ ив нагрузке изменяется по закону = / maxexp(-510sin№ 1?, где
Ап ах = Щ
Рис. 2.12. Эквивалентная схема ГИТ с системой Кр о у бар А, + А
Ln + L\
Ср
А + Ai й 1 = [ Q ( A + At)] ^ , 5j К моменту максимума тока энергия из конденсаторов ГИТ переходит в энергию магнитного поля нагрузки (JVH = л 1пглх).
При включении ключа К { t= tx) образуются два связанных контура
(| и ||) и возникает переходный процесс, в результате которого энергия, запасенная в нагрузке WH ив индуктивности ГИТ Wv рассеивается в активных сопротивлениях цепей. Формы импульсов тока в отдельных ветвях цепи /1; /2 и н представлены на рис. Рис. 2.13. Осциллограммы напряжения наем кости Си токов в ветвях схемы рис. 2.12
Ток нагрузки равен сумме двух составляющих:
/н = 10 е х рт, где
T = t — tl Первая составляющая — ток разряда индуктивности нагрузки
L H, заряженной током / тах через ключ К Он спадает по экспоненциальному закону с постоянной времени х 2
= (Ai +W >/ (н + г контура ||. Амплитуду тока 1^= 1ттЬн /{ Ь н +Ьг ) находим из условия равенства потокосцеплений для контура 11 до включения ключа К и после его включения (LH +1^)1^= Zn/ Вторая составляющая тока, связанная с разрядом индуктивности Lj в колебательном режиме через емкость конденсаторной батареи Си параллельно включенные цепи нагрузки и ключа К создают ток в индуктивности и емкости С, равный (т) cos ют, где со = {C0 [Ll +LHL2 / ( L H + Ll ) ] y i ,
g _ Анн+ -г)
2 [ I 1+ L7L
h
/ ( Между ветвями цепи с ключом К и нагрузкой этот ток делится обратно пропорционально индуктивности. Поэтому через нагрузку протекает ток / тах = [Z^ / (А, + Z2)]exp(-5T)coscDT/. Таким образом, ток в нагрузке при
t > t x описывается выражением (В соответствии с (2.14) амплитуда колебаний на вершине импульса пропорциональна
/ ( ^ , +1^ ) , те. для уменьшения амплитуды колебаний надо уменьшить значение L2, чтобы соблюдалось условие Т Ai -При наличии затухания в контуре ключ К выгоднее включать не в момент максимума тока, а несколько позже, когда напряжение на конденсаторах ГИТ равно нулю, те. выполняется условие — + R i = О,
dt
где Ь - ц +Ly,; R - R{ + R^ .
(2.15)
Если z'j = / max exp(-5i?)cos(co!0, то условие (2.15) можно записать в виде Z,[—5Х cos ( co 1 t ) - m 1 sin(co1x)] + ^cos(co ут) = 0 Оно выполняется при t = tx. Отсюда tg(co т) = - L 8 X+R со со \L или tgcOjlj = i?/2 c0ji|, где — искомый момент включения КтВ ряде случаев по условиям эксперимента в нагрузке необходимо получить импульс тока, имеющий форму синусоиды длительностью в один полупериод. Такую форму импульса можно получить в схеме рис. 2.12, если закорачивающий ключ К включать не в момент tv близкий к моменту максимума тока, а в момент t2 (см. рис. 2.13), когда ток переходит через ноль. Такой режим работы схемы называется режимом отсечки В рамках выполнения данной лабораторной работы эксперименты по получению униполярных импульсов тока проводятся на генераторе импульсных токов, принципиальная схема которого представлена на рис. 2.14. Предварительно заряженная от выпрямительной установки ( ВУ) конденсаторная батарея С емкостью 12 мкФ разряжается через управляемый искровой разрядник Р 1 тригатронного типа на нагрузку L Индуктивность токоведущих шин ГИТ рассчитывается по их геометрическим размерам с использованием расчетных формул. Значения индуктивностей собственно ГИТ L ] и нагрузки L H уточняются по осциллограммам опытов короткого замыкания и колебательного разряда ГИТ на нагрузку L Срабатывание ГИТ управляется с помощью блока управления, высоковольтный импульс напряжения от которого подается на управляющий электрод разрядника Р, и одновременно низковольтный управляющий импульс подается на запуск осциллографа Для изолирования цепей поджига от высокого напряжения ГИТ используется импульсный разделительный трансформатор Тх.Кроубарный разрядник Р запускается после срабатывания Рх. При разряде емкости ГИТ пробивается неуправляемый разрядник Р и от конденсатора Сх в импульсном режиме через повышающий трансформатор Т заряжается конденсатор С При достижении на нем напряжения, равного пробивному напряжению разрядника Р последний пробивается и напряжение конденсатора С прикладывается к нелинейной индуктивности, состоящей из коаксиальных цилиндров, между которыми помещены ферритовые кольца Ф Одновременно это напряжение приложено и к искровому промежутку кроубарного разрядника Р работающего по принципу прямого перенапряжения. Коэффициент трансформации Тина пряжение на емкости С выбраны так, чтобы разрядник Р пробивался с малым временем запаздывания. Это достигается также тем, что искровой промежуток Р имеет подсветку от Р Время зарядки Си срабатывания разрядников Р и Р составляет в общей сложности не более 0,5 мкс, поэтому время включения кроубарно го разрядника практически определяется моментом срабатывания разрядника Р и регулируется перемещением его электродов Измерение тока в контуре ГИТ ив нагрузке производится с помощью измерительного шунта Яш или интегрирующего пояса Ро говского (ПР. Сигналы с шунта и с пояса Роговского подаются на пластины осциллографа по измерительным коаксиальным кабелям. Для проведения опыта короткого замыкания вместо вилитового диска Д вставляется металлический подобной формы. Опыты проводятся при пониженном зарядном напряжении (не более 10 кВ). При сравнительно небольшом декременте колебаний в контуре ГИТ, работающем в режиме короткого замыкания, период собственных колебаний ГИТ определяется формулой Том сон а Т = п 1 с.При производстве экспериментов с вилитовыми дисками необходимо отключить кроубарный разрядник. Диски тщательно устанавливаются, и по обе стороны от них располагают прокладки из мягкого медного листа, обеспечивающего при достаточно сильном поджатии равномерное растекание тока по диску, что повышает их пропускную способность потоку. Для измерения падения напряжения на дисках используется омический делитель напряжения R v R.,.2.4.3. Требования к отчетуОтчет должен содержать: а) принципиальную схему установки и осциллограммы токов; б) краткое объяснение принципа работы генератора; в) выводы по работе. Определение параметров малоиндуктивных конденсаторов резонансным методом. Программа работы. Ознакомиться с конструкцией импульсного малоиндуктив ного конденсатора. Ознакомиться с измерительной аппаратурой и методикой измерений. Определить емкость конденсатора с помощью мостика для измерения значений RLC. 4. Снять резонансную характеристику. Резонансным методом определить внутреннюю (собственную ) индуктивность импульсного конденсатора. Резонансным методом определить эквивалентное активное сопротивление конденсатора и его добротность при рабочей частоте. Оценить погрешности при определении параметров мало индуктивных конденсаторов резонансным методом. Выводы по работе. Пояснения к работе В современных электрофизических исследованиях и новых областях техники широко используются специальные генераторы импульсных токов (ГИТ. Такие генераторы служат для получения больших импульсных токов (доб ампер и более) и сильных магнитных полей (до 10 Тли более. Один из основных элементов генератора — конденсаторная батарея, накапливающая энергию в процессе зарядки и быстро отдающая ее нагрузке вовремя разряда. Конденсаторы, применяемые в этих генераторах, обычно работают в режиме, близком к короткому замыканию, те. происходит колебательный разряд конденсатора на малую индуктивность при частоте колебаний 104—106 Гц. К конденсаторам, используемым в ГИТ, предъявляется ряд жестких трудновыполнимых требований. Конденсаторы должны обладать малой внутренней (собственной) индуктивностью. Конденсаторы должны надежно работать в режиме многократных колебательных разрядов на малую индуктивность. Внутренние соединения секций и группы секций конденсаторов, а также контактные соединения должны иметь высокую динамическую устойчивость. Конденсаторы должны иметь возможно большую энергию в единице объема. Конструктивное выполнение высоковольтных выводов конденсаторов должно обеспечить возможность соединения их в батареи с малой индуктивностью. Следует отметить, что первые три требования наиболее трудновыполнимы В связи со специфическими условиями работы конденсаторы ГИТ получили название малоиндуктивных импульсных. Основные параметры импульсных конденсаторов — рабочее напряжение U , емкость Ск, собственная индуктивность конденсатора Ь к и его добротность Q. Эти параметры непосредственно связаны с эквивалентной схемой импульсного конденсатора. Без учета явлений абсорбции и утечки на постоянном напряжении эквивалентную схему конденсатора можно представить в виде последовательной цепочки Ск, L K, RK, где Ry — эквивалентное сопротивление конденсатора (в последовательной схеме замещения). Собственная индуктивность конденсатора в целом состоит из индуктивности отдельных его элементов секций, внутренних соединений и внешних выводов. Индуктивность выводов в основном зависит от конструкции вывода и способа соединения конденсаторов в батарее и чаще всего может быть определена по известным формулам. Испытание конденсаторов на низком напряжении заключается в измерении емкости и tg6. Оба эти измерения обычно производятся при низком напряжении (до 100 В) промышленной частоты при температуре 20—25 С. Испытания конденсаторов на высоком напряжении включают в себя) испытание высоким выпрямительным напряжением. Испытательное напряжение обычно равно (1,2—1,5)17. Длительность испытаний составляет 1—3 мин) определение динамической устойчивости конденсатора на предельно допустимый ток в разрядном режиме, которое производится испытаниями на разрядный контур, обеспечивающий протекание номинального тока конденсатора при номинальном напряжении. Отсутствие повреждений в конденсаторе определяется по отсутствию слышимых разрядов внутри конденсатора, а также по неизменности емкости конденсатора, измеренной дои после испытаний) определение добротности (потерь в конденсаторе) в рабочем режиме) измерение сопротивления изоляции Измерение собственной индуктивности конденсатора и его эквивалентного активного сопротивления представляет известные трудности. Индуктивности современных лучших импульсных конденсаторов составляют несколько наногенри. Э кв ива лент ну ю индуктивность импульсного конденсатора можно найти, определив первую (низшую) резонансную частоту конденсатора. Схема измерения представлена на рис. 2.15. Испытываемый конденсатор с параметрами Ск, L K, RK подключен к высокочастотному генератору стандартных (синусоидальных) сигналов через резистор R r При измерении ламповый вольтметр V1 присоединяется непосредственно к зажимам конденсатора. Плавно регулируя частоту генератора, следят по вольтметру V1 за появлением резонанса напряжений. Так как резонансная частота конденсатораУр является его Рис. 2.15. Схема измерений параметров конденсатора резонансным методом собственной частотой, топ =пД /ЬКСК , отсюда ly = \/4 n 2fp C Значение Ск измеряют обычным мостом Потери энергии в конденсаторе определяют эквивалентным активным сопротивлением конденсатора на частоте f:
= tg б/2ттуС = 1/2 тг/ОС,
где tg 5 связан с добротностью конденсатора соотношением. Добротность конденсатора Q или эквивалентное активное сопротивление конденсатора можно определить двумя способами С я ,
1 пс к 1
I ,
> С 2 Рис. 2.16. Схема двух индуктивно связанных контуров. Измерить активное сопротивление R K при резонансе на рабочей частоте по схеме рис. 2.15. В этом случае, если известны значения R { и напряжений Uj и U2, то RK =R\ U j( U 2 - Щ ) Учитывая, что обычно R {>> RK, ползаем Зная величину эквивалентного активного сопротивления RK, можно определить добротность конденсатора на рабочей частоте 2 = 1 /2 л /0СЛк.
(2.18)
2. Найти декремент колебаний Д, которые возбуждены в контуре, замкнутом на малую индуктивность (без искрового промежутка, в этом случае дополнительными потерями во внешней цепи контура можно пренебречь. Для этой цели используются два и н
дуктивно связанных контура, один из которых, состоящий из исследуемого конденсатора и малоиндуктивной петли, слабо связан с возбуждающим контуром, обладающим значительно меньшей частотой колебаний (рис. 2.16). При отсутствии потерь во внешнем контуре декремент колебаний напряжения Д при разрядке конденсатора определяется только потерями в конденсаторе и
1пА = RKT2/2 L 2 = n / Q В приведенном выражении б = 71 2/2 л Л кС и Т = 2пу]Л2Ск , откуда ln A T 2/ 2 n 2 CK.
(2.19)
Правильное определение декремента колебаний в исследуемом контуре возможно, если затухание колебаний второго контура не зависит от параметров первого контура. Эти требования выполняются при следующих условиях) частота собственных колебаний второго контура значительно выше частоты колебаний первого контура) коэффициент связи весьма мал, М « Ц . Для соблюдения этих условий в схеме измерения в первый возбуждающий контур включается катушка с индуктивностью L v значительно превышающей значение L 2. Малый коэффициент связи между контурами обеспечивается малой площадью петли второго контура и соответствующим расстоянием между петлей и первым контуром. При осциллограф ировании падения напряжения на внешней индуктивности второго контура используется осциллограф для однократной записи быстрых процессов, имеющий усилитель с достаточно широкой полосой пропускания. В рамках выполнения данной лабораторной работы в качестве высокочастотного генератора используется генератор синусоидальных колебаний с регулируемой частотой. Падение напряжения измеряется милливольтметром При определении основной резонансной частоты конденсатора необходимо учитывать, что он представляет собой цепную схему и может иметь ряд резонансных частот. Эти резонансы могут быть связаны с паразитной (частичной) емкостью между пакетами, с емкостью пакетов относительно корпуса (земли. Важно правильно определить нижнюю резонансную частоту конденсатора f p. Емкость конденсатора Сможно определить обычными мостовыми схемами на низких частотах. При снятии резонансной кривой (зависимости падения напряжения на конденсаторе от частоты) необходимо поддерживать постоянным выходное напряжение генератора. Присоединение вольтметра к конденсатору для определения резонансной частоты должно обеспечить измерение падения на клеммах конденсатора. Для исключения составляющей индуктивности из-за неравномерного подтекания тока к клеммам конденсатора необходимо подводить напряжение к конденсатору с помощью плоских шин, обеспечивающих равномерное растекание тока. И зм ерение добротности производится на рабочей частоте конденсатора, которая, как правило, существенном еньш е основной резонансной частоты. Для обеспечения резонанса на рабочей частоте в контур необходимо внести дополнительную индуктивность, обладающую малыми активными потерями. За рабочую частоту принимается частота примерно в 2 раза меньше собственной резонансной частоты конденсатора. Требования к отчету Отчет должен содержать: а) описание конструкции малопродуктивного конденсатора; б) схему измерений; в) результаты исследований в виде графиков и численных значений индуктивности конденсаторов. Электрические характеристики тригатрона работающего в воздухе. Программа работы. Ознакомиться с экспериментальной установкой, с инструкцией по технике безопасности и эксплуатации установки. Оценить индуктивность контура поджига и по остальным известным его параметрам определить максимальное значение тока поджига при зарядном напряжении кВ при использовании ограничительного резистора и при его отсутствии. Определить зависимость статического разрядного напряжения тригатрона U0c от длины основного разрядного промежутка S0.4. Определить зависимость минимального напряжения срабатывания f/0min от дайны основного разрядного промежутка тригатрона (S0 = 0 ,5 -5 ,0 см) при поджиге через ограничительный резистор и при его шунтировании 5. Снять осциллограммы поджигающего импульса и разрядного тока во сн о вн ом разрядном промежутке при различных значениях U0 для S0, равного 10 и 20 мм, и обеих полярностях поджигающего импульса. Поданным пи построить графики зависимости с = yj (Ф’о) и серии UQmin= f 2(SQ) при различных токах поджига. 7. Расшифровать осциллограммы, полученные в пи построить графики зависимости т = f( U Q) .8. Зависимость U0c = (S{)), полученную в п. 6, сравнить ста бличны ми данными разрядных напряжений измерительных шаровых разрядников соответствующего диаметра. Проанализировать полученные результаты. Пояснения к работе Управляемый искровой разрядниктригатронного типа, исследуемый в настоящей работе, схематически изображен на рис. При приложении к тригатрону рабочего напряжения UQ между его основными электродами (полусферами) 3 создается электриче- Рис. 2.17. Схематическое изображение тригатрона 1 — управляющий электрод 2 — изолирующая втулка 3 — основные электроды Sn— поджигающий промежуток S0 — основной разрядный промежуток Рис. 2.18. Картина распределения электрического поля в тригатроне а — при
Un = 0; б —
при
Ua
(+ ); в — при
Un
( - )
ское поле, очень близкое к равномерному. На риса показана соответствующая качественная картина распределения электрического поля в разрядном промежутке тригатрона. Статическое разрядное напряжение тригатрона U0c, определяемое экспериментально медленным подъемом рабочего напряжения, практически не отличается от разрядного напряжения измерительных шаровых разрядников с такой же длиной разрядного промежутка, те. пробой происходит при средней напряженности электрического поля 25—30 кВ/см.
Тригатрон управляется приложением высоковольтного импульса напряжения U к его управляющему электроду, представляющему собой металлический стержень, установленный в изолирующей втулке. Первоначально (до приложения поджигающего импульса
Un) близкое к равномерному электрическое поле (см. риса резко искажается в момент приложения высоковольтного поджигающего импульса. Если Un противоположно по знаку основному напряжению U0 (см. рис. 2.18, б то электрическое поле у кончика управляющего электрода резко усиливается и значительно превосходит среднее разрядное значение. Электрическое поле превращается в резко неоднородное, подобное полю между стержнем и плоскостью . При одинаковой полярности Un и U0
усиление электрического поля у кончика управляющего электрода см. рис. 2.18, вне такое сильное и занимает меньшую область.
П оскольку электрическое поле тригатрона превращается в сильнонеоднородное, развитие разряда происходит до некоторой степени подобно импульсному пробою промежутка стержень- плоскость. Сильное электрическое поле возбуждает импульсную корону, пронизывающую искровой промежуток. Однако разрядный канал формируется в следующей, лидероподобной стадии, развитие которой подготавливается импульсной короной. При работе вблизи статического разрядного напряжения некоторые из нитей импульсной короны сами быстро развиваются в разрядные каналы, при этом время запаздывания срабатывания разрядника т определяемое как интервал времени от подачи поджигающего импульса до появления значительного разрядного тока, составляет около
0,1 мкс. По мере уменьшения значения UQ увеличивается время формирования и развития лидера и соответственно возрастает время т 3 до 1 мкс и более.
Пробой поджигающего промежутка Sn (управляющий электрод край отверстия основного электрода) играет вспомогательную роль, обеспечивая за счет фотоионизации зарождение импульсной короны. Тем самым уменьшается статический разброс начала развития разряда в тригатроне.
Из физических основ техники высоких напряжений известно, что наиболее легко осуществляется пробой промежутка стержень
(+) — плоскость (—). Поэтому естественно ожидать, что комбинация полярности основного напряжения U0 (—) и поджигающего импульса Un (+) наиболее выгодна при работе разрядника с малыми временами запаздывания. На рис. 2.19 представлены зависимости времени запаздывания срабатывания тригатрона тот основного напряжения при различных комбинациях полярности Щи Характеристика тригатрона т = f( U 0) тем лучше, чем в большем диапазоне изменения U0 время запаздывания остается малым. Поданным, представленным на графике, наиболее оптимальна комбинация полярности £/„(—), П затем {/„(+), Un (—); U0 ( - ) ,
Un (—), самая худшая — комбинация
UQ (+ ), Un (+). Ухудшение характеристик тригатрона при одинаковых полярностях и по бус ловлено указанным выше малым по величине и существенно ограниченным в пространстве усилением электрического поля. Приведенные нар и с . 2.19 характеристики практически мало зависят от значения тока подж ига в широком диапазоне его изменения.
Рассмотренный механизм развития разряда в тригатронах является быстрым процессом, который действует при сравнительно сильных электрических полях от до U0 =
= (Ус. При постепенном уменьшении рабочего напряжения разрядник срабатывает от поджига с большими временами запаздывания и при напряжении U0 mjn минимальном напряжении срабатывания) перестает срабатывать. При этом U0 тригатрона стоком поджига, не превышающим
103 А, составляет 0,5—0,3 от статического разрядного напряжения. Если используется ток поджига свыше 103 А, то J20min оказывается значительно меньше Это связано стем, что при большом токе в канал разряда поджига вкладывается значительная энергия, температура и давление в нем быстро повышаются и поэтому развитие канала носит характер взрыва, сопровождаемого образованием ударной волны. Вслед за фронтом ударной волны расширяется оболочка канала, плотность частиц в которой может быть в десятки раз меньше, чем при нормальных атмосферных условиях. Вследствие понижения плотности газа возрастает коэффициент ударной ионизации, в сильной мере зависящий от произведения длина
и0,
кВ
100 80 60 40
\ < 4
-3
Й.
----
О
0,8 1,6 Т, МКС
Рис. 2.19. В ольт-секундны е характеристики тригатрона при различных полярностях основного напряжения и поджигающего импульса
С2П (J„ = 5,0 см ): 1 - £ / „ ( - ) или з —£/„( — ), */„(-);
4
- U 0(+ ),U n(+)
свободного пробега электронов, обратно пропорциональная плотности газа, и происходит пробой основного промежутка. Если область малой плотности газа заполняет большую часть основного разрядного промежутка, то пробой может произойти при напряжении много меньше U0 с . При этом срабатывание разрядника не зависит от полярности U0 и В связи стем, что расширение области малой плотности газа происходит со скоростью меньше скорости ударной волны, ад ля срабатывания тригатрона при значениях U0 необходимо, чтобы большая часть промежутка заполнилась областью пониженной плотности, время запаздывания разрядника оказывается напор яд ка больше, чем при действии первого механизма. Н ар испр ед став лены зависимости минимального напряжения срабатывания тригатрона от длины его основного разрядного промежутка при двух значениях тока поджига — 10 Аи кА — и различных комбинациях полярности £/0 и Un. На графике для сравнения помещены зависимости статического разрядного напряжения тригатрона от значения S0. Изданных, представленных на графиках, следует, что при большом токе под жига и малых значениях S n имеют место более низкие i/n . , чем при малом токе поджига, и при этом UQ ^ не зависит от полярности U0 и Un. Это указывает на то, что в этой области значений U0 идей ству ет второй механизм пробоя тригатронов. Пом ере увеличения разрядного промежутка S0 уменьшается разница между . // ' Ау ' 0 4 8 So, см Рис. 2.20. Зависимость минимального напряжения срабатывания тригатрона от длины основного разрядного промежутка при различных условиях поджига и статического разрядного напряжения от длины промежутка кривая 5): 1 - U0( ) , Л , = 0 ; 2 - О г0(+), -К, = 0; 3 — {/0 ( —), Л, = = 2 кОм 4 — U0 (+), R{ = 2 кОм 5 - с значениями U0 min, определенными при малых и больших токах поджига. Таким образом, в зависимости от требований к характеристике тригатрона необходимо использовать первый или второй режим его работы. В рамках выполнения данной лабораторной работы электрические характеристики тригатрона изучаются на экспериментальной установке, принципиальная схема которой изображена на рис. 2.21, На исследуемый тригатрон Р подается основное напряжение U0 от выпрямительной установки ВУ-2. Значение U0 может изменяться от 0 до 50 кВ. Поджиг тригатрона осуществляется от генератора поджигающих импульсов, состоящего из конденсатора С заряжаемого от выпрямительной установки ВУ-1, и вспомогательного тригатрона P v При подаче высоковольтного синхронизирующего импульса (CU) от тиратронного генератора (77) на импульсный трансформатор ( ИТ) происходит пробой поджигающего промежутка Р {. При срабатывании Рвы соков о ль т н ы й поджигающий импульс подается на управляющий электрод Р вызывая его пробой. Рис. 2.21. Схема экспериментальной установки для исследования электрических характеристик тригатрона Для определения минимального напряжения срабатывания варьируют значения U0, подавая поджигающие импульсы, и добиваются того, чтобы тригатрон Р срабатывал примерно в 50 % случаев. Меняя длину S0 и производя поджиг при наличии резистора R { вцепи поджига и шунтируя его, определяют зависимость UQ min от SQ при малых и больших токах поджига. Максимальное значение тока поджига определяется по известным параметрам цепи поджига (Ср I , и R, ). Зависимость {/„ min = f2(S,0) определяется при изменении длины SQ в пределах от 5 до 50 мм. Разрядные напряжения UQ и UQ ^ приводятся к нормальным атмосферным условиям. С рабаты вание тригатрона во времени регистрируется при помощи двухлучевого импульсного осциллографа. При генерировании синхронизирующего импульса (CU) тиратронный генератор одновременно выдает вспомогательный импульс, запускающий осциллограф . Одним лучом осциллографа при помощи омического делителя напряжения Яд / Ra2 регистрируется поджигающий импульс на управляемом электроде. Вторым лучом по падению напряжения на резисторе R0 регистрируется сигнал, пропорциональный разрядному току в основном разрядном промежутке. Интервал на осциллограмме между моментом появления поджигающего импульса и моментом возникновения разрядного тока в тригатроне определяется его временем запаздывания срабатывания. При этом дтя определения масштаба повремени пользуются временными метками, наложенными на осциллограммы. При определении зависимости х = f( U 0) снимают потри осциллограммы при каждом значении U0.2.6.3. Требования к отчетуОтчет должен содержать: а) схему установки; б) графические зависимости статическихразрядныхнапряжений; минимального напряжения срабатывания; в) примеры осциллограмм поджигающего импульса; г) выводы по работе
|
Скачать 6.21 Mb.