Кіріспе

Игнитрон – 1930 жылдардан бері басқарылатын түзеткіш ретінде қолданылатын газға толы құбыр түрі. Оны Жозеф Слепиан «Вестингхаус» компаниясында жұмыс істеген кезде ойлап тапқан. «Вестингхаус» алғашқы өндіруші болды және «Игнитрон» атауына сауда белгісі ресми тіркелген. Игнитрон ртуть доға клапандарымен ұқсас, бірақ доғаның тұтандырылу әдісімен ерекшеленеді. Олар тиратрон сияқты жұмыс істейді: тұтандырғыш электродқа берілген импульс құрылғыны «қосады», нәтижесінде катод және анод электродтары арасында жоғары ток өтеді. Құрылғыны өткізбейтін күйіне қайтару үшін анод арқылы өтетін ток нөлге дейін төмендетілуі керек. Олар ауыр өнеркәсіпте жоғары токтарды қосу-өшіру үшін қолданылады.

Құрылыс және пайдалану

Жалынды құрылғы – әдетте, жұмыс кезінде катод ретінде қызмет ететін, түбінде сынап бар үлкен болат ыдыс. Анод ретінде бассейннің үстінде оқшауланған электрлік қосылым арқылы ұсталатын үлкен графит немесе отқа төзімді металл цилиндр қолданылады. Кремний карбиді сияқты отқа төзімді жартылай өткізгіш материалдан жасалған тұтандырғыш электрод (жағылтқыш деп аталады) жоғары токпен қысқа уақытқа импульс жіберіп, электр өткізгіш сынап плазмасының бұлт жасауын қамтамасыз етеді. Плазма жылдам түрде сынап бассейні мен анод арасындағы кеңістікті көпірлеп, негізгі электродтар арасында ауыр тоқ өтуіне мүмкіндік береді. Сынап бетінде пайда болатын доғаның қызуы көптеген электрондарды босатып, сынап доғасын сақтауға көмектеседі. Осылайша, сынап беті катод ретінде қызмет етеді және ток әдетте бір бағытта ғана жүреді. Жағылғаннан кейін, жалынды құрылғы ток өткізуді тоқ сырттан тоқтатылғанша немесе катод пен анод арасындағы кернеу кері қайтарылғанша жалғастырады.

Қолданбалар

Игнитрондар ұзақ уақыт бойы алюминий балқыту орындары сияқты мыңдаған амперлік АЖ тогын ТЖ тогына айналдыру қажет болған ірі өнеркәсіптік және коммуналдық қондырғыларда жоғары ток түзетуші ретінде қолданылды. Игнитрондар электрлі дәнекерлеу машиналарында токты басқару үшін пайдаланылды. Ірі электр қозғалтқыштары да кремниймен басқарылатын түзетушілер мен триактар сияқты қазіргі заманғы жартылай өткізгіш құрылғыларына ұқсас әдіспен, қақпалы режимде жұмыс істейтін жалынды электрондармен басқарылды. Көптеген электр локомотивтері жоғары кернеулі АЖ тогын әуе желілерінен тракциялық қозғалтқыштарға қажетті салыстырмалы түрде төмен кернеулі ТЖ тогына айналдыру үшін трансформаторлармен бірге игнитрондарды пайдаланды. Пенсильвания темір жолының E44 жүк локомотивтері, сондай-ақ ресейлік ВЛ 60 жүк локомотивтері де бортында игнитрондарды тасымалдады. Көптеген қазіргі заманғы қолдануларда игнитрондар қатты күйдегі баламалармен алмастырылды. Олар тоқ артуына немесе кері кернеуге байланысты зақымдануға әлдеқайда төзімді болғандықтан, кейбір қондырғыларда жартылай өткізгіштерге қарағанда игнитрондар әлі де өндіріледі және қолданылады. Мысалы, арнайы жасалған "импульстік" игнитрондар әлі күнге дейін белгілі бір импульстік қуат қолдануларында қолданылады. Бұл құрылғылар жүздеген килоамперді коммутациялай алады және 50 кВ дейін кернеуді тұрақтандыра алады. Бұл құрылғылардағы анодтар көбінесе отқа төзімді металдан, әдетте молибденнен жасалады, олар шығыршықтау (немесе тербелістік) разрядтар кезінде кері токтан зақымданусыз жұмыс істеуі үшін. Импульстік игнитрондар әдетте өте төмен жұмыс циклдерінде жұмыс істейді. Олар жиі электромагниттік пішілдеу, электрогидравликалық пішілдеу кезінде немесе жоғары кернеулі қуат көздерін ("кронштейн" коммутациясы) шұғыл түрде қысқа тұйықтау үшін жоғары энергиялы конденсаторлық батареяларды коммутациялау үшін қолданылады.

Жибек доғалы клапанмен салыстыру

Арканың қалыптасу қағидалары және құрылымның көптеген аспектілері басқа сынап аркалық клапандарға өте ұқсас болғанымен, игнитрондар басқа сынап аркалық клапандардан арканың әрбір өткізгіш цикл басталғанда тұтанатыны және ток белгілі бір шектен төмен түскенде сөніп қалатынымен ерекшеленеді. Басқа типтегі сынап аркалық клапандарда арка клапанды алғаш қосқанда бір рет тұтанады және содан кейін негізгі анод(тар) мен төмен қуатты қосалқы анод немесе «тірі ұстау» тізбегі арасында ауысып, тұрақты күйде қалады. Бұған қоса, өткізгіштің басталу уақытын реттеу үшін басқару торлары қажет. Арканы әр цикл сайын бақыланатын уақытта тұтастыру мүмкіндігі игнитронға басқа сынап аркалық клапандарға қажетті қосалқы анод пен басқару торларын қажет етпейді. Дегенмен, кемшілігі – тұтандыру электродын сынап бассейнінің бетіне жақын, дәл тиетіндей етіп орналастыру қажет, сондықтан игнитрон тік күйден бірнеше градусқа дейін дәл орнатылуы керек.