Тиратрон

Тиратрон – это газонаполненный триод. При больших отрицательных напряжениях на сетке анодный ток тиратрона отсутствует, так как электроны, испускаемые раскаленным катодом, поступают в тормозящее поле сетки. При ослаблении тормозящего действия поля сетки наиболее быстрые электроны начинают проходить сквозь отверстия сетки. В пространстве между сеткой и катодом они накапливают энергию, достаточную для ионизации. Положительные ионы направляются к сетке, отрицательный потенциал сетки в результате частично компенсируется, а это приводит в свою очередь к увеличению электронного потока через сеточные отверстия и к усилению ионизации в области сетка - анод.

Область, где действует поле сетки (оболочка из положительных ионов), при этом очень мала. Сетка теряет свои управляющие свойства, и устанавливается дуговой разряд.

Когда разряд прекращается (в непроводящую часть периода), ионов в пространстве остается мало, оболочка увеличивается и закрывает отверстия сетки, управляющие свойства сетки восстанавливаются.

Зависимость анодного тока тиратрона от потенциала сетки при постоянном напряжении на аноде представлена на рис.44.6.

На участке кривой аb в тиратроне имеет место слабая ионизация, сетка задерживает зажигание разряда, токи малы. В точке b зажигается дуга, и сетка перестает управлять разрядом, ток ограничивается только внешним анодным сопротивлением.

Напряжение на сетке, при котором зажигается дуга U_с.з,_. определяется величиной анодного напряжения.

Зависимость называется характеристикой зажигания (рис.44.7).

Если до момента зажигания тиратрона ионов в межэлектродном пространстве не было, и ток в цепи сетки мал, то зависимость носит название характеристики начального зажигания (на рис.44.7 она обозначена пунктирной линией). Если зажигание производится повторно, и сеточный ток имеет заметную величину, то такая зависимость называется пусковой характеристикой или характеристикой зажигания при длительной работе. Появляется область зажигания.

Тиратрон получил широкое применение в высоковольтных выпрямителях благодаря способности выдерживать большие отрицательные обратные напряжения (до 10 кВ и более).

В современных установках с ламповыми генераторами возможна замена тиратронов в высоковольтном выпрямителе на полупроводниковые высоковольтные столбики, состоящие из последовательно соединенных диодов.

В этом случае регулирование выпрямленного напряжения осуществляется трехфазным тиристорным регулятором за счет изменения напряжения на первичной стороне питающего трансформатора, что увеличивает диапазон управления и повышает коэффициент мощности выпрямителя.

Процессы в схеме с регулированием на первичной стороне трансформатора аналогичны процессам в полууправляемой схеме.

На рис.44.8 показаны регулировочные характеристики (а) и зависимости коэффициента (б) мощности от значения выпрямленного напряжения для трехфазного мостового выпрямителя с управлением на первичной стороне (1) и управляемого трехфазного мостового выпрямителя (2).

а б

Рис.44.8. Регулировочные характеристики (а) и зависимости коэффициента (б) мощности от значения выпрямленного напряжения:

1 – для трехфазного мостового выпрямителя с управлением на первичной стороне; 2 – для управляемого трехфазного мостового выпрямителя

Как видно из рис.44.8 регулирование выпрямленного напряжения за счет изменения напряжения на первичной стороне трансформатора улучшает показатели работы выпрямителя.