Przełącznik pseudoiskrowy
Pseudoiskrowy przełącznik to rura wypełniona gazem, zdolna do przełączania z dużą prędkością . Przełączniki Pseudospark są funkcjonalnie podobne do wyzwalanych iskierników .
Zaletami przełączników pseudoiskrowych są zdolność do przenoszenia prądów wstecznych (do 100%), niski puls, długa żywotność oraz duży przyrost prądu około 10 12 A / sek . Ponadto, ponieważ katoda nie jest podgrzewana przed przełączeniem, moc w trybie gotowości jest o około jeden rząd wielkości niższa niż w tyratronach. Jednak przełączniki pseudoiskrowe mają niepożądane zjawiska plazmowe przy niskich prądach szczytowych. Kwestie takie jak wygaszanie prądu, siekanie i impedancja fluktuacje występują przy prądach mniejszych niż 2–3 kA, podczas gdy przy bardzo dużych prądach szczytowych (20–30 kA) następuje przejście do łuku z oparów metalu, co prowadzi do erozji elektrod .
Budowa
Elektrody przełącznika pseudoiskrowego (katoda i anoda) mają centralne otwory o średnicy około 3 do 5 mm. Za katodą i anodą znajdują się wydrążona katoda i wydrążona anoda. Elektrody są oddzielone izolatorem. Pomiędzy elektrodami znajduje się „gaz roboczy” o niskim ciśnieniu (poniżej 50 Pa) (zwykle wodór ).
Podczas gdy przełącznik pseudosparkowy jest ogólnie dość prosty w konstrukcji, zaprojektowanie przełącznika o dłuższej żywotności jest trudniejsze. Jednym ze sposobów wydłużenia żywotności jest stworzenie wielokanałowego przełącznika pseudoiskrowego do dystrybucji prądu iw rezultacie zmniejszenia erozji. Inną metodą jest po prostu użycie materiałów katodowych bardziej odpornych na erozję.
Typowe materiały na elektrody obejmują miedź , nikiel , wolfram / ren , molibden , tantal i materiały ceramiczne . Tantalu nie można jednak stosować z wodorem ze względu na erozję chemiczną wpływającą niekorzystnie na żywotność. Spośród metali powszechnie stosuje się wolfram i molibden, chociaż elektrody molibdenowe wykazują problemy z ponownym zapłonem. W kilku artykułach porównujących materiały elektrod stwierdzono, że wolfram jest najbardziej odpowiednią z badanych elektrod metalowych. Niektóre materiały ceramiczne, np węglik krzemu i węglik boru okazały się również doskonałymi materiałami na elektrody, w niektórych przypadkach wykazując mniejszą szybkość erozji niż wolfram.
Wyładowanie pseudoiskrowe
W przypadku wyładowania pseudoiskrowego przebicie jest najpierw wyzwalane między elektrodami przez przyłożenie napięcia. Następnie gaz rozpada się w funkcji ciśnienia, odległości i napięcia. „ lawina jonizacyjna ”, wytwarzająca jednorodną plazmę wyładowań , ograniczoną do centralnych obszarów elektrod.
Na powyższym rysunku widać różne etapy wyładowania pseudoiskrowego. Etap (I) to faza wyzwalania lub faza niskiego prądu. Wyładowania zarówno na etapie (II), w fazie katody wnękowej, jak i na etapie (III), w fazie odwiertu, są w stanie przenosić prądy o natężeniu kilkuset amperów . Przejście z fazy otworowej do fazy wysokoprądowej (IV) jest bardzo szybkie i charakteryzuje się nagłym skokiem impedancji przełącznika. Ostatnia faza (V) występuje tylko dla prądów o wartości kilku 10 kA i jest niepożądana, ponieważ powoduje wysokie tempo erozji.
Zobacz też
Dalsza lektura
- Christiansen, J.; Schultheiss, C. (1979). „Produkcja wysokoprądowych wiązek cząstek przez wyładowania iskrowe o niskim ciśnieniu”. Zeitschrift für Physik A. 290 (1): 35–41. Bibcode : 1979ZPhyA.290...35C . doi : 10.1007/bf01408477 .
- Bochkov, V. (2009). „Pseudoiskrowe łączniki serii SN pracujące całkowicie bez stałego grzania – nowe perspektywy zastosowania” . Acta Physica Polonica A. 115 (6): 980–982. doi : 10.12693/APhysPolA.115.980 .
- Bochkov, V. (2009). „Przyszłe zastosowania impulsowego zasilania przełączników Pseudospark” . proc. 17. Międzynarodowa Konferencja Energii Impulsowej IEEE . 1 : 255–259.
Linki zewnętrzne
- Lapointe (red.). „Teoria, budowa i zastosowanie przełączników pseudosparkowych” (osobista strona internetowa).