Исследование и разработка электронно-оптических систем высоковольтных ключевых приборов с торможением электронного потока на аноде

• Автор: Стальков, Павел Михайлович
• Шифр специальности: 05.27.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 128 с. : ил.

Оглавление
Глава 1. Анализ существующего положения с разработкой высоковольтных ключевых электронных приборов.

1.1. Введение

1.2 Области применения высоковольтных вакуумных коммутирующих приборов и состояние их разработки.

1.3 Электроннолучевые вентили и их особенности.

1.4. Существующий уровень разработок ЭЛВ и задача диссертационной работы

Выводы но главе I.

Глава 2. Траекторнмй анализ электроннооптических систем и оптимизация параметров ЭЛВ.

2.1 Критерии оптимизации параметров ЭОС, суммарный коэффициент качества.

2.2 Применение суммарного коэффициента качества при проектировании ЭЛВ

2.3 Модернизация ЭЛВ 4.

2.3 Расчет ЭОС ЭЛВ 4М2.
2.4 Расчет ЭОС ЭЛВ 0М
2.5 Расчет ЭОС ЭЛВ 0.
2.6 ЭОС ЭЛВ с управляющей сеткой
Выводы по главе 2.
Глава 3. Экспериментальные исследования макетов Электроннооптических систем ЭЛВ.
3.1. Установка для экспериментальных исследований.
3.2 Исследование ЭОС ЭЛВ 4М2.
3.3 Исследование ЭОС ЭЛВ 0М
3.4. Испытание ЭОС ЭЛВ 0М режиме управления прикатодным электродом.
3.5. Исследования ЭОС ЭЛВ 0
Выводы по главе 3
Глава 4 Конструкция ЭЛВ с модернизированной ЭОС, изготовление приборов и их исследование.
4.1. Разработка конструкции ЭЛВ 4 и ЭЛВ 0
4.2 Определение допустимых отклонений геометрических парамефов ЭОС.
4.2.1 Определение допустимого поворота катода оноситсльно оси симметрии прибора
4.2.2 Влияние смешения катода по оси X катода на параметры системы.
4.2.3 Влияние смешения катода по оси У катода на параметры системы.
4.3 Результаты модернизации ЭЛВ 4.
Выводы по главе 4
Заключение.
Литература


Кроме того, максимальное напряжение на закрытом тиратроне не более кВ. Также недостатком этого прибора является ограниченный срок службы. Прогресс в развитии полупроводниковой техники в последние десятилетия огромный. Особенно бурно развивались слаботочные приборы, предназначенные для быстрой коммутации малых напряжений 1-2 В, использующихся в современной цифрой технике. Но и в силовой полупроводниковой электронике прогресс весьма значителен. Современные тиристоры и транзисторы (ЮВТ и ЮСТ) способны коммутировать токи 1,2 кА и 4 кА соответственно. В и 4. В. Таким образом, для коммутации напряжения 0 кВ требуются последовательные наборы из шт. Разумеется, для каждого из последовательно соединенных приборов требуется система управления. Основное требование к такой системе -синхронность управления всеми приборами, иначе, как это отмечалось выше, напряжение на отдельных элементах последовательной цепи может превысить максимально допустимое. В этом случае происходит необратимое разрушение всех или части приборов, что при последовательном их соединении означает полную неработоспособность. Таким образом, недостаточный уровень максимально напряжения на единичном приборе приводит к существенному снижению надежности и усложнению системы управления. Тем не менее, оценка показывает, что СГ1П целесообразно по критерию надежности и ценовым характеристикам использовать до - кВ, когда еще возможна конкуренция с ком мути рующи м и ламп ам и. Следует отметить также важную особенность вакуумных приборов. Выделение тепловой энергии в вакуумном приборе происходит на электродах, а не в объёме прибора, как это происходит в силовых полупроводниковых приборах, в результате возрастает стойкость к пробою, а в случае пробоя прибор легко восстанавливает свою работоспособность. Таким образом, даже в случае пробоя не происходит необратимого выхода вакуумного прибора из строя. Поэтому вакуумный прибор способен работать при высоких напряжениях на единичном приборе. Также следует отметить важную особенность вакуумных приборов - эти приборы устойчивы к воздействию ионизирующего излучения. Таким образом, из сравнения вакуумных ключевых приборов с водородным тиратроном и СПП следует, что для перечисленных выше применений предпочтительнее использование вакуумных электронных коммутирующих приборов. Учитывая приведённое выше, задачей данной работы является изучение ситуации с разработкой вакуумных высоковольтных коммутирующих приборов и создание научных основ их усовершенствования. Тип прибора Коммутиру- емое напряжение Ими. Транзистор ЮВТ 3,3 кВ А - шт 3 В в ед. Тиристор юст 4,5 кВ А - шт 3 В в ед. Рассмотрим области применения мощных электронных коммутирующих приборов применительно к возможности их использования в силовой электронике при большой длительности импульса. СВЧ-излучения, инжекторов ускорителей и другой радиоэлектронной аппаратуры. В, постоянный ток А. В, постоянный и импульсный режимы 2-4 А. В, импульсный ток 0- А. Рассмотрим созданные к настоящему времени электронные приборы, используемые для решения задачи коммутации высоких напряжений и токов. Thomson (Франция, завод в Бадене, Швейцария, ранее входящий в состав фирм ВВС), CPI (США, бывший Varian). ЭЛВ). Изготовитель ВЭИ совместно с ФГУП НЛП « Контакт»). В таблице 2 представлены электронные приборы различных производителей, сгруппированные по областям применения. Из данных, представленных в таблице 2, видно, что для каждого вида применений созданы и разрабатываемые в ВЭИ соответствующие модели приборов. В ВЭИ создан целый класс вакуумных высоковольтных приборов, предназначенных для коммутации токов - электронно-лучевые вентили ЭЛВ. Более подробно о принципе работы ЭЛВ см. В тоже время другими разработчиками представлены различные приборы для решения тех же задач. Рассмотрим более детально для сравнения параметры различных ламп - аналогов и ЭЛВ. Для удобства сравнения параметров ламп, они сведены в таблицу 3 в порядке возрастания тока в непрерывном режиме. Далее приведена таблица 4, в которой приборы упорядочены в порядке увеличения импульсного тока.