Исследования систем преобразования тока на основе термоэмиссионной высокотемпературной плазменной электроэнергетики - page 4

В.В. Онуфриев, А.Б. Ивашкин, В.В. Синявский
4
температура холодного электрода (сетки, анода) 1 000 К;
плотность тока в проводящем состоянии 5...25 А/см
2
;
удельная электрическая мощность до 1...5 кВт/см
2
.
Результаты исследования проводящего состояния СКЭ показали,
что в межэлектродном зазоре (МЭЗ) реализуется типичный несамостоя-
тельный дуговой разряд с термоэмиссионным катодом — падение
напряжения на разряде (в зависимости от давления паров наполнителя и
длины МЭЗ) составило
U
р
= 1,5...5 В при плотностях разрядного тока
j
р
= 3...10 А/см
2
, что позволяет рассматривать СКЭ в качестве высоко-
температурного вентиля в СПТ.
Эти работы позволили кафедре «Плазменные энергетические
установки» сформировать методологию исследований рабочего про-
цесса и его диагностики, развить инженерные решения в области вы-
сокотемпературной преобразовательной техники и методы проекти-
рования термоэмиссионных вентилей, тем самым создать новое
направление в технике — проектирование высокотемпературных
вентилей плазменной электроэнергетики.
Дальнейшее развитие работ было связано с поиском эффектив-
ных методов управления СКЭ [10–12] (П.Ю. Пекшев, А.А. Юрченко,
В.Г. Голубев, Б.А. Сироткин). Исследования потребовали детального
изучения теплового состояния СКЭ, параметров разряда и характери-
стик управления. Особенно важно это было для разработки мощных
СКЭ на интегральные токи до 1000 А.
Было предложено новое решение по управлению СКЭ — исполь-
зование поперечного магнитного поля, что расширило возможности
методов обрыва тока в сеточном ключевом элементе.
Экспериментальное исследование влияния внешних факторов на
характеристики СКЭ в проводящем состоянии [11–13] (П.Ю. Пекшев,
В.Г. Голубев, Б.А. Сироткин), а именно влияние внешнего магнитного
поля, перпендикулярного протекающему в МЭЗ разрядному току, по-
тенциала сетки относительно катодного потенциала за счет внешнего
источника, показало эффективность управления током несамостоятель-
ного дугового разряда (НДР). Указанные факторы снижали критиче-
скую плотность тока разряда, облегчали процесс гашения НДР в МЭЗ.
Показано, что использование поперечного магнитного поля с неболь-
шой индукцией (до 300 Гс) позволяет эффективно управлять парамет-
рами НДР в парах цезия и бария.
Следующим этапом стали исследования динамики и устойчиво-
сти работы СКЭ в электрической цепи. Были получены первые ре-
зультаты, свидетельствующие о возможности использования СКЭ
как генератора колебаний. Исследования показали, что для обеспече-
ния режима колебаний в СКЭ необходимо создать положительную
обратную связь по напряжению, охватывающую не менее двух ис-
точников изменения проводимости вентиля. В качестве последних
применительно к цезий-бариевым СКЭ могут выступать:
1,2,3 5,6,7,8,9
Powered by FlippingBook