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大功率电子管基础知识解析

2019-07-03 15:14:02 暂无 阅读:1028 评论:0

大功率电子管(high-frequency electron tube )即第一代电力电子器件。用于高频电能变换电路,一样为真空三极管。器件符号如图1 大功率电子管符所示。三极管的3个电极中,栅极接近阴极且处于阴极阳极之间。工作时,阳极加正向电压。当阴极被加热(热式,预热时间约1分钟),发生的热电子可被阳极收集, 形成阳极电流,改变栅极电位能够掌握阳极电流的巨细。

大功率电子管基础知识解析

使用解说

第一代电力电子器件。用于高频电能变换电路,一样为真空三极管。三极管的3个电极中,栅极接近阴极且处于阴极与阳极之间。工作时,阳极加正向电压。当阴极被加热(直热式,预热时间约1分钟),发生的热电子可被阳极收集,形成阳极电流,改变栅极电位能够掌握阳极电流的巨细。与功率场效应晶体管的输出特征对比,它们有沟通之处,但三极管的通态阳极电压要高得多。

三极管为电压掌握型器件,用以组成放大器或振荡器。应用于高频感应加热电源的大功率电子管其额定阳极电压为5~15千伏, 额定电流为几安至上百安,耗散功率从几千瓦至几百千瓦,工作频率一样为1~5兆赫(上限可达100兆赫),可一连工作约数千小时。 电子管高频电源的频率下限约100千赫。50 千赫以下的电源一样采用电力半导体器件(如晶闸管)。

在电子管高频电源中,电子管处于振荡工作状况,器件上会同时显现很高的阳极电压与电流,所发生的大量热量由水冷装配或风冷装配闲逸。电子管高频电源的效率一样不到50%,而晶闸管中频(1千赫)电源的效率则高达92%以上。20世纪80年月,因为能掌握几十千瓦以上功率的电力电子器件,其开关频率(约几十千赫)还远未达到同容量的大功率电子管水平,电子管在高频大功率范畴仍占有首要地位。

注重的问题

①灯丝电压要连结在十2~-3%的局限内:对纯钨阴极的电子管来说,灯丝电压过高会严重缩短电子管的寿命;过低则会影响输出功率。对钍钨阴极的电子管来说,灯丝电压过高或过低都邑影响电子管的寿命。

②对阳极为水冷的电子管,必需经常注重冷却水的流量,但不克光凭水管上压力表的指示为准,有时冷却管路因沉积水垢变细:,压力表的指示虽未变,但流量己大为削减,会使电子管因为冷却不足而损坏。

③要把握冷却水的纯度。水中杂质多,水垢沉积快。 水管中有水垢会使水流不畅。阳极上长水垢会影响散热,必需按期作消灭水垢的工作。消灭的方式是:用90%的水加10%的盐酸配成稀盐酸溶液。用它来清洗阳极即可除去水垢,再用温水把阳极上的残酸冲刷清洁。

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④电子管在工作时,玻壳上的温度较高。 灯丝和栅极采用水冷的电子管要防止水滴喷射到玻壳上引起炸裂。是以要按期搜检橡胶水管有无老化,管接头处是否拧紧。并可在水管和玻壳之间加装挡水板,以防不测。

⑤ 电子管水套内壁的圆度,要求公役不跨越± o.25。水套与阳极的间隙一样在3± 0.5mm局限内,水套内壁上、下各有四个凸出的定位钉,用来连结电子管阳极处于水套中心。如定位钉凸起的高度不敷,或四面不 匀(旧水套的凸出部门会磨损),都邑发生阳极在水套内放偏的情形。会造成阳极局部过热而使电子管损坏。

⑥当电子管灯丝电源关断后,作为冷却电子管的水和风仍需持续冷却十分钟,以驱散余热。

⑦ 电子督工作时,其阳、栅流不得跨越额定值。阳、栅流的比例也要按解说书划定的局限调节,过大或过小的阳、栅流比例会使阳、栅极损耗功率跨越划定而损坏管子。

⑧备用电子管要和设备上使用的电子管瓜代使用,防止在历久库存中使电子管内的真空度降低。

硬化处理

硬化处理的目的是使一些真空度降低的电子管提高真空度。恢复正常的机能。对于因制造工艺不良而发生的漏气(即外界空气渗入管内)的电子管是无法修复的。硬化处理的对象是指因库存时间较长而管内真空度降低的电子管。一样在金属中都含有微量的气体,电子管制造厂在对电子管排气体抽真空时,弗成能将电极内的气体排出抽尽,在历久存放中,金属电极内残存的气体味释放出来。能够采用硬化的法子来恢复电子管的真空度在作硬化处理以前,先要弄清电子管的使用前提,以确定管子所能承受的阳极损耗功率。

每种电子管都有划定的极限耗散功率Pam,例如FU一433S的Pam=60KW和FU一89F的Pam=5KW。但这些都是在划定的冷却前提下给出的数据,例如对FU一433S要求阳极冷却水的流量不小于90L/min;对FU一89F要求阳极冷却风不小850m3/h。若是阳极的冷却前提达不到划定,则Pam也将减小,今朝有不少设备是在冷却不足的前提下工作的,必需引起注重。硬化处理能够在高频设备长进行,有动态和静态两种硬化方式。

①静态硬化 起头加灯丝电源先加半压(额定电压的50—70%),十分钟后再升到额定电压,在加热灯丝的过程中,灯丝四周的吸气剂受热后施展感化,接收管内的残存气体。灯丝加热时间按存放时间而定, 存放时间在一年以内的加热0.5h。存放时间跨越一年的,加热1—2h。第二步是把电子管接成二极管(按理应该将栅极和灯丝短连起来使成为二极管,但实践证实如许的接法有时可行,有时却行欠亨,似乎管子发生了超高频寄生振荡,一给上阳压一一即使阳压很低只有2~ 3KV,就会发生很大的阳流,引起过流跳闸,当碰到这种情形时,只有把栅极悬浮起来,什么也不接就行了)。

同时把阳极到隔直流电容器的连线断开,接着从o.2—0.3额定阳压起头慢慢加阳压。在作硬化处理时不克使阳极损耗功率过大,一样以不跨越Pam的70%为好,如FU一433S管子不要跨越60KW×0.7=42KW(前面说过如阳极冷却水流量不足时应按比例递减)。按FU—433S的特征,当栅压为零,阳压为10KV时,阳流为4A,此时阳极的损耗功率Pn=En·Ia=40KW,不宜再增加了。若是再要升高阳压就必需在栅极上加一个负电压(接法如图2—1所)来掌握阳流,勿使Pa跨越42KW。 图2—1阳流的掌握对于用作硬化处理的阳极电源,应该是脉动系数小的(如硅堆整流、感应调压器调压)整流电源。

②动态硬化 动态硬化是使电子管在振荡状况中慢慢升高阳压,这种方式不消篡改设备的电路,只要求阳压能从零调到额定值就行了。同时在淬火(或焊接)变压器的输出端要接上负载。因为硬化处理的时间或者很长,所以都采用通水铁罐做的假负载,参看图2—1。动态硬化不消在栅极上加掌握负压,对照轻易,它的阳极损耗功率Pa能够用热功当量法测定,也能够粗略地按下式估算:当振荡器在正常工作状况时,Pa=E a×I nc×0.35。

在使用一只新电子管而觉察阳压加不到额定值(设此管为FU一23S,当阳压升到10KV时管子内就闪烁放电,造成过流跳闸),对如许的管子经由硬化处理是有或者恢复正常的。对此管作硬化处理时,阳压可从9KV起头往上加,以500V为一档,每档停留10一15min。如阳压升到某一数值后,电子管玻壳内显现淡蓝色的辉煌,不乱一段时间后察觉蓝光已消散或变弱,始可再提拔阳压。如阳压升到某一数值后,阳流剧升,过流跳闸, 则要降低一档阳压,不乱20—30min后再升压,直到能加上额定电压为止。

运输和贮存

①大型电子管的包装均有防震装配,但也还要轻拿轻放,避免猛烈的震动。在运输前搜检包装箱内支撑管子的弹簧、布带及螺钉等有无松脱。在搬运时禁绝横向放倒,必需竖立搬运。用汽车输送电子管时,要凭据路面情形迟缓行驶。

②严寒区域的冬季,室表里温差很大,管子从室外搬进室内时,因为情况温度的突变轻易引起玻璃炸裂,所以要有一个缓冲过程。

③贮存电子管的库房温度应连结在0—40℃的局限内。要求温度不大于70%(在潮湿的情况中电子管易损坏)。库房内禁绝有酸类和其他带有迫害性和挥发性会引起侵蚀的化学物品。同时要避免库房四周有震动源,防止管子受震损坏。

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