DOI: https://doi.org/10.20535/2312-1807.2017.22.4.105967

Дослідження відсічки електронів в плоскому діоді магнітним полем плоского індуктора

Sergey Alekseevich Maikut, Igor Mikhailovich Drozd, Anatoly Ivanovitch Kuzmichev, Leonid Yurievich Tsybulsky, Oleg Pavlovich Sotula

Анотація


Досліджується ефект відсічення електронів у плоскому діоді магнітним полем зовнішнього плоского індуктора на прикладі вакуумних вимикачів (ВВ) з плоскими контактами. Ці прилади обрані для дослідження в зв'язку з їх великим попитом у сучасній високовольтної силовий електротехніці. Використання ефекту відсічення дозволяє придушити рентгенівське випромінювання з ВВ, що виникає при зближенні контактів, коли електрони автоемісії з негативного контакту бомбардують позитивний контакт. Дослідження виконані на фізико-топологічній моделі, за допомогою якої визначалися електричні та магнітні поля і враховувалося вторинне магнітне поле, що генерується вихровими струмами, індукованими в контактах. Розраховувалися траєкторії електронів, визначалася критична величина струму індуктора, при якій електрони не досягали позитивного контакту і мав місце ефект відсічення. Дослідження показали доцільність впровадження радіальних щілин у контакті під індуктором в кількості не менше 4-х для зниження критичного струму індуктора на десятки відсотків. Виявлено порушення ефекту відсічення на краях контактів, де порушена ортогональність електричного і магнітного полів, і потрібна оптимізація конфігурації електродів. Розроблена модель також може застосовуватися для аналізу умов магнітного ініціювання магнетронного розряду між плоскими електродами в газорозрядних приладах і джерелах заряджених частинок.

Бібл. 13, рис. 7, табл. 2.


Ключові слова


відсічення електронів в магнітному полі; схрещені поля; імпульсний індуктор; вакуумний вимикач; рентгенівське випромінювання; фізико-топологічна модель

Повний текст:

PDF (Русский)

Посилання


K. Shimoni, Fizicheskaya elektronika [Physical electronics], Moskow: Energiya, 1977, p. 608.

C. H. Flurscheim, Ed., Power Circuit Breaker: Theory and Design, vol. 17, Stevenage: Stevenage : Peter Peregrinus, 1975, p. 555. ISBN: 9780901223623

Y. A. Krasnyatov, E. V. Startseva, V. A. Lavrinovich and V. Y. Ushakov, «Vakuumnyiy vyiklyuchatel toka [Vacuum Circuit Breaker]». Russian Federation Patent RU2400855C1, 27 September 2012. URL: https://patents.google.com/patent/RU2400855C1/ru

Y. Matsui and M. Shiozaki, "Large-capacity vacuum circuit breaker". USA Patent US8269586 B2, 18 September 2012. URL: http://www.google.ch/patents/US8269586

S. Kantas, "Winding for a contact of a medium-voltage vacuum circuit-breaker with improved arc extinction, and an associated circuit-breaker and vacuum circuit-breaker, such as an AC generator disconnector circuit-breaker". USA Patent US8835790 B2, 16 September 2014. URL: https://www.google.tl/patents/US8835790

A. I. Kuzmichev, Magnetronnyie raspyilitelnyie sistemyi [Magnetron sputtering systems], Kyiv: Avers, 2008, p. 244. ISBN: 9668934075

A. I. Kuzmichev and L. Y. Tsybulsky, «Termoemissionnyiy ionizator parov meallov [Termoemission ionizer of metal vapor],» Herald of Khmelnytskyi national university, no. 6 (231), pp. 217-224, 2015. URL: http://journals.khnu.km.ua/vestnik/pdf/tech/2015_6/(231)%202015-6-t.pdf

A. G. Godzhello and Y. K. Rozanov, Ed., Elektricheskie i elektronnye apparaty. T. 1 Elektromehanicheskie ustroystva [Electrical and electron apparatuses. Vol. 1 Electromechanical apparatusers], Moscow: Publ. Center “Academia”, 2010, p. 352.

M. A. M., «Sovremennyie vakuumnyie vyiklyuchatel [Modern vacuum breakers],» News of Pskov State University. Ser. Engineering sciences, № 6, pp. 110-116, 2016.

E. Dong, T. Qin, Y. Wang, X. Duan and J. Zou, "Experimental Research on Speed Control of Vacuum Breaker," IEEE Transactions on Power Delivery, vol. 28, no. 4, pp. 2594-2601, October 2013. DOI: 10.1109/TPWRD.2013.2264949

D. I. Ivanchenko and N. G. Novozhylov, "Vacuum breaker simulation for switching overvoltage study," in Electric Power Quality and Supply Reliability (PQ), Tallinn, Estonia, 2016. DOI: 10.1109/PQ.2016.7724126

A. Nazaryichev, A. Surovov, V. Chayka and A. Tadzhibaev, «Perspektivyi primeneniya vakuumnyih vyiklyuchateley 110–220kV [Prospects for the use of vacuum circuit breakers 110-220kV],» 01 September 2010. [Online]. Available: http://www.ruscable.ru/article/Perspektivy_primeneniya_vakuumnyx_vyklyuchatelej/.

V. S. Nemkov and V. B. Demidovich, Teoriya I raschyot ustroistv induktsionnogo nagreva [Theory and calculation of induction heating devices], Moskva: Energiya, 1988, p. 280.




Copyright (c) 2017 Майкут С. О., Дрозд І. М., Кузьмичев А. І., Цибульский Л. Ю.

Creative Commons License
Ця робота ліцензована Creative Commons Attribution 4.0 International License.