Mustaqil ish mavzu: Katta quvvatli gazrazryadli ignitronning rivojlanish tarixi va xozirgi kundagi holati Bajardi

Toshkent davlat texnika universiteti elektronika va avtomatika fakulteti

Elektronika va asbobsozlik yo’nalishi

MUSTAQIL ISH

Mavzu: Katta quvvatli gazrazryadli ignitronning rivojlanish tarixi va xozirgi kundagi holati

Bajardi: Xamidov Abdufattox

Tekshirdi: Abdurahmonov Bahromjon

Guruh: 105-18

Toshkent 2020

Katta quvvatli gazrazryadli ignitronning rivojlanish tarixi va xozirgi kundagi holati

Impuls quvvat manbalarini rivojlantirish jarayoni

1965-dan hozirgi kungacha bo'lgan impuls Ive evolyutsiyasi natijalarini aniqroq ko'rsatish uchun ularning ko'p tomonlama tahlilini o'tkazish tavsiya etiladi. Bu ilmiy va texnologik taraqqiyotning umumiy yo'llarini kuzatish imkonini beradi, odatda Ive evolyutsiyasi jarayonini jamiyatda ilmiy va texnologik dunyoqarashning turli pozitsiyalaridan (yuzlaridan) o'rganishda aniqlanadi. Ushbu mulohazadan so'ng, turli tomonlardan impulsli Ive rivojlanishini ko'rib chiqing. Ive evolyutsiyasining tarixiy jihati Yuqorida aytib o'tilganidek, impuls Ive rivojlanishining boshlanishi 1960-1965 yil deb hisoblanadi. Ushbu davr mobaynida elektr ta'minoti va hisoblash texnikasi elektrovakum qurilmalari tomonidan boshqariladi. Bundan tashqari, asosiy rejimda, odatda, autogeneratorlar sxemalarida, blok-generatorlarda, shuningdek, 20-50 Vt quvvatidan kuchli simobli rektifikatorlarga (ignitrons, tiratrons va boshqalar) qadar rektifikatsiya davrlarida ishlatilgan. Ikkinchisi ham qo'zg'alish sariqlarini oziqlantirish uchun ishlatilgan

Impuls Ive dastlab kuchlanish yoki oqim stabilizatorlari sifatida mudofaa uskunasida ishlatilgan. Asta-sekin ular elektrovakum qurilmalarida lineer stabilizatorlar o'rnini egalladi. Birinchi yarim o'tkazgich qurilmalari-tranzistorlar va diodlar paydo bo'lganda, eng katta ta'sir va, ehtimol, 1960 — larning boshida impuls Ive dan keng foydalanishga turtki bo'ldi. Bir muncha vaqt o'tgach, dastlabki yarim Supero'tkazuvchilar selenli rektifikatorlar rektifikatsiya qiluvchi diodlar sifatida ishlatilgan. To'g'ridan-to'g'ri yarimo'tkazgich texnologiyalaridan keng foydalanish boshlanishi bilan ularning shubhasiz afzalligi elektrovakum qurilmalari orqali aniqlandi: ular o'zlarining nominal yuqori kuchlanish rejimlari (100-300 V) uchun talab qilmadilar, shuningdek, birinchi turdagi elektrovakum lampalarining barcha turlari uchun mutlaqo majburiy bo'lmagan maxsus issiqlik davrlari. Aslida, elektrovakum qurilmalaridagi so'nggi qurilmalar tufayli elektronlar yoki boshqa zaryadlangan zarrachalarning katod nurlari paydo bo'ldi,

Hikoyani ko'rib chiqsak, biz impuls Ive ning asosiy regulyatori sifatida elektron (yoki magnit) turdagi asosiy kuch ishlatilishini ko'rib chiqamiz. Shuning uchun, kuch kalitining bir yoki bir nechta turi impulsli IVENI rivojlantirish jarayonida imkoniyatlar va sxematik nuanslarni belgilaydi. Shundan kelib chiqadiki, impuls Ive evolyutsiyasi asosan asosiy kuch elementining evolyutsiyasi bilan belgilanadi. Shunga ko'ra, impuls IVEDA, turli komponentlarning ketma-ket parallel ravishda kiritilishi asosiy qurilma sifatida ishlatiladigan zanjir shaklida ishlab chiqarilgan tartibga solish elementining ko'rinishi tabiiydir. Ushbu quvvat komponentlari, birinchi elementni (elektrovakumny) tushirish, quyidagi tartibda joylashtirilishi mumkin:

magnit kuchaytirgich (doygunlik gazi), asosan o'zgaruvchan yoki pulsatsiyalovchi oqim davrlarida ishlatiladi; • ikki qatlamli va uch qatlamli yarim o'tkazgich asboblari: bir xil qutbli zanjirlarda qo'llaniladigan diodlar va tranzistorlar.

to'rt qavatli qurilmalar: tiristorlar, sim-yuz (triak). Shuni esda tutingki, kuchlanish bilan boshqariladigan ikki elektrodli qurilmalar-dinistlar-asosan AC davrlarida yoki rektifikatsiya qilingan kuchlanish tomonida ishlatilgan;

bir mahsulotda kuchlanish yoki oqimning turli xil energiya konvertatsiyasidan foydalanadigan elementlardan foydalanishga imkon beruvchi sintezlangan, integral qurilmalar. Ular orasida, xususan, optoti ristorni eslatib o'tamiz. Shunday qilib, mahsulotda trististorni nazorat qilish devoriga optron qurilmasini kiritish orqali ishlatishingiz mumkin. Shu bilan birga, diod zanjiri bo'ylab oqadigan oqim, fototransistor devorida kuchlanish qurilmasini (tiristor) ishga tushirish uchun asosiy oqimdan ochilgan impulsni hosil qilish imkonini beradi. Past kuchlanishli nazorat tizimidan (masalan, geribildirim davrlarida) yuqori voltli va past voltli elektronlarning galvanik almashinuvi uchun diodli va tranzistor optronlar kabi kam quvvatli integral qurilmalar qo'llaniladi. Quvvat kalit qurilmalarining alohida turida tavsiya etiladi

1. Bipolyar tranzistorlarning asosiy zanjirlariga nisbatan nazorat energiyasini sezilarli darajada kamaytirishga imkon beradigan, shuningdek, tranzistor orqali impuls oqimlarini sezilarli darajada oshirishga imkon beruvchi izolyatsiya qilingan deklanşör (MOSFET) bilan yarim himoyachi transistorlar. Shu bilan birga, elektron kalitni qulflangan holatdan ochiq (30-50 NS) ga o'tish vaqti sezilarli darajada kamaydi. MOSFET tranzistorlarida bipolyar tranzistorning bunday parametri yo'q, chunki ortiqcha (asosiy bo'lmagan) ommaviy axborot vositalarining rezorbsiyasi, asosan, quvvat tranzistorlari bazasida to'planadi. Shuni ta'kidlash kerakki, dala tranzistorini o'chirishda ma'lum bir innervatsiya mavjud: buning sababi shundaki, uni o'chirish jarayonida Millerni (drenaj qopqog'ini) tushirish uchun biroz vaqt talab etiladi.

2. IGBT tranzistori kuchli bipolyar tranzistorni (P-kanali bilan) va yarim himoyachi tranzistorni (N-kanali bilan) birlashtirib, kuch-tranzistorni nazorat qilish zanjirini almashtirish uchun xizmat qiladi. Afsuski, bu strukturada har qanday bipolyar tranzistorning o'ziga xos xususiyatlari bilan izohlanadi. Ushbu holat ushbu qurilmaning chastotasini impuls quvvat manbalarida sezilarli darajada cheklaydi. Hozirgi vaqtda amalda uning ishlash chastotasi 50-100 kHz dan oshmaydi. Xulosa qilib aytganda, impuls Ive evolyutsiyasining tarixiy jihati hozirgi kunda deyarli barcha turdagi asosiy vositalar bir darajada qo'llanilayotganini ta'kidlaymiz. Faqat ularning har biri o'z o'rnini egalladi. Shunday qilib, kuchli va qulflangan tiristorlar 100-1000 kw yoki undan ortiq elektr haydovchi tizimlarida ishlatilishi mumkin. Kam darajada yuqori chastotali magnit kuchaytirgichlar ishlatiladi, bir qator hollarda kuchli past kuchlanishli qurilmalarda qo'llaniladi.

Ive evolyutsiyasining ilmiy va texnik jihatlari Ive komponent bazasining evolyutsiyasi xususiyatlari 1960-larning boshidan boshlab impuls Ive ishlab chiquvchilari va elektron va magnit komponentlarning dizaynerlari o'rtasida yaqin aloqalar mavjud edi. Quvvat manbalarini ishlab chiquvchilar yangi magnit materiallar yoki elektron qurilmalarni olish uchun komponentlarni ishlab chiqaruvchilarga topshirdilar. Shu bilan birga, yangi mahsulotlarni olish, ishlab chiquvchilar ko'pincha ularda yangi istiqbolli imkoniyatlarni kashf etdilar, buning natijasida elektr ta'minotining yuqori iste'mol xususiyatlariga erishish mumkin edi. Boshqa tomondan, impuls Ive uchun komponentlar ishlab chiqaruvchilarining talablari ishlab chiquvchilarni yangi turdagi impuls quvvat manbalariga o'tishga majbur qildi. Shunday qilib, televizor ishlab chiqaruvchilarining ushbu mahsulotlarda past chastotali tarmoq transformatorlaridan ommaviy foydalanishdan voz kechishi (butun dunyo bo'ylab ishlab chiqarilishi yiliga o'n million dona hisoblana boshlaganda)yaxshi ma'lum. Bunday talab nafaqat o'sha sabab bo'ldi,

Impuls Ive ishlab chiquvchilarining o'zaro ta'siri, REA va maishiy texnika ishlab chiqaruvchilari va tarkibiy qismlarni ishlab chiqaruvchilarning yana bir misoli quyidagicha edi. 3-dan 20 khzgacha bo'lgan impuls IVEGA konvertatsiya qilish chastotalari oshgani sayin, permallo qotishmalari transformatorlar uchun (1960-1975 yillarda) keng qo'llaniladigan ommaviy ishlab chiqarish sharoitida yo'llarning qabul qilinishi mumkin emasligi aniqlandi. Bu nozik (15-30 mm) lenta ishlab chiqarish texnologiyasi murakkabligi, shuningdek, keyingi yumshatish va magnitlanish jarayonlari, lenta ustida izolyatsiya qatlamini qo'llash va nihoyat, aslida yadro "o'rash" bilan izohlanadi. Ushbu jarayonning oxirida yadroni maxsus birikma bilan to'ldirilgan idishga joylashtirish kerak edi. Bunday magnit quvurlarning mudofaa tarmoqlarida foydalanish ularning yuqori narxiga qaramay oqlandi. Biroq, iste'mol mahsulotlari uchun bunday yadro narxi juda yuqori edi. Ilmiy izlanishlar natijasida ishlab chiqarilgan yangi ferrit yadrolari paydo bo'ldi.

Shu bilan birga, 15 dan 5 khzgacha bo'lgan chastotalarda 15 mikron qalinlikdagi permallo qotishmalarining magnit xususiyatlari va materialdagi o'ziga xos yo'qotishlari ferrit yadrolaridan kam emasligini ta'kidlash kerak. Hatto 79NM materiallari 0,7 TL ning to'yinganligi indüksiyasiga ega edi, bu ferritlar uchun shunga o'xshash parametrdan deyarli 3 marta yuqori. Misol uchun, 79 Vt chiqish quvvatiga ega blokda bir chastota 6,5 kHz ustida ishlayotgan tsnii "granit" (Leningrad) yilda 1972 ishlab chiqilgan yadro 400nm, bir kuch transformator ruda = 400 Vt/dm3 bir maxsus kuch edi. 1978 da "Rainbow" OKB (shuningdek, Leningrad) da ishlab chiqilgan ferrit yadroidagi transformator 20 vattli blokda 80 kHz chastotasida ishlaydi, bir xil ko'rsatkichga ega edi. Bu 79NM materialining shubhasiz afzalliklarini ko'rsatadi, chunki ish chastotasi qanchalik yuqori bo'lsa, transformatorning o'ziga xos kuchi odatda ancha yuqori bo'ladi. Shuni esda tutingki, bu o'ziga xos xususiyatlarda transformatorning umumiy quvvati emas, balki o'ziga xos kuch baholanadi.

Ive ishlab chiquvchilari va komponentlarning ilmiy salohiyatining o'sishi Impuls Ive evolyutsiyasining yana bir muhim xususiyati-Ive ishlab chiquvchilari va elektr ta'minotining eng muhim tarkibiy qismlarini ishlab chiquvchilarning ilmiy salohiyatining uzluksiz o'sishi. Bu nafaqat impuls quvvat manbalarining tobora kuchayib borayotgan murakkabligi, balki 3-5 dan 150-300 khzgacha bo'lgan kuch kalit elementining ishlash chastotasining deyarli uzluksiz o'sishi bilan ham bog'liq. Shu bilan birga, impuls Ive ishlab chiquvchilari ko'pincha elektr ta'minotida energiya almashinuvini tartibga solish tizimining barqarorligini ta'minlash uchun murakkab muammolarni hal qilishlari kerak edi. Pulse Ive ning massogabarit xususiyatlarini yaxshilash istagi 150 kHz chastotasida ishlaydigan yuqori chastotali konvertorlar bilan Bive yaratishga olib keldi. 1975 da, eng yaxshi holatlarda impulsli asosiy stabilizatorlar bilan tarmoq quvvat manbalari ruda = 25 W/dm3 edi. Ayni paytda, BEEVE eng yaxshi namunalari ruda = 250-350 w/dm3 va yana bor — elektr ta'minoti 800-2000 vatt chiqish quvvatiga da. SSSRda 1970 tomonidan ishlab chiqilgan axborot olish, qayta ishlash va almashishning samarali tizimi impuls Ive ishlab chiquvchilarining professionalligining sezilarli o'sishiga yordam berdi. Ushbu tizimning asosiy xususiyatlari quyidagilar edi.

Har bir yirik ilmiy-texnik muassasada (TSNIYA, ilmiy-tadqiqot instituti, OKB) axborot bo'limi yoki byurosi (onti) mavjud edi. Ular, qoida tariqasida, patent bo'limi, tarjimonlar guruhi va boshqalarni o'z ichiga olgan.N. onti bo'linmalari yangi nashr etilgan kitoblar, davriy jurnallar va boshqa turdagi bosma mahsulotlarning izohlari, shu jumladan patent ma'lumotlari bilan ro'yxat sifatida Markaziy ilmiy-texnik axborot instituti (Moskva) dan eng yangi ma'lumotlarni oldi. Asosiy to'qqizta vazirlikning bosh institutlariga va boshqa yirik muassasalarga, shuningdek, ishlab chiqarish birlashmalariga kitob namunalari va annotatsiya qilingan bibliografik havolalar ro'yxati kelib tushdi. Bularning barchasi ma'lum bir mavzuga (sanoat turi) muvofiq bo'lib, bu ma'lumot kamida oyiga bir marta yangilandi. Keyinchalik joylarda kutubxonalarga maxsus bo'limlar yoki laboratoriyalar vakillari kelib, texnika yo'nalishlari bo'yicha tegishli ko'chirmalar yubordilar. Keyin alohida jamoalarda ular haqida xabar berishdi

Misol uchun, muhandislar va ilmiy xodimlar orasida juda mashhur matematik mashinalar instituti (ERNIYIMM), shuningdek Minsk, Vilnyus, Sevastopol, Mytishchi va boshqalar Yerevan, ilmiy va texnik targ'ibot (dNTP) uyida Moskvada seminarlar edi.va bu konferentsiyalar va seminarlar Ive ishlab chiqarishda zarur bo'lgan barcha tarkibiy qismlar va materiallarni ishlab chiquvchilar, yarim o'tkazgich uskunalari ishlab chiqaruvchilardan, kondansatörler va konnektorlardan yangi texnologik materiallar va uskunalarni ishlab chiquvchilarga taklif etildi. Shunday qilib, mutaxassislar — Ive ishlab chiquvchilari va quvvat konvertorlari-muhandislik va texnologiyadagi barcha yangi asbob-uskunalar, materiallar va yo'nalishlar, shuningdek, turli xil komponentlar va elektr ta'minoti tizimlarini ishlab chiqarish va sozlash jarayonida xabardor edi:

Shuni ham ta'kidlash kerakki, agar xorijiy matbuotning ayrim nashrlari mutaxassislarga qiziqish bildirsa, material (masalan, maqola yoki patent) onti ga tarjima qilish uchun yuborilgan. Misol uchun, TSNIYA "granit" da asosiy texnik tillar bo'yicha to'la vaqtli tarjimonlar bor edi: ingliz, nemis, yapon. Agar boshqa tildan tarjima qilish kerak bo'lsa, Leningrad davlat universitetining muntazam tarjimonlari ishlatilgan. Matnni tarjima qilgandan so'ng, material tarjimaning ba'zi nuanslarini tahrirlash va aniqlashtirish uchun texnikaning ushbu yo'nalishi bo'yicha mutaxassisga yuborildi. Bundan tashqari, ushbu material korxonaning bosmaxonasiga o'tkazildi va maxsus raqam ostida chop etildi. Bir nusxa Moskvaga yuborildi, u erda onti tomonidan amalga oshirilgan deyarli barcha xorijiy axborot manbalaridan tarjimalar qabul qilindi. Bundan tashqari, barcha manfaatdor korxonalar Markaziy ravishda yangi tarjima paydo bo'lganligi va tegishli axborot manbasida e'lon qilinganligi haqida xabar berishdi. Bundan tashqari,

1968da trististorlar (UD63, UD64) ning tajribali namunalari SSSRda 300-400 b oqimida 10 A ruxsat etilgan kuchlanish bilan paydo bo'ldi.

1969da 400 Hz tarmog'i bilan ishlaydigan sozlanishi rektifikatorni ishlab chiqishda, kuch transformatorining yadrosini magnitlanish hodisasi aniqlandi, bu erda asosiy tarmoq ikkita qarama - qarshi parallel Tiristorni o'rnatdi, bu orqali kuchlanish kuch transformatoriga berildi. Bunday holda, transformatorning ikkinchi sariqlari filtrning induktiv reaktsiyasi bilan rektifikatorga o'rnatildi. Ushbu sxemada paydo bo'lgan transformatorni magnitlanish jarayoni deyarli favqulodda rejimlarga olib keldi, ya'ni aslida sxema ishlamay qoldi. Aytgancha, o'sha paytda kitobning birinchi nashri chop etildi [3]: "tiristorlar, General Electric texnik ma'lumotnomasi". Shunday qilib, ushbu kitobda kuchlanish transformatorining ikkinchi sariqligida induktiv filtrga ega bo'lgan tarmoq kuchlanish tomonidagi tiristorlar bilan sxema,

1966 yilda AQShda taniqli magnit kuchaytirgich mutaxassisi Herbert Storm (H. F. Storm) patentni ro'yxatdan o'tkazdi "o'zgaruvchan fazali AC kuch zanjirlarida nosimmetrik qurilmalardan foydalanish" [4]. Bu tyristic muharriridan bu turi surunkali kuch transformator yadro magnitlanish hodisaning mavjudligi "azob", deb tasdiqladi. Boshqa tomondan, tiristorlarni boshqarish uchun ishlab chiqilgan elektr ta'minotida yagona tranzistorli tranzistorning (UJT) tranzistorli analoglari asosida ishlab chiqarilgan FA-zosdvigator qurilmasi (FSU) ishlatilgan. * Shu vaqtga kelib, 1968 da UJT [5] dan foydalanish imkoniyatlari haqida AQShda maqola chop etildi. * Bundan tashqari, TSNIDA "granit" maqola mualliflaridan biri va etakchi mutaxassis, T.f. N. Ginzburg Ai, kuch transformatorining yadrosini magnetizatsiya qilish jarayoni batafsil bayon etilgan [6]. Shu bilan birga, Ls quvvat transformatorining tarqalishi va faol qarshilikning bu indüktans jarayoniga hal qiluvchi ta'sir ko'rsatildi

Keyinchalik, patentda taklif qilingan [4] ga qaraganda ancha oson bo'lgan magnitlanishni bartaraf etishning o'ziga xos sxemasi taklif qilindi.

Tadqiqotlar natijasida, shuningdek, mavjud bo'lgan barcha ma'lumotlarni tahlil qilish natijasida 1970 da o'sha davrda rivojlangan barcha yangi g'oyalar va sxemalar aks ettirilgan quvvat manbai paydo bo'ldi. Ushbu birlik modulyatorning elektr ta'minotini ta'minladi, bu orqali mikroto'lqinli transmitter magnetron oqimini barqarorlashtirish tizimining barqaror ishlashi [7] vazifasi hal qilindi. Yuqoridagi misol dunyoda ilmiy-texnik axborotni faol ravishda olish va ulardan foydalanish, shuningdek, SSSRda mavjud bo'lgan ilmiy-texnik axborot tizimining samaradorligi, shu jumladan, elektr ta'minoti bo'yicha mutaxassislar uchun foyda keltiradi. Bu chora-tadbirlar, tashkiliy va ma'muriy, 1980-yillarning o'rtalariga kelib, elektrotexnika sohasida ilmiy maktablar (mutaxassislar guruhlari) shakllandi, ular ham bosh ilmiy-tadqiqot institutlari, ham etakchi universitetlar va muassasalarda to'plangan. Asosan ilmiy maktablar bunday Moskva, Leningrad, Minsk, Kiev, Yerevan, Vilnyus, Tomsk, Novosibirsk, Ryazan, Rostov, Nijniy Novgorod (Gorkiy), Yekaterinburg (Sverdlovsk) va boshqalar kabi SSSR yirik shaharlarida joylashgan. Misol uchun, Moskva AKB "Langar" kichik va o'rta mashina elektr haydovchi tizimlari bo'yicha mutaxassislar ishlagan. Elektrodinamika institutida Kievda indüktif-kapasitif Konverter o'rta va yuqori kuch kuchli maktab bor edi, va Yerevan hokazo Evropa Ittifoqi qator katta kompyuterlar elektr ta'minoti bo'yicha mutaxassislar, jamlangan va. Shuningdek, ayni paytda texnikaning turli yo'nalishlarida ikkinchi darajali elektr ta'minoti tizimlari bo'yicha bosh konstruktorlar instituti tashkil etildi, ular tegishli vazirlik rayiga "bog'langan". Turli sohalardagi ushbu nufuzli mutaxassislar bir-birlari bilan faol hamkorlik qildilar