Исследование отсечки электронов в плоском диоде магнитным полем плоского индуктора

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorМайкут, Сергей Алексеевич
dc.contributor.authorДрозд, Игорь Михайлович
dc.contributor.authorКузьмичёв, Анатолий Иванович
dc.contributor.authorЦыбульский, Леонид Юрьевич
dc.contributor.authorMaikut, Sergey Alekseevich
dc.contributor.authorDrozd, Igor Mikhailovich
dc.contributor.authorKuzmichev, Anatoly Ivanovitch
dc.contributor.authorTsybulsky, Leonid Yurievich
dc.date.accessioned2018-05-23T13:15:46Z
dc.date.available2018-05-23T13:15:46Z
dc.date.issued2017
dc.description.abstractenIn this paper, the electron cutoff is investigated in a flat diode by the magnetic field of an external planar inductor , using vacuum switches (VS) with flat contacts as an example. The VS are chosen for research because of the high demand for these devices in modern high-voltage power engineering. They outperform the high-voltage circuit breakers with gas and oil insulation in terms of mass-dimension and operational parameters. However, it is necessary to suppress dangerous X-ray radiation from high-voltage VS, which is generated as a result of bombardment of contact with the positive potential by electrons accelerated by the voltage applied to the contacts. Free electrons are formed in the VS during their operation due to field emission, when the distance between the contacts decreases and the electric field strength increases greatly. To prevent electronic bombardment, the cutoff effect (blocking the electron current to the anode) is used, and for its creation a radial magnetic field of the inductor is used in the form of a flat spiral located on the inoperative side of one of the contacts. The crossed fields, the axial electric field and the radial magnetic field with induction which are greater than the critical value, strongly bend the trajectories of the electrons and prevent them from bombarding contact with the positive potential. Because of the difficulties of experimental investigation of this problem, it was performed on the VS model. For this purpose, a physical topological model of VS was developed, based on a self-consistent solution of the fundamental equations that determine the electric and magnetic fields between contacts, taking into account the geometry of VS, the conductivity of the contact material and the secondary magnetic field generated by the eddy currents induced in the contact, as well as the frequency of the pulsed supply of the inductor. Calculations were made of electron trajectories emitted by a contact with a negative potential, and for those electrons that do not reach the opposite contact, the critical current of the inductor is determined, depending on the geometric parameters and operational mode. When calculating the absence or presence of one or more radial slits in contact under the inductor was taken into account. VS with a split contact is recommended. Edge effects were found at the edges of the contacts, where the orthogonality of the electric and magnetic fields is disturbed, and therefore it is proposed further to optimize the configuration of the contacts. It was suggested that the radial magnetic field of a flat inductor would be useful for cutting off electrons during the deionization of a vacuum arc plasma during the opening of contacts and for reducing the thermal effect of bombarding electrons on a positive contact. The developed model can also be used to analyse the conditions for magnetic initiation of a magnetron discharge between plane electrodes in gas discharge devices and sources of charged particles.uk
dc.description.abstractruИсследуется эффект отсечки электронов в плоском диоде магнитным полем внешнего плоского индуктора на примере вакуумных выключателей (ВВ) с плоскими контактами. Эти приборы выбраны для исследования в связи с их большой востребованностью в современной высоковольтной силовой электротехнике. Использование эффекта отсечки позволяет подавить рентгеновское излучение из ВВ, возникающее при сближении контактов, когда электроны автоэмиссии с отрицательного контакта бомбардируют положительный контакт. Исследования выполнены на физико-топологической модели, с помощью которой определялись электрическое и магнитное поля и учитывалось вторичное магнитное поле, генерируемого вихревыми токами, индуцированными в контактах. Рассчитывались траектории электронов, определялась критическая величина тока индуктора, при которой электроны не достигали положительного контакта и имел место эффект отсечки. Исследования показали целесообразность снабжения контакта под индуктором радиальными щелями в количестве не менее 4-х для снижения критического тока индуктора на десятки процентов. Выявлены нарушения эффекта отсечки на краях контактов, где нарушена ортогональность электрического и магнитного полей, и требуется оптимизация конфигурации электродов. Разработанная модель также может применяться для анализа условий магнитного инициирования магнетронного разряда между плоскими электродами в газоразрядных приборах и источниках заряженных частиц.uk
dc.description.abstractukДосліджується 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.uk
dc.format.pagerangeС. 11-17uk
dc.identifier.citationИсследование отсечки электронов в плоском диоде магнитным полем плоского индуктора / Майкут С. А., Дрозд И. М., Кузьмичев А. И., Цибульский Л. И. // Електроніка та зв'язок : науково-технічний журнал. – 2017. – Т. 22, № 4(99). – С. 11–17. – Бібліогр.: 13 назв.uk
dc.identifier.doihttp://doi.org/10.20535/2312-1807.2017.22.4.105967
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/23020
dc.language.isoruuk
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорськогоuk
dc.publisher.placeКиївuk
dc.sourceЕлектроніка та зв'язок : науково-технічний журнал, Т. 22, № 4(99)uk
dc.subjectотсечка электронов в магнитном полеuk
dc.subjectскрещенные поляuk
dc.subjectимпульсный индукторuk
dc.subjectвакуумный выключательuk
dc.subjectрентгеновское излучениеuk
dc.subjectфизико-топологическая модельuk
dc.subjectвідсічення електронів в магнітному поліuk
dc.subjectсхрещені поляuk
dc.subjectімпульсний індукторuk
dc.subjectвакуумний вимикачuk
dc.subjectрентгенівське випромінюванняuk
dc.subjectфізико-топологічна модельuk
dc.subjectelectron cut-off in magnetic fielduk
dc.subjectcrossed fieldsuk
dc.subjectpulsed inductoruk
dc.subjectvacuum switchuk
dc.subjectvacuum breakeruk
dc.subjectX-raysuk
dc.subjectphysical topological modeluk
dc.subject.udc621.385uk
dc.titleИсследование отсечки электронов в плоском диоде магнитным полем плоского индуктораuk
dc.title.alternativeДослідження відсічки електронів в плоскому діоді магнітним полем плоского індуктораuk
dc.title.alternativeInvestigation of electron cut-off in a planar diode by the magnetic field of a planar inductoruk
dc.typeArticleuk

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
EZ2017-4_02Maikut.pdf
Розмір:
606.32 KB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Опис:
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
7.74 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Електроніка та зв'язок: науково-технічний журнал, Т. 22, № 4(99)