Запорожец  Издания 

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 [ 228 ] 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239

добного типа, которое представляет собой искровой генератор высокого напряжения, рассчитанный на кратковременную работу порядка нескольких секунд. Подробнее о схемах см. [5.8, 12.1].

Стабилизация разряда. Возрастающая ВАХ дает возможность стабилизировать ток в лампе при помощи сравнительно небольшого балласта или даже без него. В последнем случае лампа должна быть рассчитана так, чтобы при включении непосредственно в сеть в ней устанавливался заданный ток, а следовательно, и заданная мощность.

Однако работа ламп в сети без дросселя сопряжена с весьма большими изменениями тока и мощности лампы при колебаниях напряжения сети. Расчеты показывают (см. [0.9]), что для ксеноновых трубчатых ламп ВД PnUnl. Отсюда

АРл/Рл » (7/2) (А/л л). (19.9)

Это означает, что колебания мощности примерно в 3,5 раза больше колебаний напряжения сети.

Современные типы ксеноновых трубчатых ламп. В табл. 19.2 приведены параметры наиболее типичных трубчатых ламп высокой интенсивности с ксеноновым наполнением.

Ксеноновые трубчатые лампы высокой интенсивности имеют следующую маркировку: Д - дуговая, Кс - ксеноновая, Т - трубчатая. Далее следуют буквы, обозначающие конструктивные или иные особенности ламп: Б - с балластом, В - с водяным охлаждением и т. д.; после букв следуют цифры, обозначающие номинальную мощность лампы в ваттах, а затем через дефис- номер разработки.

Общий вид ксеноновых трубчатых ламп различного типа показан на рис. 19.6.

19.3. КСЕНОНОВЫЕ ЛАМПЫ СВД С КОРОТКОЙ ДУГОЙ В КОЛБАХ ШАРОВОЙ ФОРМЫ

Особенности конструкции. Лампы характеризуются малыми размерами светящегося тела и высокими яркостями. По своей конструкции они подобны ртутным лампам СВД с короткой дугой. Лампы представляют собой кварцевую колбу, в которую введены два вольфрамовых электрода. Расстояние между электродами у ламп широкого применения составляет от 3 до 6 мм. У специальных ламп оно снижается до 0,3-2,5 мм. Холодное давление ксенона составляет от ЫО до 15-10 Па. Лампы изготовляются в широком диапазоне мощности от 50 Вт до 7 кВт (о лампах большей мощности см. § 19.4).

Лампы, предназначенные для работы на постоянном токе, имеют массивный анод и сравнительно тонкий катод. Это связано с тем, что на аноде выделяется значительно большая мощность, чем на катоде (см. гл. 9).



Конвекционные потоки вызывают нестабильность положения дуги. Для уменьшения роли конвекции лампы приходится эксплуатировать только в вертикальном положении и ограничивать длину дуги. Исключение составляют только несколько типов ламп. Установлено, что стабильность дуги ухудшается,, когда катод расположен вверху, поскольку конвекционные потоки газа и поток электронов направлены навстречу, что вызывает неспокойное горение дуги. Когда катод расположен внизу, а анод вверху, то оба потока направлены в одну сторону и дуга горит более устойчиво. Однако при этом анод дополнительно нагревается конвекционными потоками. Лампы могут эксплуатироваться в горизонтальном положении при наличии: магнитной стабилизации дуги.

Вследствие значительно меньшего градиента потенциала в ксеноне по сравнению со ртутью у ксеноновых ламп той же мощности и давления силы тока в 4-5 раз больше, что заставляет делать более массивные электроды и применять вводы, рассчитанные на большие силы тока.

Электрические характеристики. Для практических расчетов анодно-катодное падение потенциала в ксеноновых лампах с короткой дугой можно принимать равным 9-10 В, причем катодное падение составляет около 7-8 В.

Вольт-амперные характеристики. При токах выше 10 Л вольт-амперные характеристики имеют линейно возрастающий вид. Наклон кривых возрастает с увеличением расстояния между электродами и давления. В общем виде вольт-амперная характеристика ксеноновых ламп СВД на постоянном токе может быть выражена эмпирической формулой; полученной Р. Е. Ровинским [19.3] (библиографию до 1965 г. см. [0.9]):

(0,03/4-2,3) ,рхол/ст-Ь (0,03/-f 2,34-

-f0,05 (pxoл/пят))+8,5, (19.10)

где /ст и /пят - протяженности соответственно столба и катодного пятна, см; рхол - давление ксенона, 10 Па.

Формула проверена в диапазоне токов от 20 до 200 А и произведения Рхол/ в области от 1 • 10 до 7-10 Па • см.

Градиент потенциала. Вблизи катода (1,5-2 мм) из-за стягивания разряда происходит повышение градиента по сравнению с градиентом в столбе. Градиент потенциала в столбе возрастает с ростом давления и имеет минимум от тока (при р = = const).

Из (19.10) были получены следующие эмпирические зависимости для градиента потенциала в столбе и катодном пятне:

£«(0,03/-f 2,3) Рхол; (19.11)

£пят (0,037+ 2,3)рхол+0,05 /пят. (19.12)



5 Ч J I 7 0

77-(

iJ-ZDO JI 1

L-5on

-200

KatT

Z 1 0.1 Z J mm a)

x/l 1

Рис. 19.7. Типичное распределение яркости в направлении, перпендикулярном оси лампы (а), и универсальная кривая распределения яркости вдоль оси разряда (б) для ксеноновых ламп СВД с короткой дугой, работающих на постоянном токе (анод вверху)

Световые характеристики короткодуговых ксеноновых ламп ВД и СВД исследовались рядом авторов за рубежом и в СССР. Ниже приведены эмпирические зависимости, полученные в основном в [19.3]. Распределение яркости в разряде. Шнур разряда ксеноновых ламп постоянного тока при работе в вертикальном положении с катодом внизу имеет форму конуса, опирающегося своим острием на кончик катода и постепенно расширяющегося кверху (рис. 19.7,а). Около катода образуется маленькое катодное пятно, имеющее весьма высокие яркости. На рис. 19.8 показано типичное распределение яркости вдоль и поперек оси разряда для ламп переменного тока.

Наблюдаемое распределение яркости в шнуре разряда остается подобным при изменении условий разряда в весьма широких пределах. Это дает возможность построить в относительной системе координат универсальную кривую распределения яркости ксеноновой дуги данного типа На рис. 19.7,6 представлена универсальная кривая распределения яркости вдоль оси разряда для ламп постоянного тока. По оси абсцисс отложено расстояние между электродами в относительных единицах x/l, где X - фактическое расстояние от катода, I - длина дуги. По оси ординат отложена относительная яркость L/Lo, где Lo - яркость в условно выбранной точке на расстоянии 0,3/ от катода. Универсальная кривая может быть аппроксимирована выражением

LfLo,38(x/l)

-0,8

(19.13)



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 [ 228 ] 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239