Сильноточная вакуумная дуга. Основные применения, определяющие направление исследований, страница 13

(Методика компьютерной обработки фотографий СВД, результаты которой приведены на рисунке будет пояснена позже.)

Видно, что в выпуклом АМП (a, b) катодная привязка дуги действительно располагается на той части поверхности катода, над которой индукция АМП удовлетворяет условию B1 < B < B2. Плотность тока на этой части катодной поверхности распределена вполне однородно, но периферия электрода практически не нагружена током, т.к. на периферии электрода не обеспечено выполнение условия B > B1. Поскольку периферия электрода не работает, токовая нагрузка на приосевую область увеличена (e, кривые a и b).

Результаты, полученные при стабилизации дуги АМП, имеющим вогнутую форму, то есть магнитным барьером (c,d) показали, что дуга, стабилизированная магнитным барьером оптимальной высоты (с), однородно распределена по поверхности катода, включая периферию (e, кривая c ). Гистограмма плотностей тока (f, кривая с) для такой дуги ближе всего к идеальной (чем однороднее распределение, тем уже гистограмма). Слишком высокий барьер (d), как и следовало ожидать, не позволяет использовать периферию электрода (e, кривая d).

Сильноточная вакуумная дуга.

СВД, стабилизированная неоднородным АМП. Продолжение.

Стабилизация магнитным барьером, внутри которого поле практически занулено предотвращает контракцию дуги на аноде и, соответственно, его эрозию. Отметим, что этот результат противоречит распространенной точке зрения, основанной на результатах рассмотрения стационарных моделей дуги, критиковавшихся ранее. Согласно этой точке зрения конфигурация поля с сильным провалом (не говоря уже о занулении поля) в приосевой области не сможет предохранить дугу от анодной контракции.

Сравнение эрозионных отпечатков на анодах дуг с одинаковыми параметрами, стабилизированных: a) “магнитным барьером”, b) однородным АМП с индукцией, равной минимальному значению индукции “магнитного барьера”. Ток I=11.5 kA, длина дуги h=4 mm, CuCr накладки диаметром 30 mm. Верхний ряд – фотографии анодов, нижний – соответствующие радиальные распределения АМП.

Сильноточная вакуумная дуга.

СВД, стабилизированная неоднородным АМП. Некоторые выводы для практического использования.

Катодная привязка СВД в неоднородном АМП стремится занять область на поверхности электрода, в которой выполнено условие B1 < B < B2. Оптимальная конструкция КС должна обеспечить создание поля, которое удовлетворяло бы этому условию на всей поверхности контактной накладки. Учитывая очевидную невыгодность создания ВДК с КС, диаметр которой был бы заметно больше диаметра накладки, решить эту задачу непросто. Простое решение – увеличение отношения D1 / D2 - оказывается неприемлемым по тепловому режиму розетки и её механической прочности (D1 – внутренний диаметр катушки, D2 – внешний).

Схематичное изображение линий магнитного поля, генерируемого показанными на рисунке катушками, и его радиального распределения.

Сильноточная вакуумная дуга.

Методы исследования распределения плотности тока в дуговых разрядах.