Ртутные выпрямители представляют собой приборы ду­гового разряда, который происходит в парах ртути. По­скольку пары ртути обладают высокой проводимостью, эти приборы предназначаются для выпрямления больших токов. Из приборов такого типа наибольшее распростра­нение получили ртутные вентили и игнитроны. Во всех этих выпрямителях катодом служит ртуть, ее пары и за­полняют баллон.

В ртутный вентиль, кроме ос­новных анодов 1 и катода 2, введены дополнительные электроды — поджигающий анод 3 и дежурные аноды 4 (для выпрямления трехфазного тока применяют вентили с тремя основными анодами, как показано на рисунке).

трехфазный вентиль

Вентиль включают после того, как на его электроды подано напряжение, переводя из вертикального положения в наклонное и обратно. Как только между ртутью поджи­гающего анода 3 и катодом 2 образуется разрыв, между ними возникает дуговой разряд. Эта дуга ионизирует пары ртути в баллоне, благодаря чему создаются условия для образования дугового разряда между катодом 2 и дежур­ными анодами 4. Если теперь на основные аноды подать высокое напряжение, то дуговой разряд с дежурных анодов 4 перейдет на основные 1.

В схемах выпрямления тока на анодах вентиля дейст­вует переменное напряжение, поэтому в течение отрица­тельного полупериода разряд между данным анодом и ка­тодом гаснет. Однако между дежурным анодом и катодом разряд сохраняется, в силу чего при действии положитель­ного полупериода переменного напряжения между основ­ным анодом и катодом разряд образуется, но теперь уже самостоятельно, без покачивания колбы.

Игнитрон отличается от ртутного вентиля прежде всего способом зажигания.

игнитрон

В игнитроне предусмотрен специальный поджигающий электрод — игнайтер 2 (возбудитель пламени), который частично погру­жен в ртуть катода 3. Этот электрод состоит из двух час­тей: верхней, металлической, изготовленной в виде ци­линдра, и нижней, полупроводниковой, выполненной в виде конуса. Половина конуса погружена в ртуть, но поскольку материал полупроводника не смачивается ртутью, на гра­нице между ними образуется тонкий слой паров ртути.

При подаче на поджигающий электрод даже неболь­шого напряжения в этом слое ртутных паров действует достаточно сильное электрическое поле, и между игнайтером 2 и катодом 3 возникает дуговой разряд, который перебрасывается на цилиндрическую (металлическую) часть игнайтера, обладающую лучшей проводимостью, чем ко­ническая часть. Так называемый местный разряд между катодом и игнайтером вызывает усиленную ионизацию газа внутри баллона и тем самым подготавливает игнитрон к зажиганию. Если теперь подать положительное напря­жение на анод 1, то на него перейдет дуговой разряд, и иг­нитрон, как говорят, зажжется.

Игнитрон используется в выпрямительных схемах, поэтому полярность на его аноде все время меняется. При отрицательном напряжении на аноде дуговой разряд пре­кращается, а при положительном образуется вновь. Од­нако в этом случае и на игнайтер каждый раз необходимо подавать положительное напряжение. Изменяя момент подачи напряжения на игнайтер по отношению к фазе действующего на аноде, можно регулировать силу проходящего через прибор тока.

Очевидное преимущество игнитрона перед ртутным вентилем в том, что для его запуска не требуется механи­ческих перемещений; в то же время система охлаждения прибора весьма громоздка.

Основные технические данные игнитронов марок ИГ-25/0,8, И-1001/1000 и И-100/500 с водяным охлажде­нием соответственно таковы:

  • допустимое обратное напря­жение 0,8; 1,0 и 5,0 кВ,
  • рабочий ток 25, 300 и 500 А.