Рекомендации по применению и эксплуатации генераторных ламп

Рис.1 Общий вид генераторных ламп.

Генераторная лампа - это электронная лампа, предназначенная для преобразования энергии источника постоянного или переменного тока в энергию электромагнитных колебаний низких и высоких частот.
Генераторные лампы применяются в радиопередатчиках, ускорителях заряженных частиц, установках индукционного нагрева, измерительных приборах и других устройствах.

Генераторные лампы классифицируются по следующим признакам:
1.  По диапазону рабочих частот:
        ● низкочастотные или модуляторные и регулирующие лампы, рабочая частота до 20 кГц;
        ● длинноволновые и коротковолновые лампы, рабочая частота менее 30 МГц;
        ● ультракоротковолновые лампы, рабочая частота менее 300 МГц;
        ● дециметровые и сантиметровые лампы, рабочая частота свыше 300 МГц.
2.  По максимальной мощности, длительно рассеиваемой анодом:
        ● до 25 Вт - маломощные;
        ● до 1 кВт - средней мощности;
        ● более 1 кВт - мощные.
3.  По режиму работы:
        ● импульсного действия;
        ● непрерывного действия.
4.  По способу охлаждения анодов генераторных ламп:
        ● с естественным воздушным охлаждением;
        ● с воздушным принудительным охлаждением;
        ● с водяным охлаждением;
        ● с испарительным охлаждением.

Рекомендации по применению и эксплуатации генераторных ламп:

1.  Радиоустройства, в которых применяются генераторные лампы, должны предусматривать специальные устройства защиты генераторных ламп при аварийных состояниях аппаратуры (отсутствие охлаждения, значительное превышение допустимых токов и т. п.).
       Следует предусмотреть, чтобы в случае отсутствия хотя бы одного из видов охлаждений отключились напряжения питания и их невозможно было включить.
       В системе охлаждения должны применяться гидроконтакты, реагирующие не на изменение давления, а на изменение расхода охлаждающей жидкости.
       В цепях анода и сеток мощных генераторных ламп должны быть предусмотрены устройства, отключающие напряжения питания электродов при превышении максимальных значений токов в 2,5-3 раза или ограничивающие ток разряда.
В качестве таких устройств могут применяться:
        ● быстродействующие реле (время срабатывания - не более 100 мс), вызывающие отключение соответствующего источника питания или разрыв первичной обмотки питающего трансформатора (для установок промышленного типа мощностью не более 10-15 кВт);
        ● шунтирование ламп при пробое газоразрядными или другими приборами, обладающими малым внутренним сопротивлением;
        ● включение в анодную цепь ограничительного сопротивления, уменьшающего ток разряда.
       Для предотвращения разрушения мощной генераторной лампы (мощностью более 15 кВт) при возникновении в ней разряда в случае использования источника питания с емкостным фильтром параллельно цепи анода необходимо устанавливать быстродействующую электронную защиту.
       Во избежание перегрузок управляющей и экранирующей сеток схема защиты должна предусматривать одновременное снятие напряжения возбуждения и напряжения питания экранирующей сетки при отключении анодного напряжения. Необходимо также предусматривать изменения режимов ламп предварительных каскадов после срабатывания защиты выходного каскада.

2.  Включение генераторной лампы в работу и подача напряжения на электроды должны производиться в следующей последовательности:
        ● после присоединения всех электродов включаются все виды охлаждения лампы и элементов аппаратуры;
        ● включается напряжение накала, при этом необходимо контролировать, чтобы пусковой ток не превышал величину, оговоренную в справочнике, или не превышал более чем в полтора раза номинальное значение (для генераторных ламп средней и большой мощности);
        ● включается напряжение, запирающее лампу;
        ● включается напряжение анода и экранирующей сетки лампы (плавно или ступенями в соответствии с указаниями по эксплуатации), при этом включение напряжения экранирующей сетки раньше, чем анода, категорически запрещается;
        ● включаются переменные напряжения (возбуждение или модуляция), и постоянные напряжения доводятся до номинальных величин.

3.  Выключение лампы производится в обратном порядке.
       Для того чтобы при снятии возбуждения постоянные напряжения не превышали предельно допустимых значений, рекомендуется их предварительно снижать в случае необходимости.
       Принудительное охлаждение всех видов для генераторных ламп должно прекращаться только спустя 3-5 мин после выключения напряжения накала, если другое время не указано в технической документации на конкретный тип лампы.
       Запрещается включать высокое напряжение анода и экранной сетки при включении напряжения накала, так как это может вывести лампу из строя из-за пробоя и разрушения катода.

4.  Для улучшения вакуума и восстановления электрической прочности генераторных ламп в отдельных случаях применяется специальная тренировка, которую необходимо проводить при первом включении лампы и при длительных перерывах (до 3 мес.) в работе, а также периодически (1 раз в 3 мес.) при хранении, если это указано в паспорте, или этикетке на лампу.
       Тренировка, как правило, проводится в устройстве, в котором работает лампа. Лампа устанавливается в схему, и на нее в обычной последовательности подается напряжение накала и смещения.
       В этом режиме лампа выдерживается в течение 30 мин. Затем подаются напряжения на остальные электроды, равные приблизительно половине номинального их значения, из расчета, чтобы мощность, рассеиваемая на аноде и остальных электродах, составила 0,4-0,5 мощности в номинальном режиме.
       По истечении 10-30 мин (в зависимости от размеров внутренней арматуры лампы) напряжение анода и остальных электродов плавно или ступенями доводится до номинального (с 5-10 минутной выдержкой на каждой ступени) и выдерживается не менее 30 мин.
       При появлении пробоев напряжение анода снижается до их прекращения и выдерживается в этом режиме 5-10 мин, после чего вновь повышается. Такая тренировка проводится до исчезновения пробоев при полном рабочем анодном напряжении. Для предохранения лампы от повреждении в результате пробоев при тренировке в анодную цепь лампы включается обычно сопротивление, в несколько раз превышающее обычное ограничительное сопротивление.

5.  Рабочее положение генераторных ламп, как правило, должно быть вертикальным, а для генераторных ламп средней и большей мощности это правило является обязательным.

6.  В случаях соединения лампы с контуром генератора при работе с лампами в УКВ и КВ диапазонах необходимо установить надежный и равномерный электрический контакт по периметру внешней части электродов и выдержать соосность, исключающую радиальное напряжение и изгибающие усилия в выводах и элементах крепления ламп.
       Кроме того, необходимо применять такую конструкцию анодного контура, которая исключала бы возникновение у диэлектрика баллона повышенной концентрации силовых линий высокочастотного поля и одном месте, так как появляющиеся в этих случаях местные перегревы могут вызвать его размягчение и прокол (нарушение вакуума). К такому же результату может привести плохое контактирование с выводами из-за перегрева спаев стекла с металлом.
       Крепление генераторных ламп средней и большой мощности в аппаратуре должно производиться только за фланец анода, бачок или радиатор. Использовать для этой цели остальные выводы лампы запрещается, так как их конструкции, как правило, не рассчитаны на воздействие больших нагрузок.

7.  Конструкцию элементов, непосредственно контактирующих с выводами лампы, следует выполнять таким образом, чтобы обеспечивать надежные электрический и тепловой контакты.

8.  При эксплуатации генераторных ламп, особенно это касается мощных ламп, следует помнить, что режим, при котором на лампу подано напряжение накала без токоотбора, является для катода более тяжелым по сравнению с нормальным рабочим режимом. Поэтому при перерывах в работе аппаратуры от 30 мин до 2 ч рекомендуется снижать напряжение накала на 15-20 % номинального значения. При более длительных перерывах напряжение накала рекомендуется выключать.
       После длительных перерывов в работе генераторную лампу следует вводить в режим постепенно, т. е. провести цикл тренировки.

9.  При необходимости использования генераторных ламп, предназначенных для непрерывной работы в импульсном режиме, можно исходить из следующих cooбpaжeний:
        ● в интервале длительностей импульса от 0,1 мкс до 1мс пересчет электрического режима работы ламп следует производить исходя из недопустимости превышения средних мощностей, рассеиваемых на электродах.
        ● при длительности импульса более 1 мкс пересчет может быть произведен только с учетом теплового разогрева за время прохождения импульса.
       Повышение постоянных напряжений на электродах генераторных ламп, предназначенных для работы в непрерывном режиме, относительно эксплуатационных значений в случае их использования в режиме с импульсной сеточной модуляцией не допускается.

10.  При применении импульсных генераторных и модуляторных ламп категорически запрещается их использование в импульсных режимах, превышающих указанные в справочнике в качестве предельных, например, уменьшение скважности или увеличение длительности импульса при максимальном токе анода.

11.  Генераторные лампы следует применять в режимах и условиях эксплуатации, не превышающих установленных в технических условиях (ТУ) значениях. Допустимые изменения параметров ламп в пределах норм ТУ не должны нарушать работоспособность аппаратуры.
       При необходимости применения генераторных ламп в режимах и условиях, не установленных ТУ, потребитель обязан согласовать применение генераторных ламп с предприятием-изготовителем.