большие (десятки ампер) анодные токи, рассеивают большую (единицы- десятки киловатт) мощность в анодной цепи. При высоких напряжениях возрастают требования к качеству изоляции между электродами, уровню вакуума, устойчивости катодов к ионной бомбардировке.

Для лучшего использования ламп по току и напряжению и, как следствие, для повышения к. п. д. их используют в экономичных режимах В и С, характеризующихся отсечкой анодного и наличием сеточного токов. Сеточные токи мощных ламп достигают 20% анодного, что приводит к разогреву сеток и требует их принудительного охлаждения. Охлаждение сетки ламп затруднительно, поэтому режим больших сеточных токов является тяжелым (перенапряженным). Цепи накала мощных ламп питаются от источников низкого напряжения (примерно 10-20 В), но обеспечивающих большие токи накала (десятки - сотни ампер). Выбор низкого напряжения накала исключает помехи из цепи накала в цепь анода.

Особенности конструкции. Конструкция мощных ламп зависит от мощности, выделяемой на их электродах. Лампы малой мощности конструктивно мало отличаются от приемно-усилительных и работают с естественным охлаждением. Лампы средней мощности имеют большие габаритные размеры и принудительное (при Ра> >0,5 кВт) воздушное охлаждение. Мощные лампы существенно отличаются от приемно-усилительных своими размерами и конструкцией.

Катоды генераторных ламп, работающих при высоких f/g, выполняют из материалов, устойчивых к ионной бомбардировке (вольфрама, тантала, пленочных, торированных, карбидированных). В импульсных режимах, характеризующихся малой продолжительностью работы, возможно применение оксидных катодов даже при относительно высоких напряжениях.

Сетки генераторных ламп выполняют из тугоплавких металлов с большой работой выхода (молибдена, вольфрама) и укрепляют на большой толщины траверсах, обеспечивающих лучший теплоотвод. Чтобы уменьшить нагрев и исключить термоэмиссию сеток, их удаляют от катода, покрывают цирконием, обеспечивающим чернение и усиление лучеиспускания. С этой целью к траверсам приваривают черненые радиаторы, а в мощных лампах предусматривают принудительное охлаждение выводов сеток.

Аноды генераторных ламп выполняют из тугоплавких материалов (никеля, тантала, молибдена, графита), допускающих высокую удельную мощность рассеяния (до Ра=6Ч-8 Вт/см). Однако и при таких плотностях тока необходимы большие размеры анода мощных ламп. Например, лампа с полезной мощностью Рк=20 кВт и Г1 = 0,6 должна рассеивать на аноде мощность Ра = к(1-il) = = 20(1-0,6) =8 кВт, что потребует довести поверхность анода до 5a = .Pa/fa=8-103/8=11000 см. Для увеличения удельной мощности рассеяния и уменьшения размеров анода мощные лампы изготовляют с медными анодами и принудительным (воздушным или водяным) охлаждением.

ГУ-10В

~ГУ-10А

Рис. 17.1. Мощные генераторные лампы

Аноды ламп с воздушным охлаждением (рис. 117.1, а) снабжают внешним радиатором /, выполненным из меди, бронзы или алюминия. Через радиатор от специальной системы охлаждения (содержащей вентиляторы, фильтры, воздухопроводы) пропускают поток воздуха, усиливающий теплоотвод от анода 2, вводов электродов 3, стеклянного баллона 4 ламп. При этом температура анода и баллона лампы не должна превышать IISCC. Это требование удовлетворяется при расходе воздуха от К=1-5 м в 1 мин на 1 кВт мощности, рассеиваемой на аноде.

При водяном охлаждении медный анод (рис. 17.1,6) помещают в специальный бак 5, через который при помощи насосов пропускается дистиллированная вода, являющаяся хорошим изолятором и не дающая на аноде накипи. При расходе воДы 1-4 л/мин на 1 кВт мощности, рассеиваемой на аноде, обеспечивается температура воды при выходе из бачка до 70°С. Допускается удельная мощность до Ра= 2030 Вт/см2.

В лампах с пароводяным охлаждением (вапртронах) для увеличения охлаждающей поверхности радиатору / анода придают зубчатую структуру (рис. 17-1, б) и помещают его в бак 5, в котором циркулирует дистиллированная вода. Во впадинах 6 между коническими зубцами температура поверхности анода максимальна, поэтому попавшая туда вода превращается в пузырьки пара, которые выбрасываются из углублений, уступая место воде, и т. д. Зубчатые выступы вызывают турбулентное движение воды, при котором разрушаются паровая оболочка и воздушные пробки, чем улучшается контакт с водой. Поскольку перевод воды в паровую фазу требует большего количества тепла (539 ккал/ч при переводе в пар il л воды), чем ее нагревание до кипения, эффективность

fW /20 100 80

60 40 20

-200 О 200 too 6008001000 и, В

Рис. 17.2. Характеристики мощных триодов

(экономичность) испарительного охлаждения значительно выше, чем водяного, и достигает 500 Вт/см. При большей мощности образуется паровая пленка, ухудшающая теплоотдачу радиатора.

Характеристики мощных генераторных ламп. Большой анодный ток мощных ламп обеспечивается при положительном напряжении на сетке, поэтому основная часть анодно-сеточных характеристик этих ламп смещается вправо от начала координат (рис. 17.2, а). Сетка в таких лампах выполнена с малым шагом и обладает малой проницаемостью. При Uz>Uc характеристики почти линейны. Когда UaUc, наступает искривление характеристик, что обусловлено изменением токораспределения, вызванного возвратом электронов в цепь сетки генераторной лампы.

Лампы с правыми характеристиками обеспечивают высокий коэффициент использования анодного напряжения ( = t/am/a) и, как следствие, - более высокий к. п. д. Однако для получения большой полезной мощности путем подачи на сетку ламп больших положительных напряжений необходимо значительно увеличивать мощность источника возбуждения, что не всегда приемлемо.

Анодные характеристики генераторных триодов (рис. 17.2, б) идут полого, что приближает их к анодным характеристикам пентодов (см. рис. !l4.5). Для лучшего использования лампы по напряжению желательно, чтобы переход от режима возврата электронов (крутая часть характеристики) к режиму перехвата (пологая часть) происходил при возможно меньшем напряжении /амин на аноде.

Для получения больших значений анодного тока при малых значениях сигнала.крутизна характеристик современных генераторных триодов выбирается большой (примерно 10-100 мА/В).

Статические характеристики генераторных ламп снимают путем кратковременной подачи напряжения на электроды, чем исключается их тепловая перегрузка.