Сеточный стабилизатор напряжения на базе пучковой плазмы

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

В работе экспериментально исследованы электрокинетические параметры плазменно-пучкового стабилизатора напряжения с управляющим электродом в виде мелкоструктурной молибденовой сетки, установленной между катодом и анодом. Выполнена зондовая диагностика анизотропной функции распределения электронов в межэлектродных зазорах прибора. Проанализировано влияние конструкции сеточного узла на энергетические характеристики стабилизатора. Оптимизированы давление гелия и величины зазоров катод–сетка и сетка–анод. Обнаружены разрядные режимы, позволяющие получать стабилизированное напряжение величиной до 120 В при плотности тока порядка 1 А/см². Сравнительная оценка энергетических характеристик сеточного и диафрагменного стабилизаторов напряжения показала преимущество сеточной конструкции.

About the authors

A. Y. Grabovskiy

Saint Petersburg Mining University

Email: schwer@list.ru

A. S. Mustafaev

Saint Petersburg Mining University

Email: schwer@list.ru

E. V. Shtoda

Saint Petersburg Mining University

Author for correspondence.
Email: schwer@list.ru

References

  1. Мустафаев А.С., Грабовский А.Ю. Новые возможности цилиндрического зонда в газоразрядной плазме // ТВТ. 2015. Т. 53. № 3. С. 347.
  2. Задириев И.И., Швыдкий Г.В., Вавилин К.В., Кралькина Е.А., Никонов А.М. Зависимость параметров высокочастотного ускорителя с замкнутым дрейфом электронов от схемы организации емкостного высокочастотного разряда // ТВТ. 2023. Т. 61. № 1. С. 3.
  3. Сафронов А.А., Кузнецов В.Е., Дудник Ю.Д., Ширяев В.Н., Васильева О.Б., Ковшечников В.Б. Исследование эрозии электродов в мощных однокамерных трехфазных плазмотронах переменного тока // ТВТ. 2021. Т. 59. № 3. С. 330.
  4. Ermakov S.B., Vologzhanina S.A., Ermakov B.S. Features of Obtaining Ni–Cr–Fe Alloy Powders by Plasma Atomization // Mater. Sci. Forum. 2021. V. 1040. P. 1.
  5. Yachmenova L.A., Syrkov A.G., Kabirov V.R. Features of Obtaining Surface-modified Metals with Minimal Carbon Footprint // Non-ferrous Metals. 2023. № 2. P. 33.
  6. Скрябин А.С., Сычев А.Е. О плазмохимической переработке мелкодисперсных частиц монооксида кремния в аргон-водородных плазменных потоках // ТВТ. 2022. Т. 60. № 3. С. 339.
  7. Филимонова Е.А., Добровольская А.С. Влияние момента инициации высокочастотного коронного разряда на развитие горения в гибридном компрессионном двигателе // ТВТ. 2023. Т. 61. № 3. С. 340.
  8. Campbell M.F., Celenza T.J., Schmitt F. et al. Progress Toward High Power Output in Thermionic Energy Converters // Adv. Sci. 2021. V. 8. № 3. 2003812.
  9. Иванов С.В., Кузнецов В.И. Энергетическая стратегия развития Арктики и районов Крайнего Севера Российской Федерации до 2030 года // Региональная энергетика и энергосбережение. 2021. № 1. С. 58.
  10. Khalturin A.A., Parfenchik K.D., Shpenst V.A. Features of Oil Spills Monitoring on the Water Surface by the Russian Federation in the Arctic Region // J. Mar. Sci. Eng. 2023. V. 11. № 1. P. 111.
  11. Лазаренко Г.Э., Ярыгин В.И., Пышко А.П. и др. Автономная термоэмиссионная ядерная энергетическая установка для морских газо- и нефтедобывающих платформ // Изв. вузов. Ядерная энергетика. 2011. № 3. С. 21.
  12. Shklyarskiy Y., Skvortsov I., Sutikno T. et al. The Optimization Technique for a Hybrid Renewable Energy System Based on Solar-hydrogen Generation // Int. J. Power Electronics and Drive Systems. 2024. V. 15. № 1. P. 639.
  13. Ануфриев А.С., Лебедик Е.А., Смирнов А.А. Автоматизированная система управления шаровым заполнением мелющих агрегатов // Обогащение руд. 2024. № 1. С. 3.
  14. Бакшт Ф.Г., Богданов А.А., Каплан В.Б. и др. Стационарный низковольтный плазменно-пучковый разряд // Физика плазмы. 1984. Т. 10. № 4. С. 881.
  15. Цендин Л.Д. Нелокальная кинетика электронов в газоразрядной плазме // УФН. 2010. Т. 180. № 2. C. 180.
  16. Li S., Yuan C., Yao J. et al. Evidence of Effective Local Control of a Plasma’s Nonlocal Electron Distribution Function // Plasma Sources Sci. Technol. 2020. V. 29. № 7. 077001.
  17. Jingfeng Y., Chengxun Y., Zhi Y. Nonlocal Control of Plasma Conductivity // Phys. Plasmas. 2019. V. 26. № 7. 073301.
  18. DeJoseph C.A., Demidov V.I., Kudryavtsev A.A. Nonlocal Effects in a Bounded Low-temperature Plasma with Fast Electrons // Phys. Plasmas. 2007. V. 14. № 7. 057101.
  19. Лебедев П.М., Онищенко И.Н., Ткач Ю.В. и др. Теория плазменно-пучкового разряда // Физика плазмы. 1976. Т. 2. № 3. С. 407.
  20. Adams S.F., Demidov V.I., Bogdanov E.A. et al. Control of Plasma Properties in a Short Direct-current Glow Discharge with Active Boundaries // Phys. Plasmas. 2016. V. 23. № 2. 024501.
  21. Sukhomlinov V., Mustafaev A., Koubaji H. et al. Kinetic Theory of Instability of the Electron Beam-Plasma System Taking into Account the Elastic Electron-Atomic Collisions for an Arbitrary Scattering Indicatrix // J. Phys. Soc. Japan. 2023. V. 92. № 4. 044501.
  22. Mustafaev A., Grabovskiy A., Krizhanovich A. et al. Beam-Plasma Stabilizer for the New Type of Nuclear Power Energy Systems // Appl. Sci. 2021. V. 11. № 23. 11419.
  23. Мустафаев А.С., Грабовский А.Ю., Сухомлинов В.С. Подавление плазменных неустойчивостей в плазме трехэлектродного стабилизатора тока и напряжения // ТВТ. 2021. Т. 59. № 3. С. 323.
  24. Мустафаев А.С., Грабовский А.Ю. Низковольтный пучковый разряд в легких инертных газах для решения проблем стабилизации напряжения // ТВТ. 2017. Т. 55. № 1. С. 24.
  25. Wang H., Sukhomlinov V., Kaganovich I. et al. Simulations of Ion Velocity Distribution Functions Taking into Account Both Elastic and Charge Exchange Collisions // Plasma Sources Sci. Technol. 2017. V. 26. № 2. 024001.
  26. Sydorenko D., Kaganovich I.D., Ventzek P.L.G. et al. Effect of Collisions on the Two-stream Instability in a Finite Length Plasma // Phys. Plasmas. 2016. V. 23. № 12. 122119.
  27. Al-Bataineh S.A., Szili E.J., Gruner P.J. et al. Fabrication and Operation of a Microcavity Plasma Array Device for Microscale Surface Modification // Plasma Processes Polym. 2012. V. 9. № 7. P. 638.
  28. Terauchi H., Bobrova N., Sasorov P. et al. Observation and Numerical Analysis of Plasma Parameters in a Capillary Discharge-produced Plasma Channel Waveguide // J. Appl. Phys. 2011. V. 109. № 5. 053304.
  29. Eun C.K., Gianchandani Y.B. Microdischarge-based Sensors and Actuators for Portable Microsystems: Selected Examples // J. Quantum Electron. 2012. V. 48. № 6. P. 814.
  30. Demidov V.I., Adams S.F., Blessington J. et al. Short DC Discharge with Wall Probe as a Gas Analytical Detector // Contrib. Plasma Phys. 2010. V. 50. № 9. P. 808.
  31. Демидов В.И., Колоколов Н.Б., Кудрявцев А.А. Зондовые методы исследования низкотемпературной плазмы. М.: Энергоатомиздат, 1996. 240 с.
  32. Волкова Л.М., Демидов В.И., Колоколов Н.Б., Кралькина Е.А. Сравнение на основе аппаратных функций различных зондовых методов измерения энергетического распределения электронов в плазме // ТВТ. 1984. Т. 22. № 4. С. 757.
  33. Вольтерра В. Теория функционалов, интегральных и интегродифференциальных уравнений. М.: Наука, 1982. 304 с.
  34. Godyak V.A., Demidov V.I. Probe Measurements of Electron-Energy Distributions in Plasmas: What Can We Measure and How Can We Achieve Reliable Results? // J. Phys. D: Appl. Phys. 2011. V. 44. № 23. 233001.
  35. Вайнштейн Л.А., Собельман И.И., Юков Е.А. Сечения возбуждения атомов и ионов электронами. М.: Наука, 1973. 304 с.
  36. Биберман Л.М., Воробьев В.С. Кинетика неравновесной низкотемпературной плазмы. М.: Наука, 1982. 375 с.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».