电子~阀门转换器
灯丝电流为4400安培，板电压为200000伏特的真空管
随着工业文明的日益复杂，在方便的地方产生的电力必须传输到越来越远的地方。在目前的电力发展阶段，输电线路延伸超过300英里，集中式发电和伴随的大面积配电将成为电力工业的普遍做法的时间并不遥远。这些要求将提出新的和困难的问题，工程师将不得不解决之前，长距离传输成为可行的。
在大多数这些问题中，有一个涉及传输电压。在高压下，导体之间的空气电离，造成电晕损失。这个损失,在一个大范围的频率,频率成正比的电流横向线,并通过频率为零,即通过使用直流电,电晕损失可以小至½或¼损失60赫兹的频率。
现在，长传输系统需要高传输电压，并且这些又可能导致严重的电晕损耗（图1）。因此，以直接而不是交流电的形式传输功率可能具有很大的优点。然而，交流机械变得如此普遍，即这种电流必须在传输系统的接收端可用。此外，在高电压下的直接电流的产生中，在PAT中经历了极大的困难，交流发电机通过较高的绝缘容量来更好地适应高电压。此外，这种A.C的输出可以在非常高的效率上直接连接到终端电压的变压器砂。换句话说，虽然在传输线中的直流电流可以是有利的，但是在产生和接收端（图2）中最好地使用交流电流。
这种传输系统必须在线路的两端提供变换器，但在这种情况下，几乎只在现代电力系统中使用的旋转变换器不能使用。因为旋转变流器会遇到与直流电发电机相同的问题，即它不适用于高电压下的电流转换。为了远距离高压直流输电的目的，必须设计一种全新的变换器。
在不到一代人的时间以前，这种设备仅仅是一种学术兴趣，现在却满足了这一要求，这是对公正研究的最终效用的进一步赞扬。电子管以无线电真空管的形式得到了如此广泛的应用，在这里又发现了一个扩展的有用领域。
电子阀已经用作小型电源整流器的形式的转换器，并且当在振荡电路中使用时，它基本上作为直接转换为交流电流的转换器，但它尚未应用于高功率高潜力转换。它非常适应于服务此类功能已被一般电气公司的W. Hall展示，他最近的实验开发了非常高效率的真空管转换器。
我们的大多数读者都知道这样一个事实:在热灯丝发射电子和冷电极之间的空间，这些电子被吸引，是单方面导电的，也就是说，电流只能从后一个电极流动到灯丝。所有的电子管都是按这一原理工作的，但在无线电电路中使用的电子管是经过调制的。今天几乎普遍使用的调制方法依赖于管中第三个元件的静电影响。也就是说，电子流是通过改变第三个元素，即所谓的栅极上的电荷而改变的。
另一种尚未得到普遍应用的方法是，依赖于灯丝发出的电子上的电磁场。众所周知，当电子通过磁场时，磁场的力线与电子的运动方向成直角，电子被限制在圆周路径上运动(图3)。事实上，如果电场足够强，电子可能被迫留在电场中，并在直径较小的圆形轨道上旋转。这样，如果一个磁场横向作用于真空管中电子的运动，电子可能会偏转到这样的程度，以阻止它们到达板，并限制它们返回灯丝(图4)。
在一个小的功率管中，一个单独的线圈必须提供磁场，但在使用重灯丝电流的非常大的功率管中，由这个电流建立的磁场足以使电子偏转。当然，必须使磁场强到足以克服灯丝和极板之间的静电场。
在由Hall先生开发的管中，他称之为“磁控管”（图5），灯丝是具有形成阳极的圆柱形板的直线同轴。长丝的直径为2.0厘米。（.79英寸）虽然阳极圆筒的直径为8.0cm。（3.1英寸）。4400安培的电流是加热灯丝所需的，将其提高到2500℃的温度下。在该温度下，电子发射足够强烈，以导致气缸和灯丝之间的170安培流动。然而，当长丝电流流动时，这些电子不连接到板，因为它们被电流设定的强磁场偏转。该领域即使在圆筒和灯丝之间的电位为200,000伏的电位，该领域也可以防止所有电子流量。
换句话说，灯丝被强烈的电流加热，从而产生大的电子发射，但是通过其磁场的作用的相同电流可防止任何电子到达板，因此没有“板”电流流动，而灯丝电流是。但是，如果灯丝电流在将灯丝带到适当的温度后，则磁场将在发射将继续时塌陷，因此电流将在阳极和灯丝之间流动。因此，如果灯丝电流使得每次灯丝为零时，则灯丝电流将流动。
图6是一个由两个磁控管、一个高压绕组中有一个中心抽头的变压器和一个特殊设计的提供恒定灯丝电流但定期中断的发电机组成的变换器系统。当电流流过一根管子时，另一根管子中的电流为零，反之亦然。因此，在任何时刻，极板电流只能通过一根管。
现在，假设需要将高压直流转换为60周的低压交流电，发电机被调整以提供每秒60次中断的电流(见波形图7)。由于板极电流只有在灯丝电流为零时才流动，变压器中的电流将以每秒60周的频率交替。
这将是线的接收端转换器的动作。在发电机端，需要将交流电转换成直流电。在这里，供应灯丝电流的发电机与交流发电机同步驱动，因此灯丝电流与交流发电机电流同步中断。因此，电流被反向两次，首先是交流发电机，然后是换流系统，由此产生的效果是在变压器的高压绕组中产生直流电。
这种制度的显著优点是显而易见的。它不仅使远距离高电位传输成为可能，而且提供了一个非常灵活的安排，在接收端转换电流的频率完全独立于交流发电机的频率。这种装置已证明有能力转换1万千瓦，效率为96%。此外，一个磁控管的寿命是6万小时，也就是大约7年的连续运行。
