Устройство для выпрямления трехфазного переменного тока помощью ртутного выпрямителя

 

3/,Мм

Класс Я4- -44 Х 15569

Вс1, мафр

ПАТЕНТ НА ИЗОБРЕТЕНИЕ

О ПИ САНИЕ устройства для выпря мления трехфазного переменного тока помощью ртутного выпрямителя.

К патенту В. П. Вологдина, заявленному 10 декабря

1926 года (заяв. свид. Л 12797);

О выдаче патента опубликовано 31 мая 1930 года. Действие патента распространяется на 15 лет от 31 мая 1930 года.

Предлагаемое изобретение касается устройства для выпрямления трехфазного переменного тока помощью ртутного выпрямителя> в каковом устройстве с целью достижения устойчивости работы к катоду выпрямителя присоединена реактивная катушка.

На чертеже фиг. 1 изображает характеристику ртутной колбы; фиг. 2— кривые конденсаторного напряжения и тока выпрямителя при малых нагрузках; фиг. 3 †схе предлагаемого устройства.

Известно, что применение высоковольтного ртутного выпрямителя !

r при. питании ламповых передатчиков представляет значительные выгоды, в виду высокой отдачи ртутного выпрямителя и низкой стоимости рту гной колбы при большом числе часов горения.

Недостатком существующих ртутных выпрямительных устройств до сих пор была их малая устойчивость как в смысле постоянства напряжения, так и в смысле перенапряжений, особенно сказывающихся при напряжениях выпрямленного тока порядка 10 — 12 тысяч вольт. Эта неустойчивость заключалась и в том, что при одной схеме и одних условиях нагрузки, выпрямитель работает хорошо, при других же условияхнагрузки, или в другой схеме, появляется неустойчивость. Особенно она сказывается при многофазных схемах и при работе с нагрузкой, меняющейся от 0 до некоторого максимума. Как средство получить большую устойчивость до сих пор применялись схемы, при которых выпрямленный ток никогда не при-. нимает значения равного нулю, что I может быть достигнуто включением параллельно конденсаторам фильтра сопротивлений, или путем оставления в цепи лампы, при отжатом ключе, некоторого тока. Этот способ работы имеет неудобство значительного расхода энергии при отжатом ключе. Но и в этих случаях устойчивая работа возможна лишь при некоторых определенных величинах емкости конденсатора, часто недостаточных для хорошей работы всего устройства. . Включение катодного дросселя в выпрямленный ток не всегда улучшает работу, а в некоторых случаях ее даже переводит в неустойчивую.

Причина неустойчивости лежит, с одной стороны, в наличии в ртутной колбе характеристики, показанной на фиг. 1, и, с другой стороны, в том, что при малых нагрузках конденсаторное напряжение и ток выпрямителя могут иметь колебательный характер (фиг. 2). Колебательный характер конденсаторного напряжения может быть причиной неравномерного прохождения тока по отдельным анодам, что, в свою очередь, повлечет за собой падение напряжения на конденсаторе, перенапряжения и малый коэффициент мощности. Неравномерное прохождение тока по отдельным анодам делает характеристики анодов различными, что также служит причиной неравномерности работы отдельных анодов при изменении режима.

Наиболее опасным моментом в работе ртутной колбы надо считать тот, при котором тот или другой анод не пропускает тока в течение одного или. даже нескольких периодов, благодаря чему на стенках анодных трубок осаждаются заряды, увеличивающие зажигательный потенциал данного анода.

Указанное выше прекращение прохождения тока через тот или другой анод в течение одного или несколь- . ких периодов может происходить как при включении выпрямительного устройства в сеть, так и при работе его, т.-е. при установившемся режиме.

В первом случае указанный недостаток может быть, устранен тем, что в катод выпрямителя будет вклю-. чен дроссель, надлежащим образом подобранный. Величина этого дросселя должна быть такова, чтобы ток, идущий через выпрямительное устройство, нарастал после момента включения достаточно медленно, и конденсатор зарядился не ранее того времени, как ток прошел через все аноды выпрямителя. В этом случае заряды, которые были на стенках анодных трубок до включения, будут смыты положительными ионами в момент включения и, таким образом, все аноды будут иметь достаточно малый зажигательный потенциал.

Как показывает опыт и исследования соотношений, связывающих элементы контура (фиг. 3), устойчивую работу,без пропусков,при пуске даст включение такого дросселя, при котором круговая частота свободных колебаний В койтура, состоящего из емкости С и самоиндукции L (фиг. 3) будет меньше, где сю круговая частота тока, питающего устройство, и m число фаз.

Что касается установившегося режима устройства, то здесь также возможно либо непрерывное прохождение тока через устройство (как это имеет всегда место в выпрямителях, работающих не на емкость), либо прохождение тока с перерывами.

В первом случае выпрямитель даст устойчивую работу, во втором же случае продолжительность прохождения тока будет мала, и в неблагоприятных случаях возможен пропуск прохождения тока в течение периода и даже более для того или другого анода. И в случае установившегося режима пропуск в прохождении тока через анод, как было сказано выше, влечет за собой повышение зажигательного потенциала данного, анода, что вызывает неустойчивость работы всей установки.

Получение устойчивой работы выпрямительной коЛбы и при установившемся режиме может быть достигнуто путем включения в катод выпрямителя дросселя, имеющего такую самоиндукцию, которая гарантировала бы устройство от перерывов в выпрямленном т@ке.

Величина самоиндукции дросселя, выполняющая это условие, определяется следующими соотношениями, написанными для контура (фиг. 3):

Рт

P;=wmRCp,(1) Р.=r m)> (2)

6 где p i — процентная пульсация выпрямленного тока, а — круговая частота тока, питающего устройство, †чис фаз, Р†сопротивлен, заменяющее, передатчик, p„— процентная пульсация выпрямленного напряжения на конденсаторе.

Условие непрерывности тока выпрямителя даст р; (100 (3); однако, Предмет пате н та. (О> m

Фит: i.

I фпт.2.

Д В.

Тинотрафия Первой Артели Советский Печатник, Моховая. IO. для полной гарантии того, чтобы ток не прекращался, необходимо взять условие Р; (25 (4).

Из уравнений (1), (2) и неравенaR C( шъ4 ства (4): так как для контура (фиг. 3) величина a R С практически постоянна и равна 2.10, то для получается:

10 оз т от

2 10е Pm 4,. 2

Из условий устойчивой работы при включении и при установившемся режиме видно, что надежную работу ртутной колбы можно создать вклю-чением в; катод дросселя, имеющего самоиндукцию, удовлетворяющую соотношению:

1. Устройство для выпрямления трехфазного переменного тока помощью ртутного выпрямителя, в каковом устройстве с целью достижения устойчивости работы присоединена к катоду выпрямителя реактивная катушка, характеризующаяся тем, что указанная катушка 3 и включенная параллельно питаемой цепи емкость 2 подобраны таким образом, чтобы частота свободных колебаний системы, состоящей из емкости 2, катушки 3 и трехфазного трансфор) матора 1, была меньше, чем частота выпрямляемого тока, умноженная на уменьшенное вдвое число фаз этого тока.

2. Применение охарактеризованного в.п. 1 устройства для.питания лампового радиопередатчика.