SU41068A1 - Регулируемый выпр митель с применением управл емых ионных ламп - Google Patents

Description

Обычныз регулируемые выпр мители обладают тем недостатком, что при понижении величины выпр мленного напр жени  сильно возрастают пульсации последнего, ухудшаетс  costp в питающей выпр митель сети переменного тока, ухудшаетс  использование силового трансформатора и т. п.

Предметом насто щего изобретени   вл етс  регулируемый выпр митель с применением управл емых ионных ламп, который был бы в значительной мере свободен от вышеперечисленных недостатков.

На чертеже фиг. 1 изображает нрннциниальнук схему предлагаемого выпр мител  в случае однофазного тока; фиг. 2 -то же, но в применении к трехфазному току; фиг. 3 - кривые токов и напр жений в предлагаемом выпр мителе, согласно схеме, изображенной на фиг. 2; фиг. 4, 5, 6, 7 и 8-различные видоизменени  схемы предлагаемого выпр мител .

На фиг. 1 и 2 имеютс  следующие обозначени : 1 изображает нагрузку; 2-сглаживающий конденсатор, щунтирующий нагрузку (наличие его, вообще говор , необ зательно и сущность работы схемы не мен етс  от того, существует он или нет); 3 -реверсивную катушку; 4-вспомогательный не управл емый выпр митель (это может быть любой электрический выпр митель, например, газотрон); 5 - управл емые ионные лампы (например тиратроны); 6 - силовой траис (503)

форматор; 7 фазовращающее устройство, служащее пл  изменени  угла зажигани  ламп 5 (например, заторможенный асинхронный двигатель ); 8 - источник посто нного тока дл  сеточного смещени .

Внещнее отличие предлагаемого регулируемого выпр мител  от обычных параллельных схем управл емых выпр мителей заключаетс  в том, что у первого между нулевой точкой силового трансформатора и общим полюсом управл емых вентилей (катодом) приключаетс  один не управл емый выпр митель (вентиль).

В изображенных на фиг. 3 кривых токов и напр жени  выпр мител  1, 2, 3 обозначают напр жени  разных фаз силового трансформатора; /1, /2 и /3 - токи через управл емые ионные лампы (например, тиратроны); /е -ток через вспомогательный вентиль; ЕО - напр жение в первичной обмотке силового трансформатора; /о - ток в этой первичной обмотке; а -угол зажигани , 9 - угол сдвига фаз между напр жением и током в сети.

Если, например, угол зажигани  управл емых ламп в схеме фиг. 2 так задан, что перва  управл ема  лампа вступает в работу (начинает пропускать ток) в момент ( (фиг. 3), то в момент 4 напр жение той фазы трансформатора , котора  соединена с анодом первой лампы, станет равным нулю. Затем оно примет отрицательное значение. В случае обычной параллельной схрмы ток через первую лампу продолжал бы течь и после моментп 4- В предлагаемом же выпр мителе в момент 4 nai рузочный ток перейдет на вспомогательный вентиль. Произойдет это потому, что в цепи первой лампы пос .е момента t напр жение направлено против тока, и реактивной катушке 3 легче пропустить ток через вспомогательный вентиль, чем через управл емый анод.

После момента 4 нагрузочный ток течет исключительно за счет запасенной в реактивной катушке электромагнитной энергии. Дл  того, чтобы заставить проходить нагрузочный ток после момента 4 через первую управл емую лампу, указанна  катушка вынуждена была бы поставл ть энергию не только дл  питани  нагрузки , но и отдавать часть накопленной в ней энергии обратно в сеть переменного тока (после момента 4 ток первой лампы будет направлен против напр жени  питающей этот анод фазы трансформатора).

При прохождении же нагрузочного тока через вспомогательный вентиль реактивна  катушка расходует энергию только дл  питани  нагрузки .

Прохожаение нагрузочного тока через вспомогательный вентиль продолжаетс  до момента зажигани  следующей управл емой лампы (на фиг. 3 этот момент обозначен /д), Затем, когда напр жение той фазы, котора  соединена со второй лампой, также станет равной нулю (в момент 4), нагрузочный ток снова перейдет на вспомогательный веьтиль, через который он будат протекать, пока не наступит момент зажигани  третьей лампы и т, д.

Таким образом, очевидно, что в схемах с вспомогательным вентилем ток через любой из управл емых анодов прекращаетс  при переходе через нулевое значение напр жени  соединенной с данным анодом фазы силового трансформатора , независимо от угла зажигани  управл емых анодов. Следовательно, при изменении угла за жигани  управл емых анодов продолжительность импульса анодного тока мен етс . Врем  протекани  тока через каждый из управл емых

2тс, анодов уже будет не -- как это имело место

дл  простыхпапаллельных схем, а будет равно л- а (где а - угол зажигани ). Неразрывность же нагрузочного тока достигаетс  тем, что промежутки между токами отдельных анодов заполн ютс  током через вспомогательный вентиль. Таким об азом, последний пропускает через себ  т импульсов тока в течение одного периода выпр мл емого напр жени . Необходимо, однако, указать, что указанный выпр митель только тогда вступает в работу, когда напр жение на каком-либо из управл емых анодов станет равным нулю, прежде чем наступит момент зажигани  следующего управл емого анода. Если же угол зажигани  управл емых анодов сдвинут всего лишь так, что напр жение на каком-либо из последних еще положительно к моменту зажигани  следующего управл емого анода, то вспомогательный вент ль будет бездействовать (дл  схемы фиг. 2 это обозначает, что указанный вентиль будет действовать только тогда, когда к моменту зажигани , например, второй лампы

напр жение на аноде первой лампы уже будет ниже нул ).

Очевидно, чго минимальный угол зажигани , начина  с которого вспомогательный вентиль

2л

ьступает в работу, равен л--. Этот угол называетс  критическим углом зажигани  - «крит Дл  трехфазных выпр мительных схем КРИТ 60°, что соответствует V 0,87 V д „,31. Дл  щестифазных схем а,(р,.т, , чему соответствует Vg 0.5 V .Дл  однофазных (двухполупериодных и однополупериодных ) схем 0. Это означает, что в двзхполупериодной схеме вспомогательный вентиль вступает в работу в самом начале регулировани  напр жени  выпр мленного тока. В простых же многофазных схемах все преимущества применени  вспомогательного вентил  сказываютс  только тогда, когда приходитс  производить регулировку напр жени  выпр мленного тока в сравнительно широких пределах,

В случае применени  выпр мител  с жидким катодом (например, ыногоанодного управл емого ртутного выпр мител  вспомогательный вентиль может быть выполнен в виде добавочного анода, соединенного с нулевой точкой трансформатора.

Дл  получени  больших сил токов, что особ и о важно, например, в случае примен-гни  выпр мител  в электрохимической промышле ности (дл  целей электролиза цинка, алюмини , меди и т. д.) или дл  питани  электрот ги, целесообразно применить параллельное соединение отдельных двухполупериодных выпр мительных групп.

Один из варианто i такого параллельного соединени  примени 1ельно к мног.-анодному (дес тианодному ) ртутному выпр мителю изображен на фиг. 4.

Здесь 1 - сеть трехфазного переменного тока; 2-силовой трансформатор; 3-выпр митель; 4, 5 и 6 -не управл емые аноды; 7, 8, 9, 10, И и 12 - аноды, снабженные управл ющими сетками , i цравл ющее сеточное напр жение подводитс  к проводам 13; 13 -с.лаживающа  ре ктиьна  катушка в цепи выпр мленного тока.

Дл  того, чтобы кажда  из фаз в схеме фиг. 1 мог.ча работать как независимый двухполупериодный выпрЯлМитель параллельное согдинение выпр мительных групп осуществлено с помощью спиральной реактивной катушки 14, причем не ynpai-.л емые вспомогательные вентили (аноды) включены между средней или нулевой (при трехфазных группах) точкой вторичной обмотки трансформатора каждой группы и катодом.

Благодар  параллельному включению в схеме фиг. 4 максимальное значение тока через любой из анодов (как управл емый, так и не управл емый ) никогда не превышает одной трети оттока нагрузки.

Вспомогательные вентили с понижением выпр мленного напр жени , т. е. с увкличением угла зажи1ани  управл емых вентилей принимают на себ  часть нагрузочного тока. Последнее должно способствовать увеличению коэфициента моп1ности в сети, питающей выпр мительную установи}, повышению коэфиииента полезного действи  последней и уменьшению пульсации выпр мленного тока.

На фиг. 5 изображен другой возможный вариант параллельного включени  двухполупериодных выпр мительных групп. В выпр мительном устройстве по фиг. 5 имеютс  две отдельные группы, соединенные параллельно с помощью однофазной разделительной катушки 8.

li ьиду того, что в схеме фиг. 5 применены всего две выпр мительных группы дл  питани  их от трехфазной сети приходитс  произвести преобразование трехфазного тока в двухфазный (например, с помощью включенного по схеме Скотта трансформатора, как показано на чертеже). Надо все-таки указать, что необходимость специального не стандартного силового трансформатора  вл етс  известным недостатком схемы фнг. 5.

Дл  получени  высоких напр жений можно отдельные двухполупериодные группы соединить последовательно, как это покас-ано на фиг. 6. Здесь 1, 2 и 3 - вторичные обмоткн трехфазного трансформатора.

К каждой такой обмотке присоединена буферна  двухполупериодна  группа. Так , к обмотке 1 присоединены тиратроны 7 и 8 и буферный газотрон 4.

Все три выпр мительных группы соединены последовательно. Не управл емые вентили присоедин ютс  параллельно к каждой группе и последовательно между Собой, образу  непрер зный путь дл  нафузочного тока.

Выпр мительные устройства с последовательным соединением отдельных групп могут найти особенное применение дл  питани  радио-передающих станций.

При осуществлении выпр мител  по схемам фиг. 4, 5 и 6 может оказатьс  затруднительным достать, например, трехфазную разделительную реактивную катушку, силоьой трансформатор с отдельными выводами от всех трех фаз и т. д.

Поэтому предлагаетс  некоторые видоизменени  выпр мительного устройства, состо щего из Соединенных параллельно (фиг. 7) или последовательно (фиг. 8} трехфазных выпр мительных групп, параллельно которым включаютс  не управл емые ьспомогательные вентили.

Правда, в случае применени  трехфазных групп значени  cos- и К получаютс  несколько худшие, чем дл  двухполуцериодных или однополуперподных буферных групп, но все же предлагаемые схемы пыпр мителей дают значительно лучшие результаты чем, например, простые щестифазные схемы.

Особенно ценными могут оказатьс  предлагаемые в насто щей за вке схемы, когда требуетс  переделать уже имеющиес  установки.

В случае осуществлени  выпр мител , согласно схемам №№ 7 и 8, вспомогательные не управл емые вентили начинают пропускать через себ  часть нагрузочного тока лишь при понижении выпр мленного напр жени  более определенного заранее установленного предела, например 87% от максимального значени  указанно о напр жени .

Предмет изобретени .

Claims (5)

1.Регулируемый выпр митель с применением управл емых ионных ламп, питаемых от соединенного звездой трансформатора, в котором изменение выпр мленного напр жени  производитс  изменением угла зажигани  управл емых ламп, а межзу выпр мителем и нагрузкой включена реактивна  катушка, отличающийс  тем, что между нулевой точкой трансформатора и катодом управл емых ламп включен вспомогательный ие управл емый выпр митель (фиг. 2).

2.Форма выполнени  выпр мител  по п. 1 с жидким катодом, отличающа с  применением добавочного анода, соединенного с нулевой точкой трансформатора.

3.Видоизменение выпр мител  по п. 1, отличающеес  тем, что при соединении управл емых ионных ламп в отдельные диухполупериодные группы, соединенные параллельно при помощи разъединительной реактивной катушки, не управл емые вспомогательные вентили включены между средней или нулевой (при трехфазных группах) точкой вторичной обмотки трансформатора каждой группы и катодом,

4.Форма выполнени  ьыпр мител  по п. 3, отличающа с  тем, что в случае последовательного соединени  отдельных выпр мительных групп не управл емые ьыпр митеди, присоединенные указанным образом к отдельным группам, ВКЛЮЧЕНЫ между собой последовате ..ьно.

5.Применение в выпр мителе но пп. 3 и 4 не управл емых вентилей, рассчитанных так, что они начинают пропускать через себ  часть нагрузочного тока лишь при понижении выпр мленного нaпp жeни  более определенного заранее установленного предела, например 87% от максимального значени  указанного напр жени . срип 2

фиг 4 1П

; 1 л3

М- п п п.

i

I I н« || ППГ

cfs иг 5

фи::В

It-f-jriJt (

-хшшь-i-AjmuAiJ

г. 3-пг г ;г

МЮ

сриг8