Способ выпрямления многофазного тока и устройство для осуществления этого способа

Способ выпрямления многофазного тока и устройство для осуществления этого способа

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

:Класс 21 g, 11

М 13333

ПАТЕНТ НА ИЗОБРЕТЕНИЕ

ОПИСАНИЕ способа выпрямления многофазного тока и устройства для осуществления этого способа.

IC патенту В. П. Вологдина, заявленному 10 апреля

1928 года (заяв. свид. М 26394).

0 выдаче патента опубликовано 31 марта 1930 года. Действие патента распростраыиетсл íà 13 лет от 31 марта 1930 года.

В выпрямительных устройствах высокого напряжения, применяемых для питания анода лампового передатчика, большое преимущество представляет много фазное выпрямление, так как при этом получается небольшая переменная составляющая выпрямленного тока, и кроме того, частота переменной составляющей будет сравнительно велика, почему размеры фильтра, необходимого для сглаживания пульсаций, будут при многофазном выпрямлении сравнительно малы. Так, при 8-х фазном выпрямлении, переменная слагающая будет составлять 25 Jp от постоянной слагающей выпрямленного тока, а при 6-ти фазах всего лишь около 6-ти ),. Однако, при кенотронном выпрямлении увеличение числа фаз вневйгодно .в том смысле, что каждый кенотрон используется тем менее, чем больше число фаз, так как ток проходит .1 через кенотрон лишь — часть периода (где

fn

m число фаз). С увеличением числа фаз и кенотро нов падение в кенотрон ах не уменьшается, общая же отдача установки

- уменьшается, так как с увеличением -числа кенотронов увеличиваются потери на накал, и весьма сильно увеличиваются расходы на замену кенотронов. Ввиду сказанного увеличение времен прохождения тока через кенотроны, при сохранении большого числа фаз, будет весьма благо-. приятно для работы установки. Предлагаемое изобретение касается способа выпрямления многофазного тока при помощи кенотронов или других вентилей и имеет целью осуществление наиболее благоприятных условий работы, при которых ток. через кенотроны (или другие вентили) про1 ходит не в течение — части периода, а.

Щ значительно более продолжительное время, например, пол — периода. Изобретение состоит в том, что ток от всех фаз трансформатора или генератора пропускается не через отдельный для каждой фазы вентиль, а через меньшее число вентилей (напр.,два вентиля); которые при помощи какого-либо переключательного устройства присоединяются к соответствующий фазам в период, предшествующий вступлению фазы в работу, и выключается после того, как ток через данную фазу прекратится.

На чертеже фиг. 1 изображает кривую выпрямленного тока; фиг. 2 — схему соединения кенотр онов и отдельных обмоток трансформатора; фиг. 3 — схему устройства для выпрямления и фиг. 4 — видоизменение устройства с применением коммутаторов.

Если в момент t ток идет через фазу 3 (фиг. 1), то . кенотрон 1 приключается к фазе 3 трансформатора (фиг. 2). В то же время или во всяком случае до прекращения прохождения токачерез фазу 3, приключается кенотрон 2 E фазе 4, ното через zего не пойдет, так как напряжение фазы 4 в момент, включения кенотрона будет меньше, чем фазы 3, в обратном же направлении току не даст итти вентильное действие кенотрона 2. Понаступлении момента „напряжение фазы 4 будет больше, чем фазы 3", почему ток и пойдет через фазу 4, ток же фазы 3 будет равен ;нулю. В этот момент, или последующий за ним, кенотрон, обозначенный через 1, может быть .отключен от фазь 3, что может быть сделано без искры или дуги, так как в этот момент через кенотрон 1 ток не идет. Вслед за отключением от фазы 3 кенотрон 1 может быть приключен к фазе 5, имеющей до момента t, напряжение меньшее, чем напряжение фазы 4 .

По наступлении момента -t ток фазы 4 прекратится и возникнет в фазе 5, почему кенотрон 2 и может быть теперь пере-ключен с фазы 4 на фазу 6 и т. д. При шести фазах, таким образом, нечетный кенотрон;, 1 будет присоединяться последовательйо к фазам 3, 5, 1,,3 и т. д., а четный кенотрон 2 к фазам 4, 6, 2,,4 и т. д., при чем, как присоединение, так и выключение должно происходить в тот момент, когда Tos через кенотрон не идет, и не пойдет непосредственно после приключения. Переключение может быть произведено помощью устройства, в котором имеется коммутатор 4 (фиг. 3), два кенотрона 1, 2 (или вентиля); обмотка 3 трансформатора или генератора шестифазного тока; 5и6 щетки,,скользящие по коммутатору, из которых 5 дает последовательно замыкания первого кенотрона с пластинками коммутатора 5, 1, 3, и т. д., которые в свою очередь, соединены lc соответствующими фазами трансформатора или ,генератора, обозначенными теми же цифрами со значками (). Щетка 6 дает последовательно соединения кенотрона 2с пластинами 4, 6, 2, 4, 6 ит.д. и соответственно.с фазами 4, 6", 2"- и т. д. При этом, так Ram четные пластины перекрывают нечетные на протяжении угла, d, то все время но крайней мере один кенотрон будет соединен с coorsетствующей фазой трансформатора, а в период исчезновения и возникновения в том или другом кенотроне тока, что происходит во время прохождения угла М, включены оба кенотрона.

Коммутатор 4 может быть выполнен из двух или нескольких систем пластин (фиг. 3), расположенных концентрично, либо пластины могут быть расположены на двух коммутаторах равного диаметра, сидящих на одной. оси, или же, наконец, каждая пластина будет лежать на отдельном коммутаторе. Во всех случаях возможно при- ., менение, как вращения коммутатора 4, при неподвижных щетках 5; 6, так и вращение щеток при неподвижном коммута-торе, и, наконец, вращение щеток и коммутатора одновременно с соответствующей скоростью.

Кроме того; возможно устройство, преследующее ту же цель, в котором на двух коммутаторных окружностях имеется лишь по одной пластине 5 и 6 (фиг. 4), из которых 5 соединена с первым кенотроном, а 6 —.co вторым. Щетки,1, 3 и 5 соответственно соединены с фазами того же обозначения, 1"акже как и щетки 2, 4, 6.

Вращаться могут Ram щетки, так и коммутаторы.

Что касается скорости вращения коммутаторов того и другого устройства, то она должна соответствовать частоте выпрямленного тока, т.-е. при 50 периодах быть равной 3000 оборотам в мин. В том случае, когда применено более медленное вращение, то число -пластин и углы охватываемые ими должны быть изменены с тем расчетом, чтобы электрический угол оставался тем же самым, т.-е. при 1500 оборотах необходимо взять удвоенное число пластин. Иначе говоря, коммутатор должен вращаться с числом оборотов в секунду в E раз меньшим, чем f, (где f частота), при чем число пластин коммутатора должно быть увеличено в.К раз и шаг уменьшен в Л раз. Самое вращение может производиться или путем укрепления коммутатора на оси генератора, под соответствующим углом к магнитной системе, либо путем вращения от вспомогательного синхронного двигателя, питаемого от того же источника тока, как и самое выпрямительное устройство. Описанное устройство будет иметь то преимущество, что кенотроны или вообще вентили будут использованы значительно полнее, и кроме того, вентиль может быть расчитан не на двойное напряжение выпрямленного тока, как обычно, при многофазных системах, а лишь на разность напряжений двух фаз, z которым привлючены одновременно оба вентиля 1 и 2.

На фиг. 1 эта разность обозначена через v и относится к случаю, если включение кенотрона Л, к фазе 3 произойдет в момент t, когдак,фазе 2 будет привлючен кенотрон 2. В случае присоединения в момент t это напряжение было бы равно нулю, и мы перешли бы к случаю выпрямления обыкновенным коммутатором.

При шести-фазном выпрямлении рабочее напряжение, на которое долженрассчитываться кенотрон или вентиль, не должно превосходить 0,5 ед, где ед — выпрямленное напряжение, тогда как при обычном выпрямлении оно должно быть равно 2 ед, т.-е. в четыре раза больше. При 12 фазах рабочее напряжение вентиля может не превосхОдить примерно 0,14 от напряжения выпрямленного тока, иначе говоря вентиль может быть расчитан на напряжение в несколько раз (примерно в 15 раз) меньшее, чем при обычных схемах. Уменьшение рабочего напряжения вентиля в случае применения кенотронов, позволяет. уменьшить их сопротивление, а при ионных вентилях— уменьшить их зажигательный потенциал.

Оба эти обстоятельства значительно улучшают работу выпрямительной установки.

Предмет патента.

1. Способ выпрямления многофазного тока прп помощи кенотронов или других вентилей, характеризующийся тем, что ток от всех фаз трансформатора или генератора пропускается не через отдельный для каждой фазы вентиль, а через меньшее число вентилей (например, два вентиля), которые при помощи какого-либо переключательного устройства присоединяются к соответствующим фазам в период, предшествующий вступлению в работу фазы, и выключаются после того, как ток через данную фазу прекратится (фиг. 1 и фиг. 2).

2. Устройство для выпрямления многофазного тока по охарактеризованному в п. 1 способу, отличающееся применением двух вентилей 1 и 2, присоединяемых к зажимам трансформатора или генератора тока 3 через посредство щеток 5 и 6, скользящих с"синхронной скоростью по двум коммутаторам, пластины одного из коих соедийены с четными, а пластины Другого с нечетными фазами. тока (фиг. 3).

3. Видоизменение охарактеризованного в п. 2 устройства, отличающееся тем, что зажимы трансформатора или генератора соединяются со щетками, а каждый кенотрон с,пластинами соответствующего ему коммутатора при чем щетки четных фаз скользят по одному, а щетки нечетных фаз по другому коммутатору (фиг. 4).

Н патенту B. П. Волощина й- 13333

Фиг. I

Фиг.84>< г

Фиг. Д

Тип. Гидрогр. Упр. Управл. В.-Ы. Сил РККА. Ленинград, здание Гл, Адмиралтейства.

Ф

f

l

Фиг 4/