Устройство для передачи электрической энергии постоянного тока из одной электрической цепи в другую или для преобразования напряжения постоянного тока

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Л 98784

Класс 21d, 25

СССР

Г. T. Васил-ев

УСТРОЙСТВО ДЛЯ 1ЕЕРЕ) АЧЙ ЭЛ"!: ;TÐÈ ÑÊÎÉ ЗИЕРГИИ

ПОСТОЯННОГО ТОКА ЙЗ ОДНОЙ ЗЛЕКТРИ11ЕСКОЙ 11ЕПИ

В ДРУГУ О VJ" !1, Л1.: Г1 РЕОБО?Ао О.".А.:! ЙЯ ?1АПРЯЖЕ1.1 ЙЯ

ЛОСТОЯРИОГО ТОКА

Заявлено 11 апреля 1940 г. за М 4а52/31899/303145 в Народный

Комиссариат олектропромв?шленности с присоединением заявок М 3864, 35332/3)2866 и N" 43486

Предметом изобретения является устро!!cTBQ для передачи элек;рической энергии постоянного тока пз одной элск-.,ричес?Кой цепи в ц>уг ес Оез ГальВЯ ?и ?есксЙ све?з?? ме?1»д» пимп il бсз l!= »:е?1?ения Веди:инb! .апряжения. Оппсывяeмос устройство работает по принципу

iIo epe»feIIkforoз:аря,тя ? ондонсятсрсв 13 одной 112 2)01»-,pl! lee."kf ; цепс 1 и разря,а их в другой. Г1ал??чие т-.ех или более конденсаторов в устройстве предотвращает перерывы тока в цепя:, заряда и разряда. Обклад?»и конденсаторов присоединены и пластина 4 механического коз?мутято!) а, посредСТВОМ 1 .OTOPOÃO Ос" ЩССТВЛЯЕ ÑE ПОО IPPCÄI!biп П".;)СВОД КОНДЕНСЯТОРОВ из цепи заряда в це?;. р2 ðë 2: ;: ра . О.

Сглаживание пульсаций тс?са В цсп;l заряда пли разряда достигается путем включения дрссселсй в соотвс-,ствующие цепи предлагаемого устройства. 3,ле!».Iучшения кОмм»"! Яцип в цепь кяждОГО кс?!денсятсра после дОВBTелbklо зил ю-I 2 cTñÿ,?. с ;cсл b и. Iи» . .:;, 2 В.iÿ 0 u bi е Веi iтпл! I (! 1ПО Гдя

Вместо л,. o cE.IH. 2 и !c! дя i lio, . 11:тс)ьнз к псм» I;;I(loo в комм?ти руемую цепь Включ2ются с 1? Омсlц 10;1сб lвсчнОГО ком .1 . татop 2, д002вочных щеток или пластин на главно;(комм тяторе,.-.равляемые или неуправляемые вентили, шунтируюц.ие сбегающий или набегающий край щетки.

Чтобы комгенсироьять падение и, при::.:.ения вепт иле? I, в их це?? и вк.lio!!2ются пстсч?-:ики 1?осто;;ННОГО тскЯ. У;1; чшение» с:OE". I 1)абстlя ксммутятора и повышение опустимых рабочих напряжений достиГяетсе? ??Oмещсписм мехаш?чсского комм»татора в сосуд со сжатым га

На фигурах 3, 4 и 5 представлены схемы других Bapi!3«ToB устройства (с коэффициентом трансформа«и«1:1), Устройство, изображенное «а фиг. 3. Отличается от устройства. изображенного на ф1г. 1, тем,:ITO в «см вмссто дросселей используют

Вентили с управл51е.,ibl.;I разрядом. В цепи каждого конденсатора предусмотрено двя вептиля, сосди еп«I;. встре шо-параллельно. В тот момент, когда пластины коллектор",;подходят под щетки, п;)оводящий по отношению K Д2««0!! цс«H (!спт!Нг!ь закрыт сеткой, КОГД3 пластины подойдут под щетки (ПЯ!1})кме}7 ° ДО ПО 0)KC!!«51, ПО:332«!iol о на фиГ. 3). прс Вод5!щиЙ Вент11 1h Отк}) ывастся, 3 кoпдcйcятор IipHI;li)!яст на ceosl

Весь ток от ра«ее р аоот!!ВшеГО кондспся !Ор 2, 1 }7(ичем ток В последнс1(1

1)ядяет ДО пу,ля. В 00p2T«oзl жс П2прявл(.!Iи!! To!(Ие тсчсl . т21:, кяк

iie проводящий по отношению и данной цепи Вснт;1Л1, закрыт сеткой.

Пластины коллектора, соединснныс с освободившимся от тока ко:1 денсатором, выходят из-под щеток coo BL ствующсй цеш(и начинают входить под щетки другой пепи..11)оводяи)!и!1 вентиль, до момента передачи конденсатором тока вновь вступившему конденсатору в предыдущей цепи остястс" закр!Ггь:)1:.о «,:!!«5!Тия . )I Ha с б":. тска от раОотяющеГО В цег!и конденсяторя; В указанный !(10мснт BCHT«ль OTI(pbIB2 стся, и конденсатор припимаст н". себя !12!",)узку, и т, д.

VcTpoHcTBo, схема I(QTGpc."0 !!pe icT2B,!с:!я н3. фиг. 1 "тлп-i2cTcsI устройства, представленного на фиг. 3, тем. что в нем предусмотрено по Одном BC«TH tþ на кондейся! 0!), Н})и !Ом Вснти lь 1!е- связан по стоянно с Одним и те)1 )?(е конденсатором, 2 !1е})ск- llочяется между двумя конденсаторами (:!cT!!bi, и гали нечетпь!Ми) . 1 аждь!й вентиль тспе})1 находится Все BpLмя В Од«ОЁ! и To!I же !le!!è П}) 2B2« .2cTb схсх(ы (От I(0«)c«c3To l)oB) T21(2h )ке, к2к:! !Я. (})иг. ). В "ebo(} !2cTH НОМ

MóT2Toð разделе! на два отдельных, причем 1;я коллекторе одного !13

1:»x })| помеще(ы !(ластины «счетных «о!де«сятороз, а ня другом b— четных

УcTpo«cTBo, схема кОто})ОГО п})сдставлспя «2 фиГ. (), От;!Нчастся

oт p3ilec p2c(МОт})ен((ых тем. что здссь Отс тствус Г . Iехяй;!ч(. сии и кОМзlуT2Top — Оп зяменен веl(тилями с 71!p«В !Ис !ь1 рязр«ДОМ.

Работа устройства следующая.

В д Я н н ы Й м 0 м с и т р 3 () o T 3 io T т 0 л ш(0 ч е т и ы е I(o H 3 c H c 3 T o p bl (C . 3 первичной цепи, С во вторич.(ой) соотвстствен«0 через вентили и 42 — 4 . Другие Венти;1;;1 i!p« этом зяк!)ь:ть!. В опрс;!с,1еннь:и момент открыва1отся Вс(ти,ш 1(— 1 (H 3; — 3 ., я соответствующие им конд c H c 2 T o p bl C i H С: п р и и и ь а 10 т 11 с Г«7 5 i T 0 i(0 T ) 2 i! e () }) 3 á 0 T 2 B I)! H . i: к 0 1, дснсаторов. Через про:,(еж;ток времени, достаточный для деионизац(и

«!

Вентилей 2i — 2 (и 4" — -4 ", 0)крывя!Отся Вситl(,".It 2.— 2 it 4! — 4 (, и кон.;епсято})ы C. » С-::-!Яггу>ка!Отся то!0 1;Ц) . Гой цепи. 32TLLI «e})LB TH!(o.: i

)ке п})омежуTQK BpexleIIH, достято !ИОЙ дл5. деионпзяг!и!1 в(нl и !(.и

1 и 3 — 3, открываются всптили 1:.— 1 и 3: — 3, и кондснсаторы С(, С принимают ток от нечетных конденсаторов другой цепи.

В устройствах, показа«ных на фигурах 3, 4 и 5, для предупреждения i poTei(яния чepe2 Отде)b«bie BBHTH.HH 1резмcl)«o больц!Их Toi oB. воз Икаюп.их вследствие возможной неодповременностп открытия вентилей всех параллел»ных испей, последовательно с каждым ко«денсатором включал 7 pocceль, В Описанных 3 строиствах Ilp 2BII;Ilз!!bIL. УслОВиЯ ко(ям тапи п сОхр Я

»sIIoTcsI при равенстве токов обеих цепей сдщшчных бло оВ, Дл,l у, 1х IIIIe«HsI мслОВиЙ коммутации B сл",чаях H2p) щения 3TQ! 0 равенстВЯ можно приыенять })еяктиВную кат" !шит с МЯГHHTHoll связью обсих цепей трансформаторов так, как изображено на фпг. 6, М ()8784

Зде(I> 1-- 1<01!Jek!CB Ор 1<0-К()м >1) Та I Oj)1!251 чя(11> <)) 21!(фср;>аторя П,) обеим сторонам которой расположены IlfeTKH -; L. и Lë — дроссели в первичной и nToðè÷íoé цепях трансформатора, сл "жя)п1(е д.iH сглаживания пульсаций lial ряжения; L:,= — дрсссель для улучшения условий

KoM5pocce. !b Lt c0(.ToHT из ,".(. >Iafi!IITF!o св>!Зяннь>х )>!ежд)<> собои обмоток, вкл10>!енных одна в перви !ну10, ругая во вторичную цепь устройства так, что их э. ;. с. противоде ICTnyios друг другу. Чис, Io ямпервиткon ссеих обlloTOK )10)KCT бытb KBK 03HHЯКОВ1,)м, TBK H pa.>ным.

При нормально установившемся рс киме j)aoîòû устройства в се,>дечнике катушки либо совсем пст магI!Iшкя пpоп!ВсдеР!Ств) сТ пяр) шени>0 iiop мального соотношения токов цепей, а именно: при уьеличс:!ии одного тока она вь:зывaåò увели геш руго"o. при исчезновении одного — ис1е,:новение,>!,)угсгс> гсм и спо,обств. (т сохранению более благоприятНЪ|Х Ъ СЛОВИЙ КОММ СТЯЦИИ.

Единичные бло)<и устройства могут сосдпнлться iio принципу явтотрансформатора.

На фиг, 7 изобраи<епа схема устройства с коэффициентом трансформации 2:1. Здесь имеется только один сдипичнь1!й! блок, и его работа не отличастсл от работы устройства с раздельными цепями. Разница только во внепших соединениях.

В 3Tolvi случае дпс пары пl стОХ cOe 3 ill! pki bl 1!Oc;1030BBTe,lbHQ, Нх 0()

IU,BH цепь присоединена к зажимам высо)<ого 11япряжепия, а зажимы низкого напря)кения присосд),непы к одной парс щеток. Дроссель 4 в устройстве, схема которого изобра)кенz на фигуре> имеется только

В IielIH низкОГО Hai ряжения. Со C ropo! II ВысокоГО напряжения Он нс нужен, TBK как В нем э. д. с. постоянна (если, колебания э. J,. с. 113 Од ной паре щеток происходят си>хронно и противополо)кны ilO фазе колебаниям на другой паре). Вместо одно!о дросселя в цепи низкого напряжения можно применить двя, Включенных отд(Ib:-Io в цепь ка>Идой

li3 пя.p IlleTOK. СТр(> 1KB>XI)I Il01<333!IO рЯСПреде.lсНпе ТО!<ОВ.

На фи-.. 8 изобра)кe!ia с.;ема устройства с коэффицие>ггом трансформации 3:1, Здесь H)ieioTCH !Вя сдппич >ых блока. Устройство, 1!30< p 2 )K e H H O e H 3 ф И г. 8, A I 0)K e T 0 bl T I р 3 3 1 H <> FI O В (M 1,1 C. 1(П от е Н Ц и Я:1 с В 1! H 3 кой сторснь! Относите>)ьпс Вы< (>кон. Сх(мя мс)!<Ст сыть Выпс IIIOH2 Tab> что потенциалы с()едпих 0<1ек cTорсп ВысокоГО и 1изкоГО няпрл)кепи)1 судут одинаковыми (например, ря>)н!1)!и поте>щиалу земли), Ня фиг. 1 изобря.кена сх(мa устройствa с коэ(1>(рициснто>! трапсфсрмаци>ь!с блОКI! сссдпllс!11>! IIO принц!1п> лелителл í":пряжепия.

На (l>HF. 10 пзображспя схема дслптслл напряжения па три р2В-!

1ые части. Здсс! Iъ!естся тр>ь>х Олскл> цспи кото )ь>х сссд!1не)!bi попарно параллельно> причем в каждой паре цепи разных блОкОВ. Все эти пары соединены послсдозатсльно друг с другом; концы их обшей цепи присоединены к за)кимам высокого (делимого) напряжения, а от мест соединения отдель)-.ы. : пар вь.всде!(ы за)кимы для низкого напряжения. Единичные цс;>и (под термином «единичная цепь» понимают цепь тс>кя внутри сдпн!i .Hîãî блока, заключенную между данной парой щеток) одной пары обозначены одинаковыми цифрами, Стрелками показано распределе,иe тока в элементах устройства при наличии нагрузки только в одной пепи низкого напряжения (в цепи У„ ), <>

Нагруженными током оказываются два единичных блока, третий ж . (С1)сдпи11) (Вооодс«(7 г 1 О: се.)п В!, !10 12!0170Я l! состав ед5(ничных цепей так, !TО э.;i,. C. .С..l:n!! -!«Ой I!en!! ()x ;.Ст нс I! л ьсирующей, а постоянной (на фигурах 8, "., 1() д;)оссели пе показаны).

1(-0)i! Пиз«ОГО 1!3«р51; спи5(. Едпни пи(ц(.

1 .и 1)асп1)еде.lЯIОтсЯ по Гр) ппам Та«. !тобi i ilil I<2:к foxi единичном Оло ке были цепи разных групп, 3 д(лит(. лях 1!апряжс)(п5(с д((пп и!ы(Олоки na(0ãàþò TÎ lip« 05(«0)!.

TG при дру! Gì папраВ.!eitHil то«ОВ В сд!."Нп (н! (х lfcn5I. i В зависимо 1 и

0Т СООТНОШЕПИ)(Па! Г)УЗОК ОТДСЛЬПЬ(Х ЦСПС«НИЗКОГО:13«РЯЖЕНИЯ,Д !>! ссгздакия необходимых условий ком)!утаи и ка;< для одного, тах и для др1, гого направления тока в сгп.. Пч«ых ценя. к ка)кдому ве(;тил о

BcTpcчн0-параллельно пОдкл!ОчаIÎT др(Гой Вснти 1!., «pnme) t Оба ве((ти;15! управляемые.

B рассмоГ1)е!1Н((х Выц!е устройствах единичныс Олоки сОстОят из четырех секций (конденсаторов). Вооб!!тс количество секций в едипи 1поМ б IGKe i%tet)KPT obITb pan nni«!0, «2« п KÎ 1«il< ство се«(1, (й,,iep(- Kl)iil

Васм1>iх шетками, 2 также «01HKECTBÎ се <циll, находящихся ъ(ежду цетка,(H.

Чтобы Обеспечить п()авил»«ос распрсде icnnc величин рас !стных на!(рьжений между щетками (за)«их(аз(и) коммутатОрОВ, сглажива(ощие дросссли в цепи высокого и н !зкot 0 напряже:ii!n м()! ут 7;!Т» выполнены разделенн ti(II на части. При ели«и !i(ь(х блока.; с увеличенным количеством секций может оыт!. прпмснсi . сдвп" (1:аз в цспп высокого На пр(яжет!ия прН Отсутств(IH (.i o В пепп нп .,«ого. 1(0>.1()nlinponanilc,ко:5(A!) т;)цис,(!Ных дросселеи производится по-;.)аз«ому, в зависимости Oт «оли:.сcTB;l секций в единичном блоке и от устройства щеточпой гру«пы.

У устройств с механическим кс)(м)татором в случае достаточно

ООЛЬШО! О ЧИСЛЯ ИЗОЛЯЦИОНПЫХ П!70 il. Ж, ТКОВ «ОЛЛЕКТОР3, НВХОДЯЩИХСЯ ((!е)кд, lIIPT«3)IH, )необходимо «i)Pд; с:5!Отреть n!. Hcnocoo 2(cnne д,!Я обеспечения достаточно равномерного распределе«ия напряже(:пя меж у этими проме)кутками. На фиг, 11 изобра7кена с ема такого стройства.

Здесь цифрой 1 обознач «один нз глав:big кол "PKTGpon сднппчного б.!G«ai 2 — «feTKH, 3 — giCC; iBCiпlы««o, I, le«TG.) с !CT!-. p!-,)(я !neT!<"- (1-;, !I! Hрина каждой из KÎTGpl (. < )(Сньшс ши1)и(:ы изолягд!0«НОГО и")Ох!еж тк(! между пластинами коллектора (

КОНДЕНСатОРЫ И ДРУГОЙ ГЛаВНЫй КОЛЛЕКТОР, «3« И ОСтаЛЬНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ трансформатора на (1)иг. 11:e показаны).

Как видно из схемы устройства по фиг. 11, рав»омер«ос-.ь распределения напряжения U между изо",ÿöèîííûìè промежутками главного

Зй 98784

К0.;(:IсктОр3 достигacTCH за с lет цепо 1ки 03IH Ieci

Факторами, противодействующими равномерности распределения пяпря?кепия, яВляlотся еыlсости 7 и сиКОСТН между плястиняыи коллекторов. Чтобы при у!сяза?п|ь!х условиях величину сон|-отивления 4 мо>кпо было бы выбрать возможно с|ольшсй (и тем самым потерю энергии Qe j2TI I|!2I;H E3.EiB?IOI ), IIe0L). IO,TH II> 8021 !O кно >|меньшить эТИ емкости.

Вентили 5 и 6, сопротивление 8 и добавочный коллектор 3 исключа!от Возможность обгор!Il?!H шетс;к Ii коллектора. 3 также короткого замыкания между шстками, Вентиль 6 оосспечиваст большую |ядожность работы коллектора, уст(?а!!яя BOHR!0 I I!OCT! oop220B21!HII д> ги мс>кд> сое! яюшсй п;13стиион

1! ?яра с. 1 щетки, что ыожет 110ВесТН к пере!срыти!о Всего коллектора. K мо>!ситу выхода пластины главного коллектора из-под IIICTKH вентиль 6

oT! Pl..IT, и чеРез !002BQ lllbili Ko !;ICKTOP и!УIITHPA cт Р331>I IB ко;|такта II BTки и пластины, благодаря чему исключена возможность образования дуги, Через Вентиль пачи?|ает IEI>0. :0. I?ITE TÎ!I.?1;1ушиЙ дя lee по урявнитель

||ым сопротивлениям (уравпитс:льный .!о: !. (1ри от; оде пластины от щетки вентиль закрывается и течение.. тс;ка с >ез псго прек|>яшястся. После этого щстка zooa!0 шого ко |лектора переходит на следуюшую пластину, венти;!ь открыв ас.тся и т, д. Вентиль 6 Выпол|lен пО типу э IeKT(>0H!IOЙ лампь|, Г цел|по умспшпсния i!Oieр?1 энергии (особенно значительной при очень высоких ?!апр?!ясен!!Их) целесообразно в качестве уравнительных соп >отивлсний 4 ппимечить нелп||сйныс co!!poTHBëåíèÿ, Предмет изобретения

1. Устройство для передачи элсктрической энергии постоянного тока из Одной элс <тричес!сой пени в другую без гальванической связи мсжду этими цепями и без пзм HeI!HEI величины напряжения, >аботаюшее по ир?!Иц!!пу 11спсрс.;!енпого заряда конденсаторов в одной из указанных электрп |сских цепей и разряда их в другой электрической цепи, отл ич ", ю щ е е с я тем, что, с целью предотвращения перерывов тока в цепях

ЗЯРЯДЯ 11 РЯЗР?!Дя, О|!О С. ОСТОИТ ИЗ ТРСХ И.!И С:0:ICC КОНДСEICÇTOPOB, 001СЛЯД

KH . ".0TO(>ь1. ; ПрнсОС, !HI! !I B! K 11.1?IÑ I HII21I МсхянИ !еского КО 1!мутатора, Осу щес>вля|сцсг0 пос>чорсд1!ый перевод конденсаторов из цепи заряда в пень разряда и обр ппо.

2. Устройство по и, 1, от,i и ч 2 ю шее с я Te! I, что, с целью сглажиВЯНИЯ ПУЛЬСаЦИй ТОКЯ В Цс?1!И !ЗЯРЯДа ИЛИ В ЦЕПИ РаЗРЯДа, В СООТВЕТСТВ> Ю1цую цепь гсследовате.|1: о BK,поч !l дросссль, 3. Устройство по Hi. — 2, о тл и ч а ю ще с с я тем, что, с целью улучшения коммутации, В гсш, ка>кдогo конденсатора последовательно в кл?с ен др о с с сл ь, -(. Устройство по пп. 1 — 3, отлич аюшеес", тсм, что, с цел и ул гчшсш|я ксмм|гт?!ции, применены .с|!|равг!яемыс или не правляемые

BeIITH;iH, BK.El!0 f3 e? II.Ie В КОA! ill",THp) c 315 ?o Ije!Ih . 1 Háo с помо!цью добавочного;коммут то|ря, лисо с псмошью добавочных шето|к или добаво !ныx пластин па главном E(oммутяторс и п|унтирую!цие сбегающий или набегающий край шетки.

5, Устройство пo и, 4, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью компен

c3UHH падения напряжения в каждом из Bc!!THлей, в cãî цепь включен источник г остоянного тока. б. Видоизменение устройства по п, 3, о т л и ч а ю ше сс я тем, что, -с целью улучшения коммутации, последовательно с конденсаторами вместо дросселей или дополнительно к ним включены управляемые вентили.

7. В устройстве по пп. 1 — 6 размещение механического коммутаxiop a В сосуде со сжатым газом для у. (чшения x cëoÂI(É работы коммутатора и повышения допуcT!(XIII# рабочих напряжений.

8. В(идоизменение устройства по пп. 1 — 2, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что вместо механического коммутатора для перевода конде !саторов из цепи заряда в цепь разряда и обратно применены упраьляемые Вентили. (. устройстВО для преооразОВа!1ия напряжения постоянного тока, о т л и и а ю щ е е с я те(м, (то оно состоит пз,дву.; или более са)(остоя;альных блоков, выполненных согласно пп. 1 — Я и coca(I(le((I(ûõ 1:o стороне высокого напряжен!!я последовател! Но, а на стороне низкого напря>кен(ия параллельно.

10. Форла выполне| ия устрсйств,l по пп. 1 — 3 и. |1 .1!о ."., о " л ич а ю щ а я с я тем, что обмотки двух или более дросселей, ьключенных послеДОВательно с конденсаторами и принадлежащих к ОДI(oblx блоку или к разным блокам, объдинены на общем сердепп(ке.

11. Устройство по пп. (), 10, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения суммарной мощности конденсаторов при неизменной мощности eel o устройства, блоки соединены по схиме де,и(геля 1(апряжения.

12. Устройство по пп.1 — 8 или по пп. 0 — 11, от л и ч а ю шее ся тем, что, с целью улучшения коммутации при нестационарны.;. режимах, применена индуктивная связь между цепями заряда и разряда, 13 Устройство по пп. 1 — 7 или 1(o пп, !1 — 12, отл и ч а ю ще е с я тех(, что, с целью достижения j)BBHo)IPj)I(olo распределения напряжения меж (у пластинами коммутатора, эти пластины присоединены к замкнуто(!у кольцевому потенциометру, составленному из активных (лине(и!ых или нелиней((ых) сопротивлений, шунтирующих промежутки (между пластинами коммутатора.

14. Устройство по и. 13, о тл и и и ю ще е с я тем, что. с целью уменьшения потерь энергии в шунтирующих сопротивлениях, корпуса конденсаторов, а также сердеч(|ики включенных последовательно с ними дросселей, изолированы от,земли и соединены с одной из обкладок данного конденсатора или с одним из выводов обмотки данного дросселя.

Приоритет по и. 11 — 4 января 1941 г., по п. 12 — 15 марта 1941 (., по пп. 13 и 14 — 21 ноября 1950 г. — 11— № 98784

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Редактор Л. А. Блатова

Гор. Ллатырь. типография ¹ 2 Л1ннистерства культуры Чувашской АССР.

Информационно-издательский отдел.

Объем 1,02 и, л. Заказ 4418.

Подп к печ, 26/Л-1959 г.

Тираж 360. Цена 1р. 50 коп.