Регулируемый выпрямитель с применением управляемых ионных ламп

е у Л е 4 Ю Ъ Ью ИДЕТЕЛЬСТОО НА ИЗОБРЕТЕНЯЕОТОРОН ИСА регул а мого выпрямителя с применен вляемых ионных ламп.Бабата, заявленному 113073), с присоедннеспр. о перв. М 129060) перв.129705). ельству Г. Испр, о перв. % я 1933 года3 года (спр. о К авторскому свиде августа 1932 года нем заявок от 22 и и от 4 июня 19 Приоритет по пп. 1 уста 1932 года, по 5и 2 предмета изобретены пп, 3 и 4 от 22 мая 1933 от 4 июня 1933 года. от 8 авода и по 935 года. О выдаче авторского свидетельства опубликовано 31 январ Обычныз регулируемые выпрямители обладают тем недостатком, что при понижении вели.чины выпрямленного напряжения сильно возрастают пульсации последнего, ухудшается созр в питаюшей выпрямитель сети переменного тока, ухудшается использование силового трансформатора и т, и.Предметом настоящего изобретения является регулируемый выпрямитель с применением управляемых ионных ламп, который был бы в значительной мере свободен от вышеперечисленных недостатков.На чертеже фиг. 1 изображает принципиальную схему предлагаемого выпрямителя в случае однофазного тока; фиг. 2 - то же, но в применении к трехфазному току; фиг. 3 - кривые токов и напряжений в предлагаемом выпрямителе, согласно схеме, изображенной на фиг. 2; фиг, 4, 5, 6, 7 и 8 - различные видоизменения схемы предлагаемого выпрямителя.На фиг, 1 и 2 имеются следующие обозначения: 1 изображает нагрузку; 2 - сглаживзюший конденсатор, шунтируюший нагрузку (наличие его, вообще говоря, необязательно и сущность работы схемы не меняется от того, сушествует он или нет); 3 - реверсивную катушку; 4 - вспомогательный не улравляемый выпрямитель (зто может быть любой злектрический выпрямитель, например, газотрон); 5 - управляемые ионные лампы (например тиратроны); 6 - силовой трансформатор; 7 - фазовращающее устройство, служащее пля изменения угла зажигания ламп 5 (например, заторможенный асинхронный двигатель); 8 - источник постоянного тока для сеточного смешения.Внешнее отличие предлагаемого регулируемого выпрямителя от обычных параллельных схем управляемых выпрямителей заключается в том, что у первого между нулевой точкой силового трансформатора и общим полюсом управляемых вентилей (катодом) приключается один не управляемый выпрямитель (вентиль),В изображенных на фиг. 3 кривых токов и напряжения выпрямителя 1, 2, 3 обозначают напряжения разных фаз силового трансформатора; Г (. и Уз - токи через управляемые ионные лампы (например,тиратроны); 1, - ток через вспомогательный вентиль; Ео - напряжение в первичной обмотке силового трансформатора; (о - ток в втой первичной обмотке; а - угол зажигания, Ф - угол сдвига фаз между напряжением и током в сети.Если, например, угол зажигания управляемых ламп в схеме фиг. 2 так задан, что первая упраеляемая лампа вступает в работу (начинает пропускать ток) в момент г, (фиг. 3), то в момент 1 з напряжение той фазы трансформатора, которая соединена с анодом первой лампы, станет равным нулю. Затем оно примет отрицательное значение, В случае обычной па раллельной схемы ток через иервую лампу продолжал бы течь и после момента 1 э. В предлагаемом же выпрямителе в момент 1 з нарузочный ток перейдет на вспомогательный вентиль. Произойдет это потому, что в цепи первой лампы пос.е момента 1 я напряжение направлено против тока, и реактивной катушке 3 легче пропустить ток через вспомогательный вентиль, чем через управляемый анод.После момента 1 з нагрузочный ток течет исключительно за счет запасенной в реактивной катушке электромагнитной энергии. Для того, чтобы заставить проходить нагрузочный ток после момента 1 з через первую управляемую лампу, указанная катушка вынуждена была бы поставлять энергию не только для питания нагрузки, но и отдавать часть накопленной в ней энергии обратно в сеть переменного тока (после момента 1 з ток первой лампы будет направлен против напряжения питающей этот анод фазы трансформатора).При прохождении же нагрузочного тока через вспомогательный вентиль реактивная катушка расходует энергию только для питания нагрузки.Прохождение нагрузочного тока через вспомогат.льный вентиль продолжается до момента зажигания следующей управляемой лампы (на фиг, 3 этот момент обозначен Ув), Затем, когда напряжение той фазы, которая соединена со второй лампой, также станет равной нулю (в момент 14), нагрузочный ток снова перейдет на вспомогательный вентиль, через который он будат протекать, поки не наступит момент зажигания третьей лампы и т. д.Таким образом, очеьидно, что в схемах с всао могательным вентилем ток через любой из управляемых анодов прекращается при переходе через нулевое значение напряжения соединенной с данным анодом фазы силового трансформатора, независимо от угла зажигания управляемых анодов. Следовательно, при изменении угла за жигания управляемых анодов продолжительность импульса анодного тока меняется. Время протекания тока через каждый из управляемых2 санодов уже будет не -- как это имело место для простых пачкал тельных схем, а будет равно- а (где а - угол зажигания), Неразрывность же нагрузочного тока достигается тем, что промежутки ме кду токами отдельных анодов заполншотся током через вспомогательный вентиль. 1 аким об азом, последний пропускает через себя и импульсов тока в течение одного периода выпрямляемого напряжения, Необходимо, однако, указать, что указанный выпрямитель только тогда вступает в работу, когда напряжение на каком-либо из управляемых анодов станет рав. ным нулю, прежде чем наступит момент зажигания следующего управляемого анода. Если же угол зажигания управляемых анодов сдвинут всего лишь так, что напряжение на каком-либо из последних еще положительно к моменту зажигания следующего управляемого анода, то вспомогательный вентиль будет бездействовать (для схемы фиг. 2 это обозначает, что указанный вентиль будет действовать только тогда, когда к моменту зажигания, например, втрьй лампы напряжение на аноде псрвой лампы уже будет ниже нуля)Очевидно, чо минимальный угол зажигания, начиная с которого вспомогательный вентиль2 квступает в работу, равен к - , Этот угол называется критическим углом зажигания - арДля трехфазных выпрямительных схем а , = 60 о, что соответствует Ъ = 0,87 У я Для шестифазных схем а =1.0 о, чему соответствует р - 0:5д щахДля однофазных (двухполупериодных и однополупериодных) схем а= О, Это означает, что в двухполупериодной схеме вспомогательный вентиль вступает в работу в самом начале регулирования напряжения выпрямленного тока. В простых же многофазных схемах все преимущества применения вспомогательного вентиля сказываются только тогда, когда приходится производить регулировку напряжения выпрямленного тока в сравнительно широких пределах,В случае применения выпрямителя с жидким катодом (например, многоанодного управляемого ртутного выпрямителя вспомогательный вентиль может быть выполнен в виде добавочного анода, соединенного с нулевой точкой трансформатора.Для получения больших сил токов, что особ н о важно, например, в случае примен".ния выпрямителя в электрохимической промышле ности для целей электролиза цинка, алюминия, меди и т. д.) или для питания электротя и, целесообразно применить параллельное соединение отдельных двухполупериодных выпрямительных групп.Один из вари антотзкого параллельно о соединния применительно к мног"анодному (десятианодному) ртутному выпрямителю изображен на фиг. 4,Здесь 1 - сеть трехфазного переменного тока; 2 в силов трансформатор;3 в выпрямите;4, 5 и 6 в не управляемые аноды; 7, 8, 9, 10, 11 и 12 - аноды, снабженные управляющими сетками, Ь иравляющее сеточное напряжение подводится к проводам 13; 15 - с лаживающая ре. активная катушка в цепи выпрямленного тока.Для того, чтобы каждая из фаз в схеме фиг, 1 могла работать как независимый двухполупериодный выпрямитель параллельное соединение ьыпрямительных групп осуществлено с помощью спирзльной реактивной катушки 14, причем не управляемые вспомогательные вентили (аноды) включены между средней или нулевой (при трехфазных группах) точкой вторичной обмотки трансформатора каждой группы и катодом,Благодаря параллельному включению в схеме фиг. 4 максимальное значение тока через любой из анодов (как управляемый, так и не управляемый) никогда не превышает одной трети оттока нагоузки.Вспомогательные вентили с понижени.м выпрямленного напряжения, т. е. с увеличением угла за,ки ания управляемых вентилей принимают на себя часть нагрузочного тока. Последнее должно способствовать увеличению коэфициента мощности в с:ти, питающей выпрями- тельную установку, повышению коэфипиента полезнбго действия последней и уменьшению пульсации выпрямленного тока.На фиг. 5 изображен другой возможный вариант параллельного включения двухполупериод. ных выпрямительиых групп. В выпрямительном устройстве по фиг, 5 имеются две отдельные группы, соединенные параллельно с помощью однофазной разделительной катушки 8.Л ьиду того, что в схеме фиг. 5 применены всего две выпрямительных группы для питания их от трехфазной сети приходится произвести преобразование трехфазного тока в двухфазный (нзп,:,имер, с помощью включенного по схеме Скотта трансформатора, как показано иа чертеже). Надо все-таки указать, что необходимость специального не стандартного силового трансформатора является известным недостатком схемы фиг. 5.Для получения высоких напряжений можно отдельные двухполупериодные группы соединить последовательно, как зто показано на фиг. 6, Здесь 1, 2 и 3 - вторичные обмотки трехфазного трансформатора.К каждой такой обмотке присоединена буферная двухполупериодная группа. Так, к обмотке 1 присоединены тиратроны 7 и 8 и буферный газотрон 4,Все три выпрямительных группы соединены последовательно. Не управляемые вентили присоединяются параллельно к каждой группе и последовательно между собой, образуя непрергзный путь для нарузочного тока.Выпрямитепьные устройства с последовательным соединением отдельных групп могут найти особенное применение для питания радио-передающих станций.При осуществлении выпрямителя по схемам фиг. 4, 5 и 6 может оказаться затруднительным достать, например, трехфазную разделительную реактивную катушку, силоьой трансформатор с отдельными выводами от всех трех фаз и т. д.Поэтому предлагается некоторые видоизменения выпрямительыого устройства, состоящего из соединенных параллельно (фиг. 7) или последовательно (фиг. 8) трехфазных выпрямительных групп, параллельно которым включаются не управляемые ьспомогательиые вентили.Правда, в случае применения трехфазных групп значения соз и Кз получаются несколько худшие, чем для двухполупериодных или однополупериодиых буферных групп, но все же предлагаемые схемы пыпрямителей дают значительно лучшие результаты чем, например, простые шестифазные схемы. Особенно ценными могут оказаться предлагаемые в настоящей заявке схемы, когда требуется переделать уже имеющиеся установки.В случае осуществления выпрямителя, согласно схемам7 и 8, вспомогательные не управляемые вентили начинают пропускать через себя часть нагрузочного тока лишь при понижении выпрямленного напряжения более определенного заранее установленного предела, например 87% от максимального значения указанно о напряжения. Предмет изобретения.1. Регулируемый выпрямитель с применением управляемых ионных ламп, питаемых от соединенного звездой трансформатора, в котором изменение выпрямленного напряжения производится изменением угла зажигания управляемых ламп, а межзу выпрямителем и нагрузкой включена реактивная катушка, отличающийся тем, что между нулевой точкой трансформатора и катодом управляемых ламп включен вспомогательный не управляемый выпрямитель (фиг. 2),2, форма выполнения выпрямителя по п. 1 с жидким катодом, отличающаяся применением добавочного анода, соединенного с нулевой точкой трансформатора.3. Видоизменение выпрямителя по п. 1, отличающееся тем, что при соединении управляемых ионных ламп в отдельные двухполупериодные группы, соединенные параллельно при помощи разъединительной реактивной катушки, не управляемые вспомогательные вентили включены между средней или нулевой (при трехфззных группах) точкой вторичной обмотки трансформатора каждой группы и катодом,4. форма выполнения ьыпрямителя ло п. 3, отличающаяся тем, что в случае последовательного соединения отдельных выпрямительных групп не управляемые ьыпрямители, присоединенные указанным образом к отдельным группам, включены между собой последоватеьно.5. Применение в выпрямителе по пп, 3 и 4 не управляемых вентилей, рассчитанных так, что они начинают пропускать через себя часть нагрузочного тока лишь при понижении выпрямленного напряжения более определенного заранее установленного предела, например 87% от максимального значения указанного напряжения.