УСТРОЙСТВО ДЛЯ СГЛАЖИВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ УПРАВЛЯЕМОГО РТУТНОГО ВЫПРЯМИТЕЛЯ Советский патент 1955 года по МПК H01M1/14 

Для точной стабилизации напряжения в киносъемочных павильонах, отстоящих на достаточно больших расстояниях от электрических подстанций, вне зависимости от тока нагрузки и напряжения питания переменным током, необходимо регулировать угол зажигания ртутных выпрямителей в пределах от 0 до 55-65°.

Расчет показывает что пульсации напряжения при этом изменяются в диапазоне от 5,7 до 45% среднего значения выпрямленного напряжения.

В то же время основным условием качественного питания высокоинтенсивных дуг осветительных приборов киностудий является практически идеальное сглаживание напряжения их питания.

Так, исследования показали, что максимально допустимая пульсация напряжения выхода равна 0,12 в, т.е. составляет около 0,1% от номинального напряжения питания высокоинтенсивного дугового прибора. Естественно, что при столь жестком требовании к сглаживанию и при указанных выше значениях пульсаций обычно применяемые резонансные сглаживающие фильтры оказались бы малоэффективными или чересчур громоздкими и дорогими.

Для сглаживания напряжения управляемых ртутных выпрямителей известно применение агрегатов, состоящих из двух механически соединенных электрических машин постоянного тока с параллельными и последовательными обмотками возбуждения, включенных последовательно одна с другой и подключенных параллельно с выпрямителем на трехпроводную сеть по схеме двухмашинного делителя напряжения.

Для повышения эффективности подавления пульсаций напряжения, обеспечиваемого подобными двухмашинными агрегатами, и доведения его до уровня, требуемого условиями работы киносъемочных павильонов, предлагается выполнить силовую цепь делителя с меньшей индуктивностью. Это достигается путем введения в силовую цепь только обмоток якорей и включения последовательных обмоток возбуждения в цепь нулевого провода трехпроводной сети.

Принципиальная схема предлагаемого устройства приведена на чертеже, где 1 - трансформатор, присоединенный к линии высокого напряжения; 2 - катодный реактор; 3 - управляемый ртутный выпрямитель; 4 - дроссель каскада предварительного сглаживания; 5 - двухмашинный делитель напряжения; 6 - дроссель каскада окончательного сглаживания; 7 - резонансный фильтр окончательного сглаживания.

Машины постоянного тока агрегата 5 снабжены обмотками возбуждения: параллельными обмотками а и последовательными обмотками б, а также обмотками в дополнительных полюсов.

Машины включены последовательно одна с другой и подключены параллельно с выпрямителем на трехпроводную сеть.

Как видно из схемы, последовательные обмотки б возбуждения обеих машин включены в цепь нулевого провода 0 трехпроводной сети. Этим достигается исключение индуктивностей, которыми и являются данные обмотки, из цепи якорей машин. Обмотки якорей машин соединены последовательно и подключены к проводам + (плюс) и - (минус).

Исследования шунтовой машины, вращающийся якорь которой питается пульсирующим напряжением, показывают, что пульсирующая составляющая тока якоря по фазе опережает пульсацию напряжения на щетках на угол около 90°. Таким образом, вращающийся якорь представляет собой емкостно-реактивное сопротивление по отношению к пульсирующей составляющей напряжения его питания.

Величина «эквивалентной емкости» машины зависит от основных ее параметров и от частоты пульсации и практически не зависит от возбуждения, скорости вращения якоря и режима работы машины (генераторный или двигательный) и от величины тока нагрузки.

Будучи подключенным к полюсам + (плюс) и - (минус) выпрямителя, двухмашинный делительный агрегат оказывается эквивалентным весьма большой емкости и используется в качестве конденсатора первой (Г-образной) ячейки предварительного сглаживания. Эта ячейка обеспечивает основное сглаживание пульсаций напряжения, причем пульсирующая составляющая падает на индуктивном сопротивлении дросселя 4, включенного между машинами агрегата 5 и катодом ртутного выпрямителя 3.

Окончательное сглаживание напряжения осуществляется второй ячейкой фильтра, состоящего из двух дросселей 6, включенных в провода + (плюс) и - (минус) трехпроводной выходной сети, системы резонансных шунтов на частоты 300 и 600 гц и батарей конденсаторов с достаточно большой емкостью.

Устройство для сглаживания напряжения управляемого ртутного выпрямителя, состоящее из двух механически соединенных электрических машин постоянного тока, которые, имея параллельные и последовательные обмотки возбуждения, включены последовательно одна с другой и подключены параллельно с выпрямителем на трехпроводную сеть по схеме двухмашинного делителя напряжения, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности подавления пульсаций напряжения путем уменьшения индуктивности силовой цепи делителя, эта цепь содержит только обмотки якорей, а последовательные обмотки возбуждения включены в цепь нулевого провода трехпроводной сети.