Устройство для переключения ответвлений обмотки трансформатора, питающего регулируемый ртутный выпрямитель Советский патент 1936 года по МПК H02M5/20 

Переключение ответвлений обмотки трансформатора при нагрузке всегда сопровождалось значительными трудностями, и до сих пор еще не достигнуто вполне удовлетворительное решение этой задачи. Нет вполне удовлетворительного метода даже для малых измерений напряжений. Появление изобретенного Вестингаузом игнайтрона позволяет дать практический метод для регулировки напряжений большими ступенями при нагрузке, что и является целью настоящего изобретения.

На чертеже фиг. 1 изображает схему Сименса для включения ртутного выпрямителя; фиг. 2-диаграмму cos р; фиг. 3- схему предлагаемого устройства.

Отрицательной стороной в регулировании напряжения постоянного тока посредством сетки до низкой величины является ухудшение коэфициента мощности в линии переменного тока. В самом деле, при постоянной нагрузке тока, подобной той нагрузке, которая имеется при пуске железнодорожных двигателей, вольтамперы, подаваемые к трансформаторам выпрямителей, являются постоянными, и энергию уменьшают только тем, что ухудшают коэфициент мощности.

В связи с этим фирмой Сименс-Шуккерт была разработана схема ртутного выпрямителя с переключением ответвлений трансформатора. Сущность схемы

заключается в том, чтобы не давать анодам С, соединенным с ответвлениями высокого напряжения на вторичных обмотках трансформатора, проводить ток в то время, как напряжение постоянного тока регулируется точкой зажигания на других анодах до тех пор, пока точка зажигания анодов низкого напряжения не будет наступать как можно раньше. Затем управление переходит на аноды высокого напряжения.

Этот метод предназначается прежде всего для улучшения коэфициента мощности в линии переменного тока. Приведенные на фиг. 2 кривые показывают, что это действительно дает большое улучшение коэфициента мощности. Фиг. 2 показывает изменение коэфициента мощности в линии в зависимости от скорости двигателя d; при этом принимается, что двигатель шунтовой с постоянным вращающим моментом. В приведенной схеме имеется недостаток, ко.торый может помешать широкому применению схемы, если в нее не будут внесены некоторые изменения. Этот недостаток состоит в том, что только половина анодов выпрямителя работает одновременно. Таким образом выпрямитель, рассчитанный на 4000 Л, будет использован при применении и этого метода только на 200 А.

Описывая эту схему, Leukert отмечает,.

что если нагрузку (это, конечно, очевидно) можно было бы удалить во время переключения с обмоток низкого напряжения на обмотки высокого напряжения, то все аноды смогли бы работать все время, т. е. анод может быть сперва присоединен к ответвлению обмотки низкого напряжения и затем переключен «а ответвление обмотки высокого напряжения. Однако по эксплотационным причинам подобное сбрасывание нагрузки .невозможно.

Для устранения этого недостатка предлагается схема с применением переключающих игнайтронов. Представленные на фиг. 3 соединения между трансформатором главного выпрямителя и одним анодом выпрямителя идут через два игнайтрона и переключатель двой«ого направления 5 с обратными контактами /Ci и KIНа практике можно заменить двумя простыми контакторами с обратными контактами, не изменяя процесса работы. Этот процесс состоит в следующем. В то время как система постоянного тока работает на низком напряжении, переключатель 5 включен в левом положении. Когда напря/кение постоянного тока поднимается до максимальной величины, которую можно получить от точки 7 на трансформаторе, то следующая ступень контроллера напряжения с сеткой управления задерживает точку зажигания анода с до той точки, где образуется такое же напряжение пЬстоянного тока. Далее переключатель переставляется в правое положение. Затем смещение угла зажигания контроллером с сеткой управления поднимает напряжение постоянного тока до желательной максимальной величины. Однако во время срабатывания переключателя 5 нагрузка благодаря игнайтронам не срабатывается и не образуется дуги между контактами 5. Как только 5 начинает выключаться, игнайтрон /1 (так как Kz включено) присоединяется к аноду. Поэтому, если S несло ток, то он передается Д. Он идет через /1 до тех пор, пока не пройдет среднего положения, когда выключается К и включается KI. Это дает возможность /з проводить ток, что оно и делает, питая таким образом главный выпрямитель от ответвления 2 вместо /. Как только 5

достигнет своего правого контакта, происходит короткое замыкание /, 2, и ток снова идет через S. Если в продолжение всего времени или только части времени, когда 5 движется положительно от ответвления / по отношению к ответвлению 2, то ток не пройдет через трубки, так как одна трубка никогда не возбуждена. видно, эта операция не зависит от того, выполняется ли переключение 5 в один или несколько периодов. Однако для того, чтобы предотвратить обратное напряжение на игнайтрон / при движении S справа налево Одолжен быть в среднем положении всегда больше Va периода. Во всяком случае можно применять очень маленькие трубки, потому что нет опасности обратных зажиганий, и нагрев будет очень мал даже при очень малых трубках и довольно больших токах. Практически считается достаточным для выпрямителя типа РВ-40 иметь по две трубки диаметром 10 см для каждого анода.

Всю аппаратуру, показанную на фиг. 4 за исключением главного выпрямителя и трансформатора, можно сгруппировать в один стальной ящик. Таким образом удваивание мощности выпрямителя будет стоить очень мало.

Эту схему можно применять для любого случая переключения ответвлений обмотки трансформатора путем простого присоединения в обратном направлении дополнительной пары игнайтронов, чтобы создать проводимость в другом направлении.

Предмет изобретения.

Устройство для переключения ответвлений обмотки трансформатора, питающего регулируемый ртутный выпрямитель, включенный по схеме Сименса, с изменением напряжения на анодах при регулировании напряжения постоянного тока, отличающееся тем, что, с целью устранения искрения при переключении и перерывов в питании приемника постоянного тока, на каждую фазу вторичной обмотки трансформатора приключены включенные параллельно механическому переключ.ЛуехЛкг вспомогательные игнайтроны, взятые в числе, равном числу ступеней питающего напряжения.

и снабженные в цепи зажигающего электрода контактами, замыкаемыми при помощи указанного механического переключателя на период коммутации приг переключении ответвления обмотки.

Фиг1.

ФигЗ.