Устройство для автоматического зажигания дугового выпрямителя Советский патент 1946 года по МПК H01J13/34 H02M1/02 

Успехи высокочастотной техники сделали передачу энергии на расстояние без проводов в ряде случаев экономически выгодной и целесообразной.

Когда на месте приема необходимо получить свет или тепло, токи высокой частоты могут быть использованы без дальнейшего преобразования. Если же на месте потребления необходимо иметь механическую силу, как, например, в высокочастотном транспорте, то токи высокой частоты целесообразно превратить в постоянньш ток через выпрямитель.

Настоящее изобретение касается наиболее пригодного для целей высокочастотного транспорта дугового выпрямителя, в котором разряд происходит между двумя или более электродами из различных материалов (например, угольными и медными).

Сущность изобретения заключается в том, что для осуществления автоматического зажигания дугового выпрямителя параллельно его электродам включен вспомогательный выпрямитель, питающий электромагнит, служащий для перестановки одного из электродов или вспомогательного зажигательного электрода, а в цепь выпрямленного тока последовательно с нагрузкой включено реле, размыкающее цепь питания вспомогательного выпрямителя при зажигании выпрямительной дуги.

На фиг. 1-6 показаны различные варианты предлагаемого устройства.

В устройсте, показанном на фиг. 1, при отсутствии напряжения угольный электрод 1 и медный электрод 2 раздвинуты один относительно другого. Можно, например, расположить медную пластину (электрод) 2 сверху, а угольный электрод - снизу. Последний в этом случае будет опускаться под действием силы тяжести. Если же, наоборот, расположить медную пластину снизу или сбоку, то от нее можно оторвать угольный электрод под действием пружины. Между угольным и медным электродами включен вспомогательный выпрямитель 3 (например, обычный селеновый выпрямитель с железными пластинами).

№ 66193- 2 --., ,

Выпрямитель 3 питает электромагнит 4, сближающий угольный и медный электроды. Если при максимальном перемещении якоря электромагнита 4 электродь не придут в соприкосновение, то включается в работу электродвигатель 5, подающий вперед угольный электрод 1 до тех пор, пока он, наконец, не коснется медного электрода 2. При соприкосновении электродов 1 н 2 напряжение на зажимах выпрямителя 3 падает до нуля. Электромагнит 4 лишается питания и угольный электрод отходит от медного электрода 2. При этом между ними должен возникнуть дуговой разряд.

Выпрямительный ток проходит по обмотке реле 6, якорь которого притягивается и разрывает цепь выпрямителя 3. Поэтому, хотя между угольным и медными электродами и будет существовать напряжение, электромагнит 4 будет обесточен и электрод / будет находиться на некотором расстоянии от электрода 2. Как только по каким-либо причинам дуга оборвется (например, в силу чрезмерного обгорания угольного электрода J), якорь реле 6 отпадает, электромагнит 4 получит питание и тотчас же произойдет повторное зажигание дуги. Испытания показали, что предлагаемое устройство для. автоматического зажигания является достаточно надежным в работе. Случайные потухания дуги не отражаются на работе тягового электродвигателя 7 и их можно заметить только по вздрагиванию электромагнита 4 и реле 6.

Цифрой 8 на фиг. 7 показан сглаживающий конденсатор, буквами LO и Со - энергоприемник экипажа.

В некоторых случаях в качестве медного электрода дугового выпрямителя может быть использован непосредственно коллектор основного силового электродвигателя. При этом щетки одной полярности постоянно прижаты к коллектору, щетка же другой полярности находится под действием пружины на некотором расстоянии от коллектора. Для зажигания разряда указанная щетка под действием вспомогательного реле касается коллектора, а затем вновь отходит от него.

Представленное на фиг. 1 устройство для автоматического зажигания может быть -названо устройством для зажигания «касанием главного электрода.

На фиг. 2 показана схема двухнолупериодного автоматического зажигания дугового выпрямителя.

К приемному контуру LO - Со присоединены два угольных электрода /, /. В цепи каждого из электродов может иметься индуктивность LI и Со. Параллельно угольным электродам включен вспомогательный выпрямитель 3 (например, селеновый или купроксный). Цифрой 2 обозначена медная пластина, служащая анодом для обеих дуг, . 7 - тяговый электродвигатель.

При -отсутствии тока угольные электроды У и / отодвинуты от медной пластины 2 под действием пружины или силы тяжести. Появляющееся на приемном контуре напряжение попадает через замкнутые при отсутствии -выпрямленного тока контакты реле 6 на выпрямитель 3. Выпрямленный этим выпрямителем ток поступает в катущку электромагнита 4, который прижимает электроды 1 и Г к медной пластине 2. Чтобы оба угольных электрода прижимались одновременно, их можно укрепить на качающейся подвеске (на коромысле). Можно также снабдить каждый электрод своим независимым электромагнитом и подключить к выпрямителю 3.

Когда угольные электроды / и / прижмутся к медному электроду 2, напряжение на выпрямителе 3 резко падает, электромагнит 4 перестает удерживать угольные электроды /, У и они отрываются от медного электрода 2. Если при этом возникнет дуговой разряд, то реле 6 разорвет

контакты и отключит выпрямитель; если же дуговой разряд не возникнет, то под действием электромагнита 4 угольные электроды вновь прижмутся к медному электроду, затем вновь отойдут и так будет продолжаться до тех пор, пока разряд не установится.

Представленное на фиг. 2 устройство также предназначено для зажигания «касанием главных электродов.

На фиг. 3 показан иной вариант устройства для автоматического зажигания, который можно назвать зажиганием «отрывом главных электродов.

В этом устройстве угольный электрод 1 прижат к медному электроду 2 под действием силы тяжести или при помощи пружины. Контакт 4i при этом замкнут, контакт же 4z в том случае, когда угольный электрод / доходит до медной пластины 2, разомкнут. При обгорании угольного электрода / настолько, что в пределах хода электромагнита 4 он не достает до медного электрода 2, через выпрямитель 3 включается маленький двигатель 5, который перемещает электромагнит до тех пор, пока угольный электрод не коснется медного.

Когда угольный электрод / прижат к медному электроду 2 и на контуре LO - Со возникает напряжение, выпрямитель 5i питает вспомогательную обмотку 9 электромагнита 4, который отрывает угольный электрод от медного. При этом возникает дуга, но электромагнит 4 удерживает угольный электрод в отдалении от медного, а обмотка 9 отключается контактом 4.

Испытания показали, что устройства, работающие «на отрыв главного электрода, имеют меньшее мертвое время, т. е. время, протекающее от момента включения до момента достижения выпрямленным током полного номинального значения, нежели устройства, работающие с «касанием главного электрода.

Экипаж высокочастотного транспорта, оборудованный устройством по фиг. 3, более «отзывчив на сигналы управления, нежели оборудованный устройством по фиг. 1 или по фиг. 2.

В случае порчи выпрямителя 3 устройство по фиг. 3 не окончательно выходит из строя. Если угольный электрод / не слишком прижат к медному, то при включении высокочастотного тока в месте касания возникает искрение, в токе, протекающем через контакт, появляется постоянная сотавляющая, электромагнит 4 подхватывает угольный электрод / и отрывает его окончательно от медного.

Описанные устройства зажигания «касанием главного электрода и «отрывом главного электрода имеют тот существенный недостаток, что зажигающим электромагнитам приходится приводить в движение довольно большие массы. На фиг. 4-6 показаны устройства для зажигания дуги при помощи вспомогательного зажигательного электрода, не имеющие этого недостатка.

В медном электроде 2 против угольного электрода 1 имеется небольшое отверстие, в котором ходит вспомогательный зажигательный электрод 10. Дуга первоначально возникает между, угольным и вспомогательным электродами /, 10, затем вспомогательный электрод 10 прячется в отверстии и дуга переходит на главный электрод 2. Так как время зажигания невелико, то мала и мощность, которая успевает выделиться на зажигающем электроде. Этот электрод может быть выполнен из тонкой проволоки без боязни, что его сожжет или оплавит электрическая дуга. Благодаря малому весу и .размерам зажигающего электрода электромагниты зажигания могут быть сделаны легкими и быстродействующими.

На фиг. 4 показано устройство для зажигания касанием вспомогательного электрода. В этом устройстве вспомогательный зажигатель- 3 -№ 66193

ный электрод 10 спрятан в отверстии главного электрода 2 под деистнием пружины 11. При появлении высокочастотного напряжения электрод 10 под действием электромагнита 4 выходит из отверстия в электроде 2, касается угольного электрода / и затем отскакивает, возбуждая дугу.

На фиг. 5 показано устройство для зажигания отрывом вспомогательного электрода. В этом устройстве пружина // прижимает вспомогательный зажигательный электрод 10 к угольному электроду 1. При появлении высокочастотного напряжения электрод 10 оттягивается от угольного электрода электромагнитом под действием обмотки 9. Если при этом возникнет основная дуга, то электрод 10 будет удерживаться во втянутом положении электромагнитом 4 под действием основной обмотки. Если главная дуга случайно погаснет, то электрод 10 вновь коснется электрода / и вновь отскочит, вытягивая за собой дугу.

На фиг. 6 показана двухполупериодная схема выпрямления с одним угольным электродом, Сдвумя медными электродами 2i и г и с зажигательным электродом 10.

Предмет изобретения

1.Устройство для автоматического зажигания дугового выпрямителя, образованного двумя или более электродами из различных материалов, отличающееся тем, что параллельно электродам включен вспомогательный выпрямитель, питающий электромагнит, служащий для переостановки одного из электродов или вспомогательного зажигательного электрода, а в цепь выпрямленного тока последовательно с нагрузкой включено реле, размыкающее цепь питания вспомогательного выпрямителя при зажигании выпрямительной дуги.

2.Видоизменение устройства по п. 1 отличающееся тем, что вспомогательный выпрямитель включен параллельно нагрузке, а вместо реле в цепь выпрямленного тока включена вспомогательная обмотка электромагнита.

3.Видоизменение устройства по п. 1 для двухполупериодного выпрямителя, отличающееся тем, что вспомогательный выпрямитель включен между двумя электродами из одного материала, укрепленными на сердечнике электромагнита и расположенными против третьего электрода из другого материала.

л

Фиг.З

5, 4

Фиг.

Л

Фиг. 5

L J/inp-,

Фаг.В