Выпрямители большой мощности

ВЫПРЯМИТЕЛИ БОЛЬШОЙ МОЩНОСТИ РТУТНЫЕ ВЫПРЯМИТЕЛИ

Выпрямители большой мощностиРтутные выпрямители по конструкции делятся на с т е клянные и металлические. По числу фаз — на о д н о- и трехфазные, по числу анодов — на одно-, двух-, трех- и шестианодные.

Простейший однофазный двух пол упер йодный ртутный вентиль имеет стеклянную колбу 5 (рис. 13-32) с рукавами, в которой создан вакуум.

Аноды А1и А2, выполненные из графита, соединены с вторичной обмоткой трансформатора Т. Нулевая точка этой обмотки является отрицательным зажимом цепи выпрямленного тока. Катодом К является ртуть на дне колбы. Ртуть в нижнем отростке колбы служит анодом зажигания А3.

Рис. 13-32. Однофазный ртутный выпрямитель.

Для пуска выпрямителя включают переменное напряжение, нажимают кнопку Ʀн и осторожно наклоняют колбу так, чтобы ртуть катода и анода зажигания соединилась. Под действием э. д. с. нижней половины вторичной обмотки трансформатора будет проходить ток в сопротивлении r0 и ртутном мостике между анодом зажигания и катодом.

При возвращении колбы в вертикальное положение ртутный мостик разрывается, в разрыве появляется дуга и катод начинает выделять свободные электроны. Под действием электрического поля свободные электроны от катода направляются к тому из анодов, который в данный момент времени имеет положительный потенциал по отношению к катоду. При своем движении электроны ионизируют пары ртути и между катодом и анодом возникает дуговой разряд. После этого кнопка Ʀн размыкается.

Трехфазный ртутный выпрямитель

Рис. 13-33. Трехфазный ртутный выпрямитель.

При дуге на ртути катода образуется светлое катодное пятно, сопровождающееся испарением ртути и интенсивным выделением электронов. Для поддержания пятна, а следовательно, и дуги анодный ток не должен падать ниже 4— а. Дроссель Др (рис. 13-32) при уменьшении анодного напряжения ниже критического, на одном из анодов, поддерживает ток, необходимый для горения дуги до тех пор, пока он не начнет проходить через другой анод при изменении знака, приложенного к анодам напряжения. Таким образом, происходит непрерывное горение дуги и прохождение тока в цепи нагрузки rн.

При изменении знака напряжения между анодом и катодом, т. е. при обратном напряжении, между электродами возникает незначительный (несколько миллиампер) ток обратного направления.

Падение напряжения в выпрямителе обычно невелико

В более совершенных ртутных вентилях наряду с рабочими анодами имеются вспомогательные аноды зажигания (рис.13-33), которые питаются от вспомогательного трансформатора и предназначены для поддержания катодного пятна, независимо от тока в цепи нагрузки.

Разрез треханодного безнасосного ртутного вентиля

Трехфазный ртутный выпрямитель (рис. 13-33) отличается от однофазного наличием трех рабочих анодов. Они присоединены к трем вторичным обмоткам трансформатора, соединенным звездой, нулевая точка которой служит минусом цепи нагрузки. Ток проходит через каждый рабочий анод только в течение 1/3 части периода 

Рис. 13-34. Разрез треханодного безнасосного ртутного вентиля.

Стеклянные ртутные выпрямители изготовлялись на номинальные токи до 500 а при напряжении до 600 в.

Наряду со стеклянными ртутными вентилями изготовляются многоанодные металлические вентили. На рис. 13-34 показано устройство металлического треханодного вентиля с воздушным охлаждением на номинальный ток 200 а и номинальное напряжение 250 в.

В типовых мощных выпрямительных установках применяются комплекты из нескольких однофазных металлических вентилей на номинальные токи до 10—12 ка.

Устройство одноанодного вентиля показано на рис. 13-35.

Разрез одно-анодного ртутного вентиляКорпус вентиля состоит из металлического цилиндра, в стенках которого расположены каналы для охлаждающей воды. На крышке крепятся: главный графитовый анод А, аноды возбуждения Ав, анод зажигания А3 и вводы для сетки С. Катод К состоит из донницы с ртутью, расположенной в нижнем фланце, изолированном от корпуса.

Устройство для зажигания представляет собой стакан с расположенным в нем сердечником электромагнита. Сердечник нормально удерживается пружиной в верхнем положении. При импульсе тока в катушке электромагнита сердечник опускается и вытесняет ртуть из стакана, вследствие чего через отверстие в доннице выбрасывается струя ртути. Эта струя замыкает цепь между катодом и анодом зажигания. При разрыве струи зажигается дуга.

Рис. 13-35. Разрез одно-анодного ртутного вентиля.

А — анод; К — катод; С — сетка; Ав — анод возбуждения; А3 — анод зажигания;

У.З — устройство для зажигания; И.А— изоляция анода.

Сетка (рис. 13-34 и 13-35) в ртутном вентиле, как и в тиратроне, дает возможность регулировать момент зажигания дуги.

Вентильные комплекты, состоящие обычно из шести или двенадцати вентилей, монтируются на одной раме с насосной

установкой. Последняя применяется для поддержания в вентилях вакуума. Например, комплект типа РМНВ-500Х 12 состоит из 12 вентилей на номинальный выпрямленный ток 6 ка и номинальное выпрямленное напряжение 600 в.

Ртутные выпрямители применяются в установках для электролиза, для питания станков, механизмов, мощных кранов и электрифицированных железных дорог.

 

Статья на тему Выпрямители большой мощности