Ртутный выпрямитель электрокар

Ртутный выпрямитель электрокар

Ртутный выпрямитель является распространенным устройством, предназначенным для выпрямления переменного тока в постоянный, который необходим для зарядки аккумуляторов.

На рис. 93 представлена простейшая схема ртутного-выпрями-теля небольшой мощности. Выпрямитель состоит из стеклянной колбы, из которой откачан воздух до высокого вакуума. На дне колбы находится жидкая ртуть, являющаяся катодом. В боковые отростки колбы впаяны проводники, снабженные графитовыми наконечниками, являющимися анодами. Рядом с катодом находится еще один отросток, содержащий вспомогательный анод. Он необходим для включения выпрямителя в работу. Во время включения выпрямителя вспомогательный анод приходит в соприкосновение с катодом. Соприкосновение достигается наклоном колбы с помощью соответствующего приспособления, которое обычно имеет ручное управление (может быть сделано и автоматическим). По возвращении колбы в вертикальное положение между катодогЛ и вспомогательным анодом возникает дуга. Дуговой разряд переходит на рабочие аноды, так как вся колба заполнена парами ртути.

В момент образования дуги на поверхности ртутного катода возникает светящееся катодное пятно, являющееся источником электронов. Электроны направляются к аноду, находящемуся в данный момент под положительным потенциалом относительно катода. На своем пути к аноду электроны выбивают из атомов ртути такие же электроны, которые также двигаются к аноду. Образовавшиеся ионы ртути (лишенные электронов атомы) будут двигаться к катоду, так как они имеют положительный заряд. Ударяясь об атомы ртути катода, ионы будут выбивать из него новые электроны, а сами будут превращаться в атомы ртути.

Видимый при работе ртутного выпрямителя дуговой разряд между катодом и анодами состоит из двух противоположно направленных потоков (потока электронов от катода к тому из анодов, который находится под положительным потенциалом, и потока ионов в сторону катода). Этот процесс в выпрямителе происходит с большой скоростью, определяемой частотой выпрямляемого переменного Тока. При частоте сети 50 гц (периодов в секунду) каждая полуволна переменного тока будет иметь продолжительность 0,01 сек, следовательно, дуга будет перебрасываться с одного анода на другой через 0,01 сек. Как видно из рис. 94, выпрямленный ток будет не строго постоянным, а пульсирующим, т. е. он будет иметь неизменное направление, но периодически изменя-ющуюся величину. Сглаживание пульсаций тока может быть произведено электрическим фильтром.

Рис. 93. Схема двухполупериодного ртутного выпрямителя:

Отметим, что при разомкнутой внешней цепи, т. е. без нагрузки, ртутный выпрямитель работать не будет. Поэтому после каждого^отключения нагрузки и включения новой нагрузки ртутный выпрямитель надо включать в работу снова.

Кроме рассмотренных ртутных выпрямителей со стеклянными колбами в более мощных устройствах (обычно выше 100 кет) используют стальные резервуары, из которых во время работы воздух удаляется непрерывно вакуумными насосами. В настоящее время имеются конструкции мощных выпрямителей и без насосов (с постоянным вакуумом). Ртутные выпрямители имеют ряд достоинств: они не требуют времени для разогрева катода, легко могут быть построены на токи в сотни и тысячи ампер, допускают большие мгновенные перегрузки без опасности повреждений, у них отсутствуют вращающиеся части (если не считать вакуумных насосов мощных установок). Однако ртутные выпрямители не лишены и недостатков. Основными недостатками являются: невысокий к. п. д. при малых мощностях, не превышающий соответствующий к. п. д. у двигатель-генератора; зависимость величины выпрямленного напряжения от величины приложенного напряжения переменного тока, заставляющая прибегать к специальным мерам (что усложняет установку и уменьшает ее к. п. д.); неустойчивость работы при малых нагрузках; неудобство регулирования величины выпрямленного тока и напряжения.

Конструктивно стеклянные ртутные выпрямители выполняются в виде шкафов из стали, внутри которых устанавливаются выпрямительная колба, трансформатор питания, вентилятор охлаждения и другая аппаратура. На передней панели находятся измерительные приборы, на нее же выводятся штурвал качания колбы и кнопка зажигания.

Технические данные применяемых на практике стеклянных зарядных ртутных выпрямителей типа ВАРЗ приведены в табл. 13.

Большим преимуществом зарядных ртутных выпрямителей типа ВАРЗ является то, что они обеспечивают устойчивый режим зарядки за счет круто падающей нагрузочной характеристики, которая создается завышением напряжения холостого хода и применением анодного реактора. С увеличением тока нагрузки выпрямителя растет падение напряжения в реакторе, чем и обеспечивается соответствующее уменьшение напряжения на заряжаемых аккумуляторах.

Как видно из характеристики приведенных в табл. 13 зарядных ртутных выпрямителей, они обеспечивают зарядку только
кислотных аккумуляторов, подходящих по напряжению и силе тока. Для зарядки батарей электрокаров пригодны по своим параметрам только выпрямители типа ВАРЗ-120-60, при условии включения 1в зарядную цепь реостатов для регулирования режима зарядки аккумуляторов и гашения излишнего напряжения.

Таблица 13

содержание .. 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 ..