Электрокары

Найти на сайте

Ртутные выпрямители

Ртутный выпрямитель является наиболее распространенным устройством, преобразующим переменный и в постоянный и служащим для зарядок аккумуляторов.
Схема ртутного выпрямителя небольшой мощности. Выпрямитель состоит из стеклянной колбы, из которой воздух откачан 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, содержат вспомогательный анод, необходимый для запуска выпрямителя в работу. Во время запуска выпрямителя вспомогательный анод приходит в соприкосновение с катодом. Соприкосновение достигается наклоном колбы с помощью соответствующего приспособления, которое обычно имеет ручное управление, но может быть сделано и автомататическим. По возвращении колбы в вертикальное положение между катодом 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, имеющему в данный полупериод положительный потенциал. На своем пути к аноду электроны будут выбивать из атомов ртути другие электроны, которые также будут двигаться к аноду. Образовавшиеся ионы ртути, представляющие собой в данном случае лишенные электронов атомов и имеющие, положительный заряд, будут двигаться к катоду. Ударяясь об атомы ртути катода, ионы будут выбивать из него новые электроны, а сами, присоединяя свободные электроны, будут превращаться в атомы ртути. Во второй полупериод потока электронов от катода направляется ко второму аноду, в то время как первый анод имея отрицательный потенциал, запирается.

Видимый при работе ртутного выпрямителя дуговой разряд между катодом и анодами состоит из двух направленных противоположно потоков: потока электронов от катода к анодам и поток положительных ионов в сторону катода. Процесс перебрасывания дуги в выпрямителе происходит с большой скоростью, определяемой частотой выпрямляемого переменного тока. При частоте сети 50 гц каждая полуволна переменного тока будет иметь продолжительность 0,01 сек., следовательно, дуга будет перебрасываться с одного анода на другой через каждую 0,01 сек.
Выпрямленный ток не строго постоянный, а пульсирующий, т. е. имеет неизменное направление, но периодически изменяющуюся величину. Сглаживание пульсаций тока может быть произведено электрическим фильтром.
Отметим, что при разомкнутой внешней цепи ртутный выпрямитель работать не будет. Поэтому после каждого отключения нагрузки и включения новой ртутный выпрямитель надо запускать в работу снова.
В качестве ртутных выпрямителей в более мощных устройствах (обычно выше 100 квт) используются стальные резервуары, из которых во время работы воздух удаляется непрерывно действующими вакуумными насосами.
Ртутные выпрямители имеют ряд следующих достоинств: они не требуют времени для разогрева катода, легко могут быть выполнены на токи в сотни и тысячи ампер, допускают большие мгновенные перегрузки без опасности повреждений, не имеют вращающихся частей (если не считать вакуумные насосы мощных установок). Однако ртутные выпрямители не лишены и недостатков. Основными недостатками являются: невысокий к. п. д. при малых мощностях (не превышающий к. п. д. двигатель-генераторов), зависимость величины выпрямленного напряжения от приложенного напряжения переменного тока (что заставляет усложнять установку и уменьшает ее к. п. д.), неустойчивость работы при малых нагрузках, неудобство регулирования величины выпрямленного тока и напряжения.
На практике обычно 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, и на нее же выводятся штурвал качания колбы и кнопка зажигания.
Большим преимуществом зарядных ртутных выпрямителей типа ВАРЗ является то, что они обеспечивают устойчивый режим заряда 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.
Для зарядки батарей электрокаров пригодны по своим параметрам лишь выпрямители типа ВАРЗ-120-60 при условии включения в зарядную цепь реостатов для регулирования режима заряда аккумуляторов и гашения излишнего напряжения. Специальных ртутных выпрямителей для зарядки аккумуляторных батарей электрокаров наша промышленность не выпускает.

---

Зарядные устройства