Б. П. ТЕРЕНТЬЕВ
	
ВЫПРЯМИТЕЛИ
ЛАЯ
РЛДИОУСТРОЙСТВ
I
СВЯЗЬРЛДИОИЗДАТ
МОСКВА. —1038
*
Б. П. ТЕРЕНТЬЕВ
ВЫПРЯМИТЕЛИ
ДЛЯ РАДИОУСТРОЙСТВ
Главным управлением учебными заведениями НКСвязи
допущено в качестве учебного пособия для втузов связи
Scan AAW
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ИЗДАТЕЛЬСТВО ЛИТЕРАТУРЫ
ПО ВОПРОСАМ СВЯЗИ И РАДИО
МОСКВА. 1938
Scan AAW
ПРЕДИСЛОВИЕ.
Настоящая книга является учебным пособием по курсу „Выпря-
мительные устройства", читаемому во втузах НКСвязи. В соответ-
ствии с этим глава I, в которой излагаются основы вентильного
действия и описаны различные типы вентилей (кенотроны, газо-
троны и др.), изложена очень кратко, так как более подробные
сведения об этих приборах студенты получают в курсе „Электро-
вакуумные приборы".
Содержание книги соответствует программе втузов НКСвязи
и является изложением курса, который автор читал в течение
ряда лет в Инженерно-технической академии связи им. Подбель-
ского и Московском электротехническом институте связи.
Считаю своим долгом выразить благодарность преподавателю
Академии связи инж. Г. С. Цыкину за помощь в подготовке к пе-
чати настоящей книги. Им написаны глава IX, а также расчет дрос-
селя фильтра и расчет выпрямителя, работающего с верхним углом
отсечки.
Автор.
ВВЕДЕНИЕ.
Как в электротехнике сильных токов, так и в технике связи
выпрямители приобретают все большее и большее значение. Это
объясняется, главным образом, тем, что выпрямители в большин-
стве случаев имеют больший кпд, чем преобразователи других
типов, и, кроме того, благодаря отсутствию вращающихся частей
они не требуют за собой почти никакого ухода, что чрезвычайно
упрощает их эксплоатацию.
Выпрямители, предназначенные для питания аппаратуры связи,
обладают рядом особенностей. Эти особенности определяются тем,
что, во-первых, аппаратура связи требует выпрямителей на самые
различные напряжения (от 2—4 в до десятков тысяч вольт), различ-
ные токи (от долей миллиампера до сотен ампер) и мощности (от
долей ватта до тысяч киловатт). В технике связи поэтому употреб-
ляются самые разнообразные типы вентилей и схемы выпрями-
телей.
Второй особенностью выпрямителей для питания аппаратуры
связи является требование получения напряжения без пульсаций,
столь характерных для выпрямителей. Как известно, выпрямители
в силовых установках и выпрямители для зарядки аккумуляторов
могут иметь без особого вреда для дела довольно большую пере-
менную слагающую выпрямленного напряжения. В выпрямите-
лях же для питания, например, микрофонов или усилителей с боль-
шим коэфициентом усиления, по соображениям качества работы
переменная составляющая выпрямленного напряжения не должна
превышать тысячных долей процента. Это условие, в свою очередь,
требует применения специальных фильтров.
Особенностью выпрямителей для аппаратуры связи является
также в целом ряде случаев требование малого сопротивления
выпрямителя для токов звуковой частоты, имеющихся в аппара-
туре связи (передатчики, усилители, приемники) и замыкающихся
через выпрямитель.
Каждая выпрямительная установка состоит обычно из следую-
щих основных частей:
1.	Трансформатор, который преобразует подаваемое из сети
напряжение в напряжение, необходимое для выпрямителя, При этом
часто одновременно преобразуется и число фаз, выводится нулевая
точка и пр.
4
2.	Вентили, т. е. приборы, осуществляющие выпрямление
тока и не подчиняющиеся закону Ома; сопротивление вентилей для
тока? одного направления много больше, чем для тока обратного
направления.
3.	Сглаживающий фильтр, служащий для уменьшения
переменной слагающей в выпрямленном напряжении. Фильтр обычно
состоит из комбинации индуктивностей емкостей и сопротивлений.
В некоторых случаях (например, выпрямитель для зарядки аккуму-
ляторов) фильтр может и отсутствовать.
4.	Вспомогательные устройства. К этому разделу
могут быть отнесены такие элементы схемы выпрямителя, как
трансформаторы накала для вентилей, устройства для регулировки
напряжения и др.
Ниже дан краткий обзор различных типов вентилей и рассмо-
трена работа выпрямителя на различные виды нагрузки. Помимо
того приведены различные схемы выпрямителей, наиболее часто
применяющиеся в технике связи и радиовещания, и даны методы
расчета выпрямительных устройств и их основных элементов.
ГЛАВА I.
ВЕНТИЛИ.
§ 1.	Требования к вентилям.
Электрическим вентилем мы будем называть прибор, сопротив-
ление которого для тока одного направления во много раз больше,
чем для тока обратного направления.
Идеальным вентилем мы будем считать такой вентиль, который
имеет для тока одного направления — условно положительного —
сопротивление, равное нулю, а для тока обратного направления —
отрицательного — бесконечно большое сопротивление.
Некоторые вентили (ртутная колба, газотрон) довольно близко
подходят по своим свойствам к идеальному вентилю, другие же
(например, купроксные) имеют довольно большой „обратный ток"
и для них поэтому можно указать „коэфициент выпрямления*4, т. е.
величину отношения тока в одном направлении к току в другом
направлении (при одном и том же значении напряжения, прило-
женного к зажимам вентиля).
Вентили существующих типов могут быть разделены на 2 группы:
вентили с накаленным катодом и вентили без накаленного катода.
К первой группе относятся: 1) кенотроны, 2) газонаполненные
выпрямители, 3) газотроны, 4) ртутные выпрямительные колбы.
Ко второй группе можно отнести: 1) купроксный выпрямитель,
2) электролитический выпрямитель, 3) различные типы механиче-
ских (вибрационных) выпрямителей, 4) выпрямитель Маркса.
Наконец, некоторые типы вентилей являются промежуточными:
часть периода их катод не накален, а в другую часть периода
катод находится в накаленном состоянии (игнайтрон).
Каждый вентиль можно охарактеризовать следующими основ-
ными данными:
1.	Допустимый ток в прямом направлении. Это зна-
чение тока определяется в некоторых вентилях величиной тока
эмиссии катода (кенотроны) или началом разрушения катода
(газотроны). В некоторых случаях предел силы тока определяется
мощностью, выделяемой в вентиле.
При проектировании выпрямительного устройства необходимая
величина силы тока в значительной степени предрешает и выбор
типа вентиля.
6
2.	Пробивное напряжение является второй величиной
определяющей выбор вентиля для данной установки.
Если прикладывать напряжение к вентилю в обратном направле-
нии, то ток, вообще говоря, не должен проходить совершенно.
В большинстве вентилей этот обратный ток практически настолько
мал, что с ним можно не считаться.
Однако, если приложить к зажимам вентиля очень большое
напряжение, то происходит пробой вентиля: он становится прово-
дящим не только в прямую, но и в обратную сторону. Таким
образом, вентиль превращается в некоторое малое сопротивление
для обоих направлений тока.
Такое нарушение вентильного действия для большинства схем
равносильно короткому замыканию вторичной обмотки трансфор-
матора со всеми его последствиями.
Каждый вентиль поэтому можно характеризовать ^допустимым
обратным напряжением*, т. е. напряжением приложенным к зажи-
мам вентиля в обратную сторону, которое вентиль данного типа
может выдерживать, не подвергаясь опасности пробоя.
3.	Сопротивление вентиля в прямом направлении,
т. е. для тока, проходящего в (условно) положительную сторону,
является третьей величиной, характеризующей вентиль. Это сопро-
тивление для большинства вентилей не является величиной постоян-
ной, а зависит от силы проходящего тока. Чем меньше это сопро-
тивление. тем меньше потери в вентиле и тем выше кпд выпря-
мительного устройства.
Кроме этих основных признаков вентили характеризуются также
специфическими особенностями: наличием и отсутствием накала,
временем пуска и т. д.
Выбирая тип вентиля при проектировании выпрямительных уста-
новок, необходимо учитывать все эти обстоятельства.
Ниже мы рассмотрим основные типы вентилей, их особенности
и схемы включения.
§ 2.	Кенотрон.
Кенотрон представляет собой обычно стеклянный баллон, в кото-
ром помещены катод в виде накаливаемой током проволоки и
холодный цилиндрический анод, окружающий катод (рис. I, 1).
Воздух из баллона откачан до давления порядка 10“5—10~6 мм
рт. ст.
Свободные электроны, имеющиеся в материале накаленного
катода, под влиянием большой его температуры приобретают очень
большие скорости. Эта скорость и приобретенная при ней электро-
нами энергия становятся достаточными для того, чтобы электроны
могли преодолеть силы, удерживающие их внутри нити, и выле-
теть за ее пределы. При пролете через поверхностный слой
металла электроны теряют почти всю свою скорость и, выходя
с небольшими скоростями в окружающее пространство, образуют
вокруг катода облачко электронов (так называемый „пространствен-
ный заряд").
7
Термоэлектронный ток, создаваемый накаленным катодом, зави
сит от величины поверхности катода и температуры нагрева его.
Величина наибольшего термоэлектронного тока Is („ток насыще-
ния*), который может быть получен с единицы поверхности нака-
ленного катода, определяется формулой Ри-
чардсона
Is = a JTq т ’
где 4 (в амперах на 1 см2) — ток насыще-
ния при данной температуре нагрева (при
этом принято, что анодное напряжение на-
столько велико, что все излученные катодом
электроны увлекаются анодом);
а — постоянная, зависящая от материала
катода и пропорциональная числу свободных
электронов в единице объема катода;
b — постоянная, зависящая от материала
и в особенности от состояния поверхности
катода; Ь пропорциональна работе, кото-
рую совершает электрон, вылетающий из на-
каленного катода.
Для различных материалов коэфициенты
а и b имеют разные значения.
Для мощных высоковольтных кенотронов
употребляются чаще всего катоды из воль-
фрама, температура нагрева которых выби-
рается обычно в пределах 2300—2500°. При
более высоких температурах нагрева эмиссия
катода и мера накала \ сильно увеличи-
V " нак'
Рис. I, 1. ваются, однако, при этом резко сокращается
срок службы катода.
Для катодов из вольфрама 4 = 2-4-10 ма на 1 вт накала.
При выпрямлении малых напряжений кенотроны с вольфрамо-
вым катодом применять невыгодно и в этих случаях их заменяют
кенотронами с „экономичными" катодами — торированными и оксид-
ными.
Торированный катод представляет собой катод из вольфрама,
на поверхности которого особым способом нанесен очень тонкий
(в толщину одного атома) слой тория. Наличие этого слоя вызы-
вает резкое уменьшение величины работы выхода электрона (коэфи-
циент b в формуле Ричардсона), и поэтому для получения той же
эмиссии оказывается возможным понизить температуру нагрева
(по сравнению с вольфрамовым катодом), а следовательно, и сокра-
тить расход энергии на миллиампер эмиссии. Нормальная темпера-
тура торированных катодов 1600—1850°. Эмиссия составляет
15—50 ма на 1 вт накала.
Еще более экономичным оказывается оксидный катод, который
8
представляет собой металлическую нить или ленточку (обычно
никелевую), покрытую слоем окислов щелочно-земельных металлов:
кальция, бария, стронция и др. Рабочая температура таких катодов
еще ниже (900—1200°) и эмиссия достигает 50—150 ма на 1 впг накала.
Оксидный катод обладает той особенностью, что ток насыщения у
него резко не выражен и при увеличении напряжения на аноде ток
анода продолжает возрастать. Это объясняется тем, что электронный
ток (ток анода) проходит по нити накала и, так как величина
этого тока соизмерима с током накала, то катод при увеличении
электронного тока начинает накаливаться сильнее и, следовательно,
ток насыщения возрастает. Этому же способствует и повышение
температуры анода. При некотором критическом значении тока эмис-
сии катод разрушается.
Сила тока кенотрона (в пределах от нуля до тока насыщения)
в зависимости от анодного напряжения выражается уравнением
Ленгмюра. Для цилиндрического анода и катода это ^уравнение
имеет вид
з
га==14,6 • 10~64^-
где I и г — длина и ра-
диус анода.
Для плоского анода
з
г; = 2,33 • 10“б-£.
Здесь х — расстояние
между анодом и катодом
(в сантиметрах),
ia — в обеих формулах
в амперах.
Для уменьшения па-
дения напряжения кено-
трона стараются делать
как можно меньше рас-
стояние между анодом и
катодом, но все же даже
при самых малых рас-
стояниях, допустимых из
конструктивных сообра-
жений, падение напря-
жения в кенотроне до-
статочно велико.
Рис. I, 2
На рис. I, 2 изображена характеристика кенотрона типа
В-8-800.
Из этой характеристики видно, что для получения анодного тока
в 1 а нужно к аноду кенотрона приложить около 600 в.
9
Напряжение Es, при котором достигается ток насыщения, назы-
вается „напряжением насыщения".
Во всех дальнейших наших расчетах мы будем иметь дело
с „внутренним сопротивлением кенотрона" Rit под которым мы
будем понимать величину Rt = причем будем считать ее постоян-
ной *). Иначе говоря, фактическую характеристику кенотрона мы
будем заменять прямой.
В приведенном выше примере
г, Es 600 ,пг.
Ri = -1- = ^г = 600 ом.
Почти все кенотроны имеют внутреннее сопротивление порядка
сотен ом. Поэтому целесообразно применять кенотроны только
в выпрямителях на небольшие мощности (где кпд не играет суще-
ственной роли), или же при выпрямлении больших напряжений,
где падение напряжения в кенотроне мало по сравнению с напря-
жением на нагрузке.
Необходимо отметить, что ввиду весьма высокого вакуума
(порядка 10-6 мм рт. ст.) пробивное напряжение в кенотронах
достаточно велико. В настоящее время строятся кенотроны (для
питания рентгеновских трубок) с пробивным напряжением свыше
2С0 кв.
В табл. I (в конце книги) приведены данные кенотронов, выпу-
скаемых нашей промышленностью.
§ 3.	Газотроны.
Газотрон представляет собой вентиль, состоящий из стеклян-
ного баллона (рис. I, 3), в котором помещены накаливаемый
(обычно оксидный) катод f и анод а (железный или графитовый).
В нижней части баллона имеется капля ртути Hg и благодаря
этому весь баллон оказывается заполненным парами ртути. Это
обстоятельство, т. е. наличие паров ртути в междуэлектродном
*) Величина внутреннего сопротивления кенотрона постоянному току, т. е.
7? = ф-
, фактически непостоянна и зависит от величины Еа.
Кроме величины сопротивления кенотрона постоянному току, часто прихо-
дится иметь дело еще с величиной диф еренци а л ьного внутреннего
сопротивления кенотрона
R,
dE^
&1а
т. е. с сопротивлением кенотрона переменному току. Следует иметь в вицу, что
сопротивление кенотрона постоянному току и его сопротивление переменному
току связаны между собой соотношением
3
^=4
10
пространстве, и является основным отличием газотрона от кено-
трона.
Иногда применяются „газовые" вентили, т. е. газотроны, напол-
ненные не парами ртути, а каким-либо инертным газом, например
неоном. Физические процессы в таких
Рис. I, з.
газотронах почти ничем не отличаются от
процессов в ртутных газотронах.
Рассмотрим механизм прохождения тока
через газотрон.
Предположим, что катод газотрона на-
кален и к аноду приложено некоторое
положительное напряжение (рис. 1, 4). Под
действием электрического поля анода
электроны, вылетающие из катода, на-
правляются к аноду; при этом скорость
их будет постепенно возрастать.
Скорость электрона в электрическом
поле, как известно, выражается формул ой
v 600 у/ Д
где v — скорость электрона (в км!сек),
Рис. I, 4.
и Е— разность потенциалов (напряжение) между начальной и
конечной точкой пути электрона (в вольтах).
Так как скорость электрона зависит только от напряжения,
которое он проходит, то обычно скорость электронов выражают
прямо в вольтах.
При движении электронов от катода к аноду-электроны в пути
будут сталкиваться с молекулами газа. Пока напряжение, прило-
женное к аноду, невелико, скорости электронов также невелики и
электроны обладают сравнительно малой энергией. При малой же
величине энергии электрона его столкновение с молекулой газа
будет носить характер упругого удара.
Так как масса молекулы во много раз больше массы электрона,
то скорость молекулы изменится очень мало, а электрон потеряет
при ударе почти всю свою скорость. Под действием электриче-
ского поля он начнет снова двигаться к аноду, постепенно увели-
чивая свою скорость.
11
Пролетев некоторое расстояние, электрон вновь столкнется
с молекулой газа и опять потеряет при этом свою скорость
и т. д.
Пока электрон достигнет анода, он, таким образом, много раз
столкнется с молекулами газа, но в силу своей малой скорости
(и, следовательно, малого запаса энергии) не сможет эти молекулы
расщепить. Таким образом, ток в анодной цепи газотрона будет
в этом случае (при малом анодном напряжении) образован исклю-
чительно электронами, вылетевшими из накаленного катода.
Этот ток будет весьма невелик, так как вокруг катода (как и
в кенотронах) образуется „пространственный заряд"—облачко
электронов, создающее электрическое поле, которое отталкивает,
тормозит электроны, вылетающие из нити, и уменьшает анодный
ток. Этот ток подчиняется закону Ленгмюра, т. е. пропорциона-
з
гт12
лен Еа.
При повышении анодного напряжения скорость электронов и
их энергия возрастают.
При некотором критическом значении скорости электрона его
энергия оказывается достаточной для того, чтобы при встрече
с молекулой газа выбить один из периферийных электронов атома,
т. е. перенести его со своей орбиты на орбиту, более удаленную
от ядра. Такой атом, у которого один из периферийных электро-
нов перемещен на другую орбиту, называется возбужденным, а сам
процесс перевода электрона на новую орбиту носит название
„возбуждения атома".
Однако, такое возбужденное состояние атома является неустой-
чивым. Через промежуток времени порядка 10~8 сек. электрон
возвращается на свою прежнюю орбиту. При этом освобождается
некоторое количество энергии, затраченное электроном, произвед-
шим возбуждение.
На некоторых орбитах электрон может оставаться несколько
большее время (10~2-—10~4 сек.). Если за этот промежуток вре-
мени произойдет столкновение атома с каким-либо еще электроном,
то возбужденный атом может получить добавочную энергию, доста-
точную для перевода внешнего электрона на орбиту, еще более
удаленную от ядра, или даже для полного удаления электрона из
атома.
Если же к моменту столкновения с молекулой электрон будет
обладать еще большей скоростью, то его энергия может оказаться
уже достаточной для того, чтобы при ударе удалить совершенно
из системы атома один из его периферийных электронов. В резуль-
тате такого процесса — „ионизации" — вместо нейтрального
атома и свободного электрона получится два свободных электрона
и „ион", т. е. атОхМ газа, лишенный одного электрона и в силу
этого обладающий положительным зарядом (равным отрицатель-
ному заряду электрона).
Скорости электронов (выраженные в вольтах), необходимые для
осуществления возбуждения одного атома („потенциал возбужде-
12
ния“) и для ионизации (-потенциал ионизации"), приведены для
различных газов в табл. I, 1.
Таблица /, 1
Г- а з	Потенциал возбужден. в	Потенц. ионизац. в
Гелий 	 Неон	 Аргон	 Ртуть 		13.73 16,60 11,57 4,66	24,48 21,47 15,69 10,40
Возможна также „ионизация ступенями", когда ион получается
при столкновении возбужденной молекулы с электроном, обладаю-
щим скоростью, меньшей, чем „потенциал ионизации", но доста-
точной для полного удаления электрона с орбиты, на которую он
попал при предыдущем столкновении молекулы с другим электро-
ном.
Наличие в пространстве анод—катод положительных ионов
резко изменяет характер прохождения тока в газотроне и поэтому
мы остановимся на этом вопросе подробнее.
После ионизации атома, как мы уже видели, получается два
свободных электрона и один положительный ион. Под действием
электрического поля электроны движутся к аноду, а ион —
к катоду.
Однако, скорости их различны. Масса электрона очень мала по
сравнению с массой иона, а силы, действующие на них, одинаковы
ввиду равенства зарядов. Вследствие этого электроны будут дви-
гаться много быстрее иона, быстрее попадут на анод и там будут
компенсированы положительными зарядами.
Таким образом, в пространстве будет происходить постепенное
накапливание ионов до тех пор, пока в данном объеме количество
ионов и электронов не сделается одинаковым. В этом случае
средний заряд объема газа будет равен, очевидно, нулю и никакого
пространственного заряда (имевшего место в начальный период)
уже не будет, так как этот заряд будет разрушен положительными
зарядами ионов. Такой газ, содержащий ионы и электроны и назы-
ваемый „плазмой", делается подобным проводнику и вследствие
этого падение напряжения в нем становится весьма малым.
Начиная с момента уничтожения пространственного заряда,
з
закон i — kEa, который действовал до этого момента, очевидно,
уже не будет справедлив. Действительно, после возникновения
ионизации прохождение тока через газотрон будет подчиняться
совершенно другим законам и, следовательно, падение напряжения
на нем будет выражаться иначе.
Падение напряжения внутри газотрона после появления иони-
зации можно разбить на 3 части:
13
1)	падение напряжения в плазме,
2)	падение напряжения вблизи анода — «анодное падение”,
3)	падение напряжения вблизи катода — „катодное падение".
Падение напряжения в плазме обусловливается следующими
причинами.
Электроны, двигаясь в плазме как беспорядочно (в тепловом
движении), так и под действием столкновений с атомами (за счет
электрического поля), в большом количестве оседают на стенках
колбы, отдавая при этом свою энергию стенкам. В дальнейшем
эти электроны начинают притягивать к себе ионы из плазмы. Ионы,
осаждаясь на стенках, соединяются с имеющимися там электро-
нами и превращаются опять в нейтральные атомы. При этом про-
цессе они также отдают накопленную в плазме энергию. Энергия,
расходуемая из плазмы, пропорциональна силе тока, т. е. P — AI,
гце Л — коэфициент пропорциональности. Так как Р=Е1, то
очевидно, что падение напряжения в плазме
£' = у= Л у = Л
будет величиной, не зависящей от силы тока. Таким образом,
падение напряжения в плазме зависит только от состояния газа
(температуры, давления и пр.), наличия и характера заряда стенок
и не зависит от силы проходящего тока. Обычно в газотронах
величина этого падения напряжения имеет порядок долей вольта
на сантиметр.
Вблизи катода происходят следующие явления. Электроны,
вылетающие из катода, имеют сравнительно небольшую скорость.
Под действием электрического поля анода и поля положительных
ионов, окружающих катод, электроны, летящие к аноду,
начинают увеличивать свою скорость до тех пор, пока она не
сделается достаточной для ионизации атомов газа.
Таким образом, в пространстве вблизи катода образуется
„катодное падение напряжения". В этом пространстве электроны
приобретают скорость, необходимую для ионизации новых ионов
взамен уничтожающихся путем соединения с электронами.
Так как некоторые электроны, вылетающие из катода, будут
иметь заметную начальную скорость и, кроме того, возможна
ионизация ступенями (как указывалось выше), то для получения
ионизации нет необходимости, чтобы катодное падение было бы
равно потенциалу ионизации. Оно может быть значительно ниже.
Величина его зависит от состояния и свойств газов, а также катода
и до наступления тока насыщения не зависит от силы тока. Вели-
чина катодного падения составляет обычно несколько вольт. При
увеличении тока нагрузки до тока насыщения падение напряжения
у катода делается больше, ионы, подходящие к катоду, получают
большие скорости и при ударе о катод начинают его разогревать,
за счет чего повышается эмиссия катода. При этом благодаря
большой массе ионов и большой их энергии начинается весьма
14
интенсивное разрушение катода, почему такого режима работы
обычно избегают.
Сущность анодного падения такова: вблизи от анода скапли-
вается большое количество электронов, подходящих к аноду, и
здесь получается некоторое подобие пространственного заряда,
вызывающее падение напряжения. Обычно падение напряжения у
анода составляет несколько вольт и очень мало зависит от силы тока.
Таким образом, при наличии ионизации падение напряжения
в газотроне состоит из:
1)	катодного падения (5—8 в),
2)	падения напряжения в плазме (около 1 в),
3)	анодного падения (2—6 в).
Общее падение напряжения в газо- j	z
троне нормально составляет от 10 до	/
16 в, причем это падение напряжения 8
почти не зависит от силы тока.
Вольтамперная характеристика газо-
трона имеет три характерных участка
(рис. I, 5).	'	'
Участок оа характеризует собой'пер-
вый этап прохождения тока, т. е. про-
хождение чисто электронного тока,
подчиняющегося закону	I П(?оог
з	а --------- зажигания
ia=kEa, •	-----13-/55---и
При этом никакой ионизации еще	рис } 5
нет и ток на этом участке достигает	’ ’
величины всего нескольких микроампер.
При некотором напряжении на аноде, называемом „порогом
зажигания" (точка а), происходит ионизация газа. Начиная с этого
момента, прохождение тока в газотроне уже не подчиняется закону
з
ia = kEa и падение напряжения в газотроне устанавливается в соот-
ветствии с величинами анодного и катодного падения и падения
в плазме. Как мы уже говорили, это падение почти не зависит от
силы тока и имеет величину порядка 10—16 в, т. е. в точке а
происходит скачкообразное уменьшение падения напряжения
в газотроне на 3—5 в.
Участок аЬ является рабочим участком.
Наконец, за пределами участка аЬ, т. е. при дальнейшем уве-
личении анодного тока, падение напряжения в газотроне опять
увеличивается за счет возросшего падения напряжения у катода.
При этом в результате усиленной бомбардировки катода ионами
начинается быстрое разрушение катода. На катоде появляются
ярко раскаленные точки с резко возросшей эмиссией и в этих
местах на катоде начинает быстро улетучиваться слой оксида.
Далее катод начинает плавиться, выделять газ, и газотрон выходит
из строя.
15
Мы видим, что процесс ионизации совершенно изменил хара-
ктер прохождения тока через прибор. Рассмотрим теперь, какие
факторы определяют условия, необходимые для возникновения
ионизации. Ионизация газа наступает при достижении электроном
определенной скорости к моменту его столкновения с атомом
газа. Эта скорость электрона зависит, во-первых, от градиента
электрического поля или (при данных размерах и форме газо-
трона) от напряжения между анодом и катодом; во-вторых, эта
скорость определяется и той длиной
„свободного* пути, который элек-
трону удается пройти до первого
столкновения с атомом.
Если в точке х (рис. I, б), имею-
щей потенциал elt электрон имел
столкновение с атомом, потерял всю
свою скорость и, следовательно, имеет
скорость, равную нулю, то, пролетев
по направлению к аноду до нового
столкновения расстояние X, он придет
в точку (х 4- X), имеющую потенциал е2.
На этом пути он приобретает ско-
ШОД
Рис. I, 6.	рость, равную е2 —
Если е2— Ci будет равно или боль-
ше потенциала ионизации, то ионизация атома при столкновении
возможна. Следовательно, условием возникновения ионизации
будет
ех G.
(1-1).
Здесь ех и —потенциалы в соседних точках, в которых
происходят столкновения электрона с атомом;
о — потенциал ионизации;
X — путь, проходимый электроном от одного столкновения до
другого, так называемая „длина свободного пути".
Таким образом, при данном напряжении между анодом и като-
дом условием возникновения ионизации является достаточная вели-
чина свободного пути электрона.
От каких же причин зависит длина свободного пути?
В первую очередь она зависит от давления газа. Совершенно
очевидно, что чем ниже давление газа, тем меньшее количество
атомов газа будет находиться в данном объеме, тем меньше
вероятность столкновения электронов с атомами и тем больше,
следовательно, длина свободного пути электрона.
Кроме того, длина свободного пути зависит от рода газа и его
температуры. Из приведенных выше соображений, казалось бы,
вытекает то следствие, что чем меньше будет давление газа, тем
меньшее напряжение можно прикладывать к аноду газотрона для
достижения ионизации и прохождения тока. Однако, это не совсем
так.
16
Дело в том, что при уменьшении давления газа средняя длина
свободного пути делается больше, вероятность столкновения элек-
трона с атомом уменьшается и появляется дополнительный отри-
цательный пространственный заряд, увеличивающий падение напря-
жения в газотроне.
Таким образом, для каждого типа газотронов имеется опти-
мальное ^давление, при котором ионизация получается наиболее
легко и падение напряжения в газотроне наименьшим. Однако,
ввиду возможности возникновения обратного зажигания (см. ниже)
давление в газотронах делают обычно ниже, чем это требуется
для получения наименьшего падения напряжения.
В газотронах с инертным газом необходимое давление устана-
вливается в баллоне при его изготовлении. В ртутных же газо-
тронах, заполненных парами ртути, насыщающими пространство,
давление зависит исключительно от температуры жидкой ртути,
2. Б. П. Терентьев. Выпрямители
17
имеющейся в баллоне. Так как ртуть стекает в нижнюю горловину
газотрона (рис. I, 3), то давление паров ртути определяется тем-
пературой горловины.
На рис. 1, 7 изображена кривая зависимости давления паров
ртути от температуры, а на рис. I, 8 — кривая падения напряжения*
в газотроне в зависимости от температуры.
Как видно из кривых, оптимальное давление в газотроне полу-
чается при сравнительно высоких температурах — порядка 100°Ц,
что соответствует давлению около 0,3 мм рт. ст. При понижении
температуры горловины падение напряжения в газотроне начинает
быстро возрастать. При этом очевидно, что ионы газа приобретут
большую скорость и, падая на катод, начнут его интенсивно раз-
рушать.
5	25 45 65 25 105 /И
GHPyMtAieuj.Qti	рА1 ypj ? Г
Рис. I, 8.
Падение напряжения в ртутных газотронах, при котором еще
нет заметного разрушения катода, составляет 20—22 в. Этому
падению напряжения соответствует температура горловины около
15° Ц. Таким образом, для нормальной работы газотрона необхо-
димо поддерживать температуру его горловины не ниже 20—25°Ц.
Теперь рассмотрим другую часть периода работы газотрона —
то время, в течение которого напряжение на его аноде отрица-
тельно.
Во время нормальной работы газотрона в схеме выпрямителя
отрицательное напряжение на его аноде появляется сразу после
положительного полупериода, в течение которого проходил ток.
Таким образом, в момент появления отрицательного потенциала на
аноде баллон еще заполнен плазмой.
18
Уже в течение того промежутка времени, пока анодное напря-
жение меняет свой знак, происходит частичная „молизация", т. е.
обратный процесс соединения ионов плазмы с электронами. Однако,
ввиду большой скорости изменения анодного напряжения, к моменту
появления заметного отрицательного потенциала на аноде в плазме
все еще имеется большое количество ионов и электронов.
Под действием появившегося электрического поля ионы начнут
двигаться к отрицательно заряженному аноду, а электроны к ка-
тоду. Таким образом, в газотроне получается „обратный ток",
текущий в обратном напра-
влении.
В первые моменты появ-
ления отрицательного на-
пряжения на аноде этот
ток достигает величины не-
скольких миллиампер, а за-
тем очень быстро убывает
до ничтожно малых величин
(рис. I, 9).
Величина этого тока за-
висит в первую очередь от
плотности газа, окружаю-
щего анод, т. е. в первую
очередь от давления его.
Чем больше плотность газа,
тем больше ионов и электронов в 1 куб. см газа и тем больше
будет обратный ток.
Этот ток будет также тем больше, чем больше был ток, про-
ходивший через газотрон в прямом направлении. Объясняется это
тем, что степень ионизации газа, а следовательно, количество ионов
в 1 куб. см пропорционально величине прямого тока, проходившего
через газотрон.
Кроме того, величина обратного тока сильно зависит от ско-
рости нарастания отрицательного напряжения на аноде. Чем бы-
стрее нарастает анодное напряжение, тем больший обратный ток
оно „успевает" вызвать. Скорость нарастания обратного напряже-
ния зависит от величины выпрямляемого напряжения и частоты
его. Чем выше выпрямляемое напряжение и частота его, тем бы-
стрее происходит нарастание обратного напряжения.
Наконец, на величину обратного тока оказывает влияние вели-
чина (рабочая поверхность) и конфигурация анода и размеры (объем)
пространства, окружающего анод. Если анод со всех сторон до-
ступен ионам и окружен большим объемом ионизированного газа,
то обратный ток будет большим.
Путем выбора рациональной конструкции газотрона и режима
его работы удается обратный ток сделать весьма малым. Однако,
при некоторых условиях этот обратный ток может внезапно уве-
личиться и нарушить нормальную работу выпрямительной установки.
Так например, если обратное напряжение будет нарастать очень
2*
19
быстро, что бывает при высоких напряжениях, и вокруг анода
будет большое количество ионов, то обратный ток может дости-
гнуть значительной величины, при этом ионы, идущие к аноду,
будут падать на него с очень большими скоростями. Эти ионы,
обладая большой массой, при ударе об анод будут интенсивно его
разрушать и, самое главное, будут выбивать при этом из анода
вторичные электроны, которые полетят к положительному в данный
момент катоду. Так как к этому моменту отрицательное напряже-
ние между анодом и катодом уже достаточно велико, то по дороге
электроны будут ионизировать газ. Вновь образованные ионы
в свою очередь будут двигаться с большими скоростями к аноду,
выбивать из него при ударе новые количества электронов и т. д.
Пространство между анодом и катодом заполняется плазмой, ко-
торая является хорошим проводником. При этом процессе обрат-
ный ток чрезвычайно быстро вырастает до очень больших величин.
Получается так называемое „обратное зажигание".
Так как после ионизации падение напряжения в газотроне для
тока обратного направления получается весьма малым — того же
порядка, что и при прохождении тока в прямом направлении,
т. е. 10—15 в, то вторичная обмотка анодного трансформатора
оказывается фактически замкнутой накоротко и, следовательно,
через нее и газотрон проходит ток короткого замыкания транс-
форматора, который в 20 — 25 раз может превосходить нормаль-
ный ток.
Таким образом, появление обратного зажигания может вызвать
(если не предусмотреть средств защиты) серьезную аварию в вы-
прямительной установке. Поэтому весьма важно знать как причины
появления обратного зажигания, так и способы его предотвращения.
Основной причиной, вызывающей обратное зажигание, является
обычно слишком большая величина обратного напряжения на газо-
троне, зависящего от напряжения трансформатора и схемы выпря-
мителя. Для каждого типа газотрона можно указать наивысшее „до-
пустимое обратное напряжение", при котором в нормальных условиях
еще не наступает обратного зажигания. Величина обратного напря-
жения,, выдерживаемого газотроном, зависит также от величины
обратного тока. Чем больше обратный ток, тем при меньшем об-
ратном напряжении произойдет обратное зажигание.
Как мы уже видели, обратный ток становится больше при
большой плотности газа.
Так как плотность газа прежде всего зависит от давления, то,
следовательно, для увеличения электрической прочности газотрона
и повышения порога обратного зажигания в первую очередь нужно
уменьшить давление газа внутри баллона. Давление же паров ртути
в ртутном газотроне зависит, главным образом, от температуры
жидкой ртути, находящейся в нижней части горловины. Поэтому
в высоковольтном газотроне нужно обеспечить соответствующее
охлаждение нижней части горловины.
На рис. I, 10 изображена кривая, дающая зависимость между
напряжением обратного зажигания и температурой горловины газо-
20
трона. Как видно из этой кривой, электрическая прочность газо-
трона в весьма сильной степени зависит от температуры. И если
при температуре в 35° Ц она составляет величину около 10—12 кв,
то при температуре 55° она падает уже до 6—6,5 кв.
Таким образом, для предотвращения обратного зажигания газо-
трона нельзя повышать температуру его горловины. С другой
ОКРУЖАЮЩАЯ ТЕМПЕРАТУРА & С
Рис. I, 10.
стороны, мы видели, что для предохранения катода газотрона от
разрушения нельзя допускать понижение температуры горловины
ниже 15—20° Ц. Следовательно, высоковольтный газотрон Сможет
нормально работать лишь в весьма узких пределах изменений тем-
пературы горловины: от 15—20° до 30—35° Ц.
21
Кроме температуры на давление внутри баллона оказывает также
влияние наличие посторонних газов. Так как эти газы обычно не
переходят в жидкое состояние при температуре 20—35°, то давле-
ние их весьма мало зависит от температуры. Поэтому в случае,
если обратные зажигания получаются вследствие наличия посто-
ронних газов, то понижение температуры горловины помогает уже
меньше. Такой газотрон всегда будет склонен к обратным зажи-
ганиям. Улучшить дело можно лишь путем длительного „жестчения“
Рис. I, 11.
Рис. I, 12.
газотрона, заставляя его работать при пониженном напряжении.
При этом постепенно молекулы газа осядут на стенках колбы,
аноде и т. д. и, следовательно, давление в газотроне понизится.
Ч Очень® часто обратное зажигание получается у газотронов, вклю-
чаемых в работу после длительного бездействия. Дело в том, что
с течением времени на аноде конденсируются пары ртути. При
включении такого газотрона капельки ртути быстро испаряются и
создают местное повышение давления, вызывающее обратное зажи-
гание. Поэтому рекомендуется перед пуском в ход нового газо-
трона прогревать его катод в течение 0,5—1 часа.
Кроме указанных выше причин обратное зажигание может полу-
чаться и вследствие недостаточной чистоты анода. Всякого рода
22,
случайная грязь или жир с рук, попавший в процессе изготовления
на анод газотрона, и особенно оксид, попавший на анод с катода,
резко облегчают вторичную эмиссию с анода и тем способствуют
обратному зажиганию.
Рассмотрим теперь конструкции газотронов.
На рис. I, 11 и I, 12 изображены газотроны завода „Светлана*
типа ВГ-126 и ВГ-130.
Как видно, газотрон состоит из шаровидной колбы, в которой
помещаются электроды, и удлиненной горловины, внизу которой
далеко от раскаленного катода помещается капелька ртути. Темпе-
ратура этой горловины и определяет, в основном, режим работы
газотрона.
Катод газотрона состоит из никелевой ленты, покрытой слоем
оксида — солей бария, стронция и других щелочно-земельных ме-
таллов. Лента эта либо свертывается в плоскую спираль, как это
сделано в газотроне ВГ-126 (рис. I, 13), либо навивается в виде
винта (ВГ-130, рис. 1, 14).
Конструкция катода, указанная на рис. I, 13, весьма экономична,
так как здесь катод имеет малую поверхность излучения тепла, и,
следовательно, для дости-
жения необходимой тем-
пературы катода тре-
буется меньше энергии
на накал.
Действительно, такая
конструкция дает воз-
можность получать до
200 ма\вт и выше.
Напряжение накала га-
зотрона обычно выби-
рается порядка 2,5—5 в,
а ток накала составляет
от 3—4 до 40—50 а. Та-
кой выбор режима накала
объясняется тем, что, с
одной стороны, нельзя
повышать напряжение на-
кала, так как иначе воз-
можно появление дуги
между концами нити; с
другой
стороны, ток накала должен быть значительно больше
анодного тока, чтобы не допустить перегрева катода анодным
током.
Между анодом и катодом помещается небольшой экран. Этот
экран, с одной стороны, защищает анод от попадания на него
частиц оксида с катода (что увеличивает электрическую прочность
газотрона), а с другой стороны, он защищает катод от наиболее
сильных, прямых ударов тяжелых ионов.
Анод газотрона изготовляется из железа (ВГ-130, ВГ-131, ВГ-129)
или из графита (ВГ-126) и имеет грибообразную форму. Для умень-
шения падения напряжения анод помещают очень близко к катоду
(2—5 см).
Эксплоатация газотрона отличается следующими особенностями.
Во-первых, как уже указывалось, нужно тщательно следить за тем-
пературным режимом газотрона. В частности, включение газотрона
может быть произведено лишь после его предварительного про-
грева. Время прогрева колеблется от 1 минуты для малых газо-
тронов до 10—12 минут для больших.,
В современных выпрямительных установках ставят поэтому
специальные реле времени, позволяющие включать анодное напря-
жение лишь по истечении определенного срока.
Во-вторых, необходимо поддерживать нормальное напряжение
накала с точностью -|-10%—5°/о- Перекал (как и в кенотроне)
ведет к испарению слоя оксида, потере эмиссии и повышает склон-
ность к обратному зажиганию. Недокал вызывает увеличенное
падение напряжения и как следствие этого—разрушение катода
тяжелыми ионами.
Включение накала во избежание отскакивания слоя оксида при
резком изменении температуры катода нужно производить через
пусковой реостат, ослабляющий пусковой ток до его нормальной
величины.
Контроль режима накала более правильно производить вольт-
метром, а не амперметром.
При работе в схеме выпрямления нескольких газотронов целе-
сообразно каждый из них обеспечить дополнительным индивиду-
альным регулировочным реостатом накала, что обеспечит лучший
подбор режима.
Таблица газотронов, выпускаемых нашей промышленностью,
приведена в конце книги (табл. II).
Так называемые „газовые" газотроны, заполненные под неболь-
шим давлением каким-либо инертным газом (обычно неоном или
аргоном), менее чувствительны к изменениям температуры.
Однако, „газовые" газотроны менее долговечны из-за того, что
в процессе работы газ постепенно поглощается стенками колбы и
давление в газотроне падает. Вследствие этого порог зажигания
газотрона повышается и катод быстро приходит в негодность.
Поэтому такие газотроны применяются лишь для выпрямления
низких напряжений, при которых процесс поглощения газа идет
значительно медленнее.
§ 4. Стеклянный ртутный выпрямитель.
Стеклянный ртутный выпрямитель состоит из стеклянной колбы
(рис. I, 15), в которой помещается ртутный катод к, аноды дежур-
ного зажигания aj и а2 (в „рогах дежурного зажигания") и „глав-
ные аноды" а'х и а!2 в главных рогах.
24
Воздух и другие посторонние газы из колбы тщательно откачива-
ются и, таким образом, колба оказывается заполненной лишь парами
ртути. Пуск колбы в ход производится следующим образом: после
включения трансформатора дежурного зажигания 1\ включают
пусковой . рубильник р и тем
самым присоединяют пуско-
вой отросток в колбе, запол-
ненный ртутью, к вторичной
обмотке трансформатора 7\.
После этого покачивают
колбу таким образом, чтобы
ртуть из катода к перелива-
лась в пусковой отросток
п. При обрыве струи ртути
ток, протекающий по цепи
от2рпко, обрывается. В месте
разрыва цепи образуется дуга
и на поверхности ртути ка-
тода к появляется раскаленное
пятно.
Рис. I, 15.
Это раскаленное пятно благодаря его высокой температуре
является мощным источником электронов. Электроны, излученные
этим пятном, под действием электрического поля полетят на один
из дежурных анодов или а2) — на тот, который в данный мо-
мент имеет положительный потенциал (например at). По дороге
к аноду электроны приобретут большие скорости, достаточные
для ионизации молекул ртути. Внутри колбы устанавливается при
этом поток электронов от катода к аноду а± и одновременно поток
положительных ионов -по направлению от анода а, к катоду. Таким
образом, создается ток в цепи коггцарс.
Ионы, плотность которых будет наибольшей вблизи от раска-
ленного пятна, будут с большой энергией ударять в катод
и поддерживать высокую температуру раскаленного пятна. Таким
образом, вредное действие ударов ионов, приводящее в газотро-
нах к разрушению катода, в ртутной колбе используется для под-
держания высокой температуры раскаленного пятна на катоде.
При перемене полярности на анодах, т. е. когда на аноде
будет отрицательный потенциал, а на аноде а2 положительный,
электронный поток с катода пойдет на анод а2 и т. д. После за-
жигания колбы контакт р может быть выключен. Таким образом,,
каждый анод работает полпериода, а ток в общей цепи LR про-
текает за оба полупериода в одну и ту же сторону (рис. I, 1бг).
Как не трудно видеть, в момент перехода тока с одного анода
на другой ток в течение некоторого промежутка времени равен
нулю. За этот промежуток времени раскаленное пятно остывает1)
i) Следует заметить, что раскаленное пятно остывает чрезвычайно быстро;
и достаточно прервать ток на время порядка 10—4 сек., как пятно уже остывает
и ток через колбу прекращается.
Нормально, для поддержания катодного пятна необходим ток порядка 4—6 а.
25-
и ток может прекратиться. Для избежания этого в цепь помещают
дроссель L, который не дает току быстро уменьшаться, затягивает
его. При наличии этого дросселя ток дежурного зажигания в цепи
катода принимает вид, изображенный на рис. I, 16г пунктиром,
Рис. I, 16.
т. е. не спускается ниже опре-
деленной величины, необходимой
для поддержания температуры
катода.
После того как будет заж-
жено дежурное зажигание, мо-
жно включать напряжение на
главные аноды а'ъ а'2 и а'3 (со-
ответственно роду тока колбы
бывают с двумя или тремя глав-
ными анодами).
Под влиянием электрического
поля главных анодов а\, а' 2 и а'
на которые подано напряжение
от главного трансформатора,
электронный поток, излучаемый
раскаленным пятном катода, сле-
дуя за изменением фаз, поочередно направляется на три главных анода
и по сопротивлению нагрузки RH начинает протекать выпрямленный
ток. Ток в цепи дежурного зажигания при этом также сохраняется.
Процесс ионизации, происходящий в колбе, подобен процессу,
происходящему в газотроне, но имеет ряд особенностей.
Вследствие того, что накаленный катод находится в колбе на
поверхности ртути, температура последней .будет довольно высо-
кой,— значительно выше, чем в газотроне, где температура ртути
определялась, главным образом, температурой окружающего горло-
вину воздуха. Поэтому, несмотря на наличие большой поверхности
охлаждения у колбы, давление паров ртути в ней много выше,
чем в газотроне.
Однако, с повышением давления, как мы уже видели, очень
сильно понижается порог обратного зажигания. Для увеличения
допустимого обратного напряжения в колбе принимаются специ-
альные меры: аноды помещаются в длинных и узких трубках —
„рогах", колбу охлаждают при помощи вентилятора.
Как мы уже видели, обратное зажигание происходит вследствие
того, что при отрицательном напряжении на аноде окружающие
его ионы движутся к этому аноду; если энергия ионов достаточно
велика, то при ударе об анод они выбивают из него вторичные
электроны, последние же, двигаясь к катоду, производят ионизацию
вновь и т. д. Результатом этого процесса является резкое увели-
чение обратного тока — „обратное зажигание".
Вследствие того, что в ртутной колбе аноды помещены в конце
узких и длинных рогов, около анода имеется лишь небольшое
количество свободных ионов. Кроме того, стенки рога за время
работы анода покрываются электронами, осевшими на них из
плазмы. При прекращении прохождения тока через данный анод
плазма исчезает и оставшиеся в роге ионы в большей своей части
притягиваются электронами на стенки, где ионы нейтрализуются.
Таким образом, помещение анодов в „рога" сильно уменьшает
обратный ток, а следовательно, и вероятность обратного зажига-
ния. Этому же способствует и то обстоятельство, что рога ввиду
их относительно большой поверхности охлаждаются более интен-
сивно и в них устанавливается несколько пониженное (сравнительно
с давлением во всей колбе) давление.
Чем выше должно быть рабочее обратное напряжение, тем
длиннее и уже делаются рога. При достаточно длинных рогах допу-
стимое обратное напряжение бывает того же порядка, что и в га-
зотронах, несмотря на значительно более высокое давление в колбе.
Однако, наличие длинных и узких рогов приводит к нежела-
тельным явлениям в период прохождения тока через колбу. Ввиду
того, что в колбе анод расположен далеко от катода, градиент
поля, необходимый для ионизации, будет получаться при относи-
тельно больших напряжениях на аноде. Кроме того, на стенках
рогов, как уже было указано, осаждаются электроны. Особенно
много электронов оказывается на стенках в том случае, если на
них имеется металлический налет, обычно образующийся в колбе
при длительной ее работе.
Таким образом, на электроны, излучаемые катодом, действует
суммарное электрическое поле, слагающееся из поля, создаваемого
зарядами на стенках, и анодным напряжением. Колба представляет
собой, следовательно, как бы трехэлектродную лампу, где роль
„сетки" выполняют заряды на стенках. В этом случае „управляющее
напряжение", т. е. напряжение, определяющее градиент поля у ка-
тода, как известно, равно Est — ea-{-^es. Ввиду отрицательного
значения es (определяемого отрицательным зарядом электронов)
для получения градиента электрического поля, достаточного для
ионизации газа, необходимо соответственно увеличивать напряжение
на аноде еа.
Вследствие этого порог нормального (прямого) зажигания колбы
получается значительно выше, чем в газотроне. Этот порог тем
выше, чем длиннее и уже рога колбы.
В высоковольтных колбах порог зажигания достигает 150—200 в.
После ионизации, когда рог заполняется плазмой, падение на-
пряжения в колбе подчиняется уже описанным выше законам,
т. е. распадается на 1) падение у катода, 2)падение у анода, 3) па-
дение в плазме.
Так как расстояние между анодом и катодом в колбе больше,
чем в газотроне, то и падение напряжения в колбе получается больше,
чем в газотроне.
Вольтамперная характеристика колбы имеет своеобразный вид
(рис. I, 17). Вначале (на участке оа) анодный ток очень мал (доли
миллиампера), несмотря на большое напряжение на аноде. Эта
часть характеристики соответствует прохождению чисто электрон-
ного тока. На этом участке ионизация отсутствует. Наконец, при
27
некотором значении анодного напряжения ЕПор, которое носит назва-
ние „порог зажигания", возникает ионизация в роге.
После этого (участок ab) в колбе устанавливается падение на-
пряжения, соответствующее сумме падений в плазме на аноде и
катоде и, как уже известно, не зависящее от величины тока
нагрузки. В ртутных колбах это падение имеет величину 20—30 в
в зависимости от длины рогов. При увеличении тока нагрузки
свыше определенной величины падение в колбе возрастает, так
как колба разогревается и давление в ней
повышается, отчего уменьшается длина сво-
бодного пути и для ионизации требуется
большее напряжение.
С течением времени внутренняя поверхность рогов колбы по-
крывается металлическим налетом. Этот металлический налет полу-
чается из окислов ртути (окисляющейся под действием остатков
газов) и амальгамы электродов; налет этот имеет вид тяжелой,
маслянистой жидкости, очень крепко прилипающей к стеклу. По-
степенно этот налет спускается к катоду и очень часто соединяется
с ним. Этот налет, заряжаемый отрицательно оседающими на него
электронами, сильно затрудняет зажигание колбы и порог ее за-
жигания все повышается. В конце концов порог зажигания дости-
гает такой величины, что колба перестает работать вовсе. Это силь-
ное повышение порога зажигания и является частой причиной
выхода колбы из строя.
Для уменьшения порога зажигания и, следовательно, для уве-
личения срока службы колбы применяют так называемые „ман-
жеты®— обкладки из металла (очень часто из станиоля), которые
накладывают на рога колбы и соединяют с анодом (рис. I, 18).
Так как эта манжета соединена с анодом, то при положительном
значении напряжения на аноде она компенсирует влияние зарядов
на стекле и тем самым понижает порог зажигания. Чем ниже опу-
щена такая манжета на роге колбы, тем более сильно ее действие.
Однако, при очень сильных налетах на стекле эта мера не помо-
гает и колба все же перестает работать.
Другой причиной, выводящей колбу из строя, может быть по-
28
явление в колбе посторонних газов, которые и вызывают обратные
зажигания из-за повышения давления. Это повышенное давление
не может быть понижено усиленным охлаждением колбы, так как
давление газов будет уменьшаться лишь пропорционально абсо-
лютной температуре, т. е. очень медленно.
Наконец, колба может выйти из строя потому, что пусковой
отросток может оказаться соединенным с катодом настолько силь-
ным металлическим налетом, что ртуть не разрывается и колбу не
удается зажечь.
Сила выпрямленного тока, пропускаемого колбой, может быть
очень велика. Действительно, эмиссия катодного пятна зависит от
от его температуры и размеров, а эти величины, в свою очередь,
зависят от количества ионов, ударяющихся о катод, т. е. от силы
тока. Таким образом, фактически катод колбы имеет неограничен-
ную эмиссию.
Однако, пропускать очень большой ток через колбу нельзя, так
как с увеличением тока повышается мощность, выделяемая в колбе,
Р = EJ- и, следовательно, и температура анодов. Вследствие этого
в колбе легко появляются обратные зажигания. Для повышения
допустимой нагрузки все высоковольтные колбы обычно имеют
воздушное охлаждение (вентилятор). Полезную нагрузку на колбу
можно еще больше повысить, если применить искусственное охла-
ждение маслом. Более рациональным методом повышения полезной
нагрузки является устройство, автоматически снижающее величину
тока дежурного зажигания при увеличении полезной нагрузки.
Дело в том, что снижение величины подогревающего тока
дежурного зажигания уменьшает количество тепла, выделяемого
в колбе, что ведет к понижению давления и позволяет соответ-
ственно повысить величину полезного (выпрямленного) тока J).
Низковольтные колбы, применяющиеся для зарядки аккумуля-
торов, имеют короткие рога и значительно меньший порог зажи-
гания. Низковольтные колбы малой мощности очень часто не имеют
дежурного зажигания. В них раскаленное пятно образуется только
за счет основного тока. В этом случае, очевидно, нельзя выключать
нагрузку, так как колба потухнет.
Таблица ртутных колб, выпускае-мых нашей промышленностью,
и их данные приведены в конце книги (табл. III).
§ 5. Металлические ртутные выпрямители.
Стеклянные ртутные выпрямители весьма удобны в эксплоата-
ции, просты по конструкции и дешевы. Однако, серьезным их не-
достатком является хрупкость, непрочность стекла.
Кроме того, при увеличении мощности выпрямителя или силы
выпрямленного тока размеры стеклянной колбы значительно уве-
личиваются. Эти обстоятельства чрезвычайно затрудняют транспор-
!) Одна из таких схем описана проф. В. ' П. Вологдиным (см. его книгу
*Выпрямители“).
29
Тйровку ртутных колб. Ртутные колбы поэтому обычно изготов*
ляются на мощность не свыше 100—150 кет.
Рис. I, 19.
Разрез ртутного выпрямителя старой конструкции завода „Электросила"
им. Кирова.
7—насос высокого разрежения, 2—ввод анода, 5—защитный анодный цилиндр, 4— электрод (анод),
5—анод возбуждения, 6—анод зажигания, 7—катод, 8—трубка для подвода воды, 9—вывод воды,
10— втягивающий соленоид, 27—вакуумный кран, 12— кабель от трансформатора, 73—кабель,
идущий от катода к положительной шине.
30
'901 ‘I -OHj

31Для получения выпрямленного тока мощностью более 100—
150 кет. (или силы тока свыше 200—300 а) применяются металли-
ческие (железные) ртутные выпрямители.
Такие выпрямители изготовляются теперь на мощность в не-
сколько тысяч киловатт.
Металлический ртутный выпрямитель состоит из железного
сварного резервуара, окруженного рубашкой, по которой цирку-
лирует вода, охлаждающая выпрямитель (рис. I, 19). Внизу резер-
Рис. I, 20в.
вуара помещается железная чашка, в которую налита ртуть ка-
тода 7. Эта чашка изолируется специальными резиновыми про-
кладками от резервуара и охлаждается проточной водой.
Вблизи от катода расположены два анода дежурного горения 5
и пусковой электрод 6. При пуске выпрямителя в ход электрод
6 помощью соленоида 10 опускается вниз и замыкается со ртутью
катода. Прй выключении тока через соленоид электрод под дей-
ствием пружины поднимается и производит разрыв цепи. При этом
на ртути появляется раскаленное пятно.
В средней части сосуда расположены главные аноды 4. Обычно
их бывает 6 или 12. Эти аноды помещены внутри длинных метал-
лических анодных цилиндров 3, изолированных от анодов и кор-
пуса. Эти цилиндры играют роль „рогов* у стеклянной колбы,
ограничивая обратный ток и повышая тем самым порог обратного
зажигания. Вводы анодов в баллон хорошо изолированы от кор-
пуса с помощью специальных изоляторов 2. На рис. I, 20 а, б, в
изображен ртутный выпрямитель типа РВ-20.
Части конструкции металлического выпрямителя соединены
между собой помощью болтов и шпилек. В местах соединения
этих частей ставятся соответствующие • „уплотнения", для того,
32
чтобы в баллон не протекал воздух. На рис. I, 21 изображены
различные типы таких уплотнений на вводах анода.
Однако, несмотря на сложность и весьма остроумные конструк-
ции вводов, постепенно в баллон выпрямителя через всякого рода
неплотности натекает воздух и давление в выпрямителе.повышается.
а—резиновое уплотнение: 7—верхний фланец анода; 2—резиновая прокладка; 3—нижний
фланец анода; 4—скрепляющий изолир-данный болт; 5—изолятор. 6—свинцово-алюминиевое
уплотнение: I—анодный стержень; 2—изолятор; 3—-свинце вая шат ба; 4—п i омгжуючная вы-
точка; 5— изолятор с каналом; 6—вак-умная трубк.. в—рлутюе асбестовое уплотнение:
7—верхняя крышка выпрямителя; 2—анодный стержень; 3 — асбест; 4— в рхний фланец;
б—резиновое кольцо; б—контрольны указатель; 7- ртуть, г—микалексовое уплотнение:
7—стержень анода; 2— микалекс; 3— фланец анода.
Поэтому для поддержания необходимого вакуума в выпрямителе
последний снабжается вакуумными насосами. Применяют при этом
обычно два насоса. Один предварительного разряжения—форваку-
умный, откачивающий выпрямитель до давления порядка 0,1 — 1 мм
рт. ст., и второй — основной, откачивающий выпрямитель до давле-
ния 10 "2—10-3 мм рт. ст.
В качестве форвакуумного насоса применяется обычно враща- 3
3. Б. П. Терентьев. Выпрямители
33
ющийся масляный насос типа Геде, в качестве второго насоса —
ртутный, молекулярный насос типа Ленгмюра (рис. I, 22). Между
насосами помещается форвакуумный бак, который позволяет вы-
прямителю работать с остановленным вращающимся насосом. Дело
Рис. I, 22.
в том, что вращающийся насос может создать разряжение значи-
	
Рис. I, 23.
насосом газы из бака, мы можем его остановить и оставить в ра-
боте лишь один ртутный насос, который будет перекачивать нате-
кающий в выпрямитель газ в форвакуумный бак. Если в выпрямитель
натекает мало, то в форвакуумном баке давление будет повышаться
34
очень медленно и достигнет величины, при которой необходимо
пускать вращающийся насос, только через большой промежуток
времени. При хороших выпрямителях вращающийся насос пу-
скается, примерно, раз в сутки или же (при наличии автоматов) по
достижении в баке определенного давления. Для измерения дав-
ления выпрямитель снабжается вакуумметрами.
На рис. I, 23 изображены кривые допустимых нагрузок на вы-
прямители завода „Электросила* типа РВ-5 и РВ-10, а в табл. IV
(в конце книги) приведены данные металлических ртутных выпря-
мителей, изготовляемых нашей промышленностью.
§ 6. Купроксный выпрямитель.
Все разобранные выше типы вентилей пригодны для выпрям-
ления сравнительно высоких напряжений — начиная от десятков
вольт и выше. Для выпрямления токов низкого напряжения исполь-
зуется чаще всего медно-закисный или купроксный выпрямитель.
Купроксный выпрямитель со-
стоит из шайбы красной меди
(рис. I, 24) а, на которой осо-
бым способом получен слой за-
киси меди Ь. К этому слою при-
жата помощью болта, изолиро-
ванного шайбами d и втулкой е,
свинцовая шайба с.
Выпрямление тока происходит
между слоем закиси и медью.
Полной теории действия этого
типа выпрямителя пока еще не
разработано. Наиболее полно
объясняет действие этого выпря-
мителя теория, разработанная
Шоттки.
Рис. I, 24.
По этой теории между кристаллами закиси меди и медью обра-
зуется зазор толщиной 10“6 —10~7 см. При накладывании на этот
зазор напряжения в несколько вольт, между закисью меди и медью
образуется градиент электрического поля порядка 106—107 а на 1 см.
При таких высоких градиентах возможно вырывание электронов
непосредственно с поверхности холодных электродов. Закись меди
является полупроводником. Электроны в ней сильно связаны и ра-
бота выхода электрона с поверхности значительно выше, чем ра-
бота выхода с поверхности меди. Вследствие этого, когда медь
является катодом (т. е. к ней подведен минус), а закись меди—
анодом, электроны вырываются из меди в большом количестве, и
следовательно, проходит большой ток. В обратном случае, когда
катодом служит закись меди, вырывание электронов из закиси
затруднено, и в этом случае проходит значительно меньший ток.
Характеристика такого выпрямителя приведена на рис. I, 25.
Из нее видно, что ток через выпрямитель проходит в обе стороны,
но ток в обратную сторону очень мал.
35
В хороших экземплярах купроксных выпрямителей выпрямля-
ющая способность, т. е. отношение тока в одну сторону к току
в другую сторону, достигает порядка 108—104 Обычные же выпря-
мители имеют выпрямляющую способность порядка 10“—10‘.
Допустимая нагрузка на такие выпрямители составляет 0,25—
		”	, а при искусственном
0,4 а на 1 см? выпрямляющей поверхности,
охлаждении — до 0,6 а)см2 и ограничи-
вается только нагревом выпрямителя.
Обратное напряжение, выдерживае-
мое таким выпрямителем, составляет
обычно 4—8 в.
Для выпрямления более высоких
напряжений соединяют несколько вы-
Рис. I, 26.
прямляющих элементов последовательно. В этом случае возможно
изготовление выпрямительных купроксных установок на несколько
сот и даже тысяч вольт.
§ 7. Управляемые вентили.
Управляемыми вентилями мы будем называть такие вентили,
в которых можно, воздействуя на какой-либо элемент их, управлять
моментом включения вентиля или величиной тока, проходящего
через вентиль.
Такого рода вентилями могут служить: трехэлектродная элек-
тронная лампа, газотрон с сеткой — так называемый тиратрон, ртут-
ный выпрямитель с сеткой, игнайтрон, выпрямитель Маркса и т. д.
Свойства и характеристики трехэлектродных ламп общеизвестны
и на них останавливаться мы не будем.
Тиратрон представляет собой газотрон, у которого помимо
катода и анода имеется еще сетка, помещающаяся между ними.
В тиратронах с накаленным твердым катодом сетка обычно распо-
лагается вокруг катода (рис. I, 26). В управляемых же ртутных
36
выпрямителях сетки обычно располагаются в анодных рогах вблизи
от анода.
Если на анод тиратрона подать положительное напряжение,
а на сетку большое отрицательное, то в результате у катода
управляющее напряжение (Est = eg-\-Dea) будет отрицательным и
ток в анодной цепи будет отсутствовать (рис. 1, 27).
Если теперь начать уменьшать абсолютную величину смещения
на сетку, то вначале в цепи анода появится очень малый электрон-
ный ток. При некотором значении напряжения на сетке eg = egl про-
изойдет ионизация газа в тиратроне и через тиратрон пойдет нор-
мальный ток. Падение напряжения в тиратроне при этом будет
равно 10—12 в, а сила установившегося в анодной цепи тока 4
определится величиной эдс, действующей в цепи анода, и сопро-
тивлением цепи. С момента начала ионизации сетка теряет свое
управляющее действие на анодный ток.
Действительно, теперь тиратрон заполнен плазмой, и при изме-
нении напряжения на сетке будет меняться лишь ток, текущий
в цепи сетки. Этот ток сетки будет теперь иметь место не только
при положительном, но и при отрицательном напряжении на сетке
(в последнем случае его будут образовывать положительные ионы,
притягиваемые отрицательно заряженной сеткой).
Таким образом, потенциал на сетке будет компенсирован ионами
или электронами (в зависимости от знака потенциала), и сетка
вблизи катода электрического поля создавать не будет, а следо-
вательно, при любых изменениях напряжения на сетке сила тока
в анодной цепи меняться не будет (рис. I, 27). Прервать ток анода
теперь можно, только сняв анодное напряжение.
Как только ионизация в тиратроне исчезнет, управляющее дей-
ствие сетки опять восстанавливается, и тиратрон опять зажжется
только при достижении определенного значения управляющего
напряжения. Величина напряжения на сетке, при котором проис-
ходит зажигание тиратрона, зависит от анодного напряжения.
На рис. I, 28 изображена „пусковая характеристика", т. е. ха-
рактеристика, связывающая напряжение на сетке и на аноде, при
которых происходит зажигание тиратрона.
37
Необходимо отметить, что величина напряжения на сетке, при
котором происходит зажигание, не является величиной, вполне
постоянной даже для данного напряжения на аноде, а может изме-
няться в некоторых пределах. Иными словами, можно говорить
не о пусковой кривой, а об области, в которой начинается иони-
зация. Пусковая область на рис. I, 28 заштрихована. Пусковое
напряжение зависит не только от на-
пряжения на аноде, но также и от
ряда других причин.
В частности, на величину пуско-
вого напряжения оказывает сильное
влияние температура тиратрона (от
которой зависит давление), сила тока
нагрузки и пр.
Характеристики и свойства упра-
вляемых ртутных выпрямителей по-
добны таковым у тиратрона.
Рис. I, 30.
ныи графитовый анод 1 (рис. I, 29). В
rrniuilf^flDklU tlUflUHflD .
Рис. I, 31.
К новейшим типам управляемых вентилей относятся игнайтрон
и выпрямитель Маркса.
Игнайтрон представляет собой колбу, в которой имеется холод-
нижней части баллона нахо-
дится ртутный катод. В от-
личие от ртутного выпря-
мителя катод игнайтрона
большую часть периода на-
ходится в холодном состо-
янии и зажигается лишь на
время прохождения тока.
Зажигание производится
зажигателем 4У который
представляет собой какой-
либо полупроводник, чаще
всего карборунд, погру-
женный в ртуть катода. К этому зажигателю подводится ток от
вспомогательного управляемого небольшого вентиля (рис. I, 30).
На рис. I, 30 1 — игнайтрон, 2 — газотрон, 3 — нагрузочное сопро-
тивление, 4 — сопротивление для защиты газотрона от перегрузок.
38
При пропускании тока через зажигатель, на границе между
зажигателем и ртутью возникает искрообразование, переходящее
в дугу.
Электроны, вылетающие из дуги, перебрасываются на главный
анод, в главной цепи появляется ток, который и поддерживает
накаленное пятно на ртути в дальнейшем. Регулируя помощью
вспомогательного тиратрона момент зажигания, можно регули-
ровать величину выпрямленного тока в больших пределах.
Появление искрообразования между зажигателем и ртутью
объясняется тем, что между полупроводником и проводником
{в данном случае ртутью) получается очень малый (порядка 10~6 —
10“8 см) промежуток. При накладывании на этот промежуток даже
небольших напряжений (несколько вольт) в нем возникают колос-
сальные градиенты электрического поля, достаточные для выры-
вания электронов в холодном состоянии. Появившийся ток нагре-
вает поверхность соприкосновения с полупроводником, вследствие
чего дальнейшая эмиссия электронов облегчается, и ток увели-
чивается.
Игнайтрон, как и ртутный выпрямитель, не обладает током
насыщения и допускает очень большие мгновенные перегрузки.
Благодаря тому, что тепло в игнайтроне выделяется лишь в тече-
ние небольшой части периода, когда проходит ток, а в остальное
время как анод, так и катод, находятся в холодном состоянии,
размеры игнайтрона могут быть значительно меньше, чем у ртут-
ной колбы.
Так как за время отрицательного полупериода катод игнайтрона
остается холодным и, следовательно, в игнайтроне нет источника
электронов и ионов, можно отказаться от применения длинных ро-
гов, увеличивающих падение напряжения.
В настоящее время игнайтроны лишь начинают входить в эк-
сплоатацию, но, очевидно, в будущем получат более широкое
применение.
К новым, еще не освоенным в эксплоатации типам вентилей
относится также и выпрямитель Маркса.
В выпрямителе Маркса (рис. I, 31) ток протекает по дуге, обра-
зованной в кольцевом зазоре между двумя электродами Е. Благо-
даря тому, что в зазоре помощью электромагнитов MV образуется
сильное магнитное поле, дуга быстро движется по поверхности
электродов. Кроме того, дуга сдувается сильной струей воздуха.
Все это способствует быстрой деионизации воздушного зазора после
погасания дуги и затрудняет возникновение дуги в обратном на-
правлении. При атмосферном давлении напряжение, выдерживаемое
выпрямителем в обратную сторону, может достигать 50—80 кв.
При работе под повышенным давлением можно повышать порог
обратного зажигания до сотен киловольт.
Зажигание дуги в выпрямителе Маркса производится специаль-
ным генератором тока высокой частоты и высокого напряжения,
дающим искры синхронно с частотой выпрямляемого тока.
ГЛАВА II
ВЫПРЯМИТЕЛЬ БЕЗ ПОТЕРЬ ПРИ РАБОТЕ НА РАЗЛИЧНЫЕ
ВИДЫ НАГРУЗКИ.
Рис. II, 1.
§ 1. Схема выпрямителя.
Так как цепи переменного и постоянного тока в любом типе
выпрямителя непосредственно связаны между собой, то характер
нагрузки со стороны постоянного тока весьма сильно сказывается
на всем режиме работы выпрямителя.
Рассмотрим работу простейшего m-фазного выпрямителя на
различные виды нагрузки. Многофазный выпрямитель в простейшем
своем виде состоит из /n-фазного трансформатора, вторичная
обмотка которого включена звез-
дой (рис. II, 1), а свободные концы
фаз присоединены к анодам иг вен-
тилей. Катоды вентилей соединены
.вместе и образуют положительный
полюс выпрямленного тока. Отри-
цательный полюс получается в ну-
левой точке трансформатора 9.
Таким образом, нагрузка для
постоянного тока включается ме-
жду общей шиной катодов и нуле-
вой точкой вторичной обмотки
трансформатора.
Будем рассматривать выпрями-
тель идеализированный. Эта иде-
ализация будет заключаться в том,
что мы пренебрежем всеми поте-
рями в выпрямителе. В частности,
примем, что трансформатор не имеет ни омического, ни индуктив-
ного сопротивления и вентиль при прохождении тока в направле-
нии от анода к катоду имеет сопротивление, равное нулю, а в про-
о Э Можно, конечно, концы фазных обмоток присоединить не к анодам венти-
лей, а к катодам — от эюго изменится лишь полярность цепи постоянного тока*
но обычно так не делают ввиду того, что в этом случае потребовалось бы nt
отдельных трансформаторов накала, в то время как в первом случае можно
обойтись одним.
40
тивоположном направлении — равное бесконечности. Рассмотрим
теперь примеры работы такого выпрямителя на различные виды
нагрузки.
§ 2. Работа выпрямителя на омическое сопротивление.
Рассмотрим работу m-фазного выпрямителя на омическое сопро-
тивление (на рис. I], 2 изображен частный
Пусть в начальный момент
(рис. II, 3) мы имеем на
фазе 1 максимум положитель-
ного напряжения, а на других
двух фазах — отрицательное
напряжение. Совершенно оче-
видно, что в данный момент
будет работать только фаза 7,
так как направление эдс в дру-
гих фазах таково, что ток
должен был бы пойти в вен-
тилях от катода к аноду, что,
по нашему условию, невоз-
можно.
Так как мы приняли, что
потери в трансформаторе и
вентиле отсутствуют, то мгно-
венное значение тока, проте-
кающего по цепи olko, будет
.	т 1
по закону Ома равно 1ц
где виг — эдс фазы 7, a R —
сопротивление нагрузки.
Полагая, что е1Г1, созда-
ваемая трансформатором, есть
косинусоидальная функция вре-
мени
случай, когда т = 3).
Рис. И, 2.
Рис. II, 3.
41
мы придем к выводу, что ini будет в течение времени работы
фазы 1 также косинусоидален, т. е.
Г
Чг\	COSOif.
Величина выпрямленного напряжения е= ввиду отсутствия
потерь в выпрямителе будет равна eIIV т. е. е_ — е{11, а выпрямлен-
С_	€ тт J
ный ток будет равен i- =	—1ТТ,.
В момент времени tr эдс фазы 2 делается положительной и,
казалось бы, что фаза должна немедленно начать работать. Однако,
этого не произойдет, так как ток в цепи фазы 2 может начать
течь лишь тогда, когда потенциал анода вентиля 2 будет положи-
телен по отношению к своему катоду. Из схемы (рис. II, 2) видно,
что в цепи второй фазы o2ko действует не только эдс е112 фазы 2,
но и обратно направленное, выпрямленное напряжение е=. Поэтому
разность потенциалов между анодом и катодом вентиля 2 опре-
делится алгебраической суммой мгновенных значений напряжений,
действующих в цепи o2ko.
Как не трудно видеть из рис. II, 3, эти напряжения, начиная от
момента tit направлены противоположно, т. е. на вентиль ложится
напряжение, равное е112 — е=. Пока е112 будет меньше, чем е_
(напомним, что e= — eui), напряжение на аноде вентиля 2 по отно-
шению к катоду отрицательно и ток в цепи фазы 2 итти не будет.
Следовательно, начиная с момента t0, фаза 1 будет работать одна.
Это будет продолжаться до тех пор, пока эдс ей 2 фазы 2 не
сравняется с выпрямленным напряжением е=, созданным фазой 1,
т. е. до момента t2.
В момент t2 эдс фазы 2 сравняется с e- = eni, фаза 2 'вступит
в работу и вся нагрузка сразу перейдет на нее. В то же время
в цепи первой фазы olko сумма напряжений ец\—е= сделается
отрицательной и ток в фазе 1 прекратится.
Фаза 2 будет работать, очевидно, до тех пор, пока эдс фазы 3
не сделается больше, чем ец2, т. е. до момента t2.
В течение времени —13 сила тока в нагрузке, как и раньше,
будет определяться законом Ома
и выпрямленное напряжение будет равно е- = вц2.
Иначе говоря, выпрямленный ток i- и выпрямленное напряже-
ние е= будут иметь ту же форму, что и ец2.
В момент /3 эдс ецз фазы 3 сделается больше ец2 и вся нагрузка
перейдет на фазу 3, а в фазе 2 ток сразу прекратится.
Фаза 3 будет работать до тех пор, пока ее эдс не сделается
меньше эдс следующей фазы и т. д.
Таким образом, можно сделать следующие выводы:
42
7. В выпрямителе без потерь при работе на омическую
нагрузку в любой момент работает только одна фаза — та,
у которой напряжение наибольшее.
2.	Каждая фаза работает
в течение периода только один
раз, причем длительность ее
работы равна — части периода.
3.	Форма тока в каждой
фазе имеет вид прямоугольника,
ограниченного сверху отрезком
косинусоиды.
4.	Выпрямленное напряжение
имеет форму кривой, огибающей
кривые электродвижущих сил
всех фаз.
5.	Выпрямленный ток имеет -
ту же форму, что и выпрямлен-
ное напряжение.
§ 3. Работа выпрямителя на
индуктивную нагрузку.
Пусть теперь нагрузкой на-
шего выпрямителя будет индук-
тивность L и сопротивление R
(рис. II, 4). Рассматривать слу-
чай, когда /?=0, не имеет смы-
Рис. II, 5.
Рис. II, 4.
ела, так как это соответствует случаю короткого замыкания (по
постоянному току) выпрямителя.
Для упрощения рассуждений предположим, что индуктивность
дросселя бесконечно велика, т. е. А = оо.
В начальный момент времени tQl как и в первом случае, будет
работать, очевидно, только фаза 7 (рис. II, 5).
Рассуждая так же, как и в первом случае, мы придем к выводу,
43
что, так как выпрямленное напряжение е- всегда равно напряже-
нию фазы, имеющей в данный момент наибольшую величину эдс
(ввиду отсутствия потерь), то фазы будут работать также пооче-
редно.
Выпрямленное напряжением между точками а, b (рис. II, 4) бу-
дет иметь форму кривой, огибающей эдс всех фаз, т. е. ту же форму,
что и в первом случае (рис. II, 5). Выпрямленный же ток будет
иметь другую форму. Действительно, в первом случае благодаря
отсутствию индуктивности в цепи выпрямления выпрямленный ток
имел ту же форму, что и напряжение, т. е. ток в течение периода
пульсировал, изменялся по величине. Так как теперь в цепи выпря-
мленного тока стоит дроссель с бесконечно большой индуктив-
ностью, то ток меняться по величине не сможет, т. е. переменную
слагающую тока дроссель не пропустит.
Следовательно, выпрямленный ток будет строго постоянен по
своей величине, т. е. будет иметь форму, изображенную на
рис. II, 5.
Выпрямленный ток i= создается поочередным действием фаз,
т. е. за время tQ — tx фазой 1, во время tr —12 фазой 2 и т. д.,
причем величина тока не меняется. В каждой фазе ток будет иметь
вид прямоугольников (рис. II, 5 б, в, г).
Напряжение на зажимах сопротивления R может быть опреде-
лено по закону Ома
E= — i=R.
Так как ток i= постоянен, то и Е=— величина постоянная
(рис. II, 5е).
Переменная слагающая напряжения целиком ложится на дрос-
сель, на котором (ввиду отсутствия в нем омических потерь) паде-
ния напряжения от постоянной слагающей I- не будет (рис. II, 5 ж)
и, следовательно, напряжение на дросселе е~ может быть полу-
чено вычитанием из кривой е~ постоянной слагающей напря-
жения Е^.
Таким образом в выпрямителе без потерь, работающем на на-
грузку с индуктивным характером:
1.	В любой момент работает только одна фаза—та, напря-
жение которой наибольшее.
2.	Каждая фаза в течение периода работает только один
раз, причем длительность ее работы, равна — части периода.
3.	Выпрямленное напряжение имеет форму кривой, огибающей
кривые электродвижущих сил всех фаз.
4.	Выпрямленный ток постоянен по величине.
5.	Ток в каждой фазе имеет вид прямоугольника высотой, рав-
ной 7= и длительностью ~ часть периода.
44
§ 4. Работа выпрямителя на противоэлектродвижущую силу.
Рассмотрим теперь явления, происходящие в выпрямителе при
работе его на противоэлектродвижущую силу. Этот, случай имеет
место, например, при зарядке от выпрямителя батареи аккумуля-
торов, при параллельной работе с машинами постоянного тока и
т. д. Эту противоэдс мы условно изобразим в виде аккумулятора А
(рис. II, 6). В этом случае, чтобы не вводить в расчет бесконечно
больших значений токов, мы примем, что фазы нашего трансфор-
матора имеют некоторое омическое сопротивление г.
На рис. II, 7 а изображены
напряжения отдельных фаз
трансформатора (вл ь епъ, ецз)
и там же показано напряже-
ние на аккумуляторе £-.
В начальный момент tQ в
цепи olko мы имеем два на-
пряжения—амплитуду эдс фазы
Ец\ и противоэдс напра-
вленную против ецг.
Рис. II, 7.
Рис. п, 6.
Так как в этой цепи имеется лишь одно сопротивление г, то
• 1 — _____________________________________
в ней установится ток, равный im —------------.
Таким образом, ini будет меняться в соответствии с измене-
Е _____________________________________________________£
ниями величины еш. Имея в момент tQ величину 1т = —,
этот ток начнет уменьшаться и при значении ет — £=(при t = t1)
сделается равным нулю. Начиная с этого момента, фаза 7 пере-
станет работать, так как разность eni — Е- сделается отрицатель-
ной и анод вентиля получит отрицательный потенциал относи-
тельно своего катода.
В промежуток времени от tx до t2 эдс всех фаз меньше Е~ и,
следовательно, ни одна фаза работать не будет.
45
В момент t-> эдс фазы 2 сделается больше Е= и фаза 2 начи-
нает работать. Пока напряжение фазы 2 будет выше Е=, т. е. до
момента она будет давать ток, идущий в нагрузку (рис. П, 7 в).
Таким образом, при работе выпрямителя на противоэдс:
1.	Каждая фаза работает, один раз за период и длительность
ее работы, меньше ~ части периода.
2.	Ток, даваемый фазой, имеет вид импульса косинусоидаль-
ной формы.
3.	Амплитуда тока, даваемого фазой, тем больше, чем меньше
сопротивление фазы и чем меньше величина противоэдс.
4.	Выпрямленное напряжение по абсолютной величине равно
противоэдс и постоянно.
5.	Ток, отдаваемый выпрямителем, имеет форму прерывистых
импульсов, причем длительность каждого импульса меньше
части периода.
§ 5. Работа на емкостную нагрузку.
Нагрузить выпрямитель на чистую емкость не представляется
возможным ввиду того, что это было бы равносильно обрыву
цепи для постоянной слагающей
Рис. II, 8.
идущий от выпрямителя, будет
тока выпрямителя.
Рассмотрим случай работы
выпрямителя на емкость С, парал-
лельно которой включено со-
противление R. Примем также,
что фазы трансформатора имеют
омическое сопротивление г
(рис. II, 8).
Пусть в начальный момент t0
фаза 1 имеет эдс ец i = Emii, а
на конденсаторе С имеется на-
пряжение е=(его знак обратен
знаку эдс) (рис. II, 9 а). Так как
Ст больше е=, то конденса-
тор начнет заряжаться. Ток,
определяться законом Ома
Во время заряда напряжение на конденсаторе будет повышаться
(рис. II, 9 а и е), а эдс фазы падать. Когда эти напряжения срав-
няются, ток заряда прекратится (момент fj). Начиная с момента
конденсатор будет разряжаться на сопротивление R и напряжение
на нем будет падать. В момент t=t2, когда напряжение на кон-
денсаторе сделается равным эдс фазы 2 (эдс фазы 2 в это время
растет), конденсатор начнет опять заряжаться теперь уже током
фазы 2 и напряжение на нем будет повышаться. Заряд будет
46
продолжаться до тех пор, пока эдс фазы 2 не сделается меньше
е= и т. д.
Во время 4 — и — /8 выпрямленный ток z=, идущий от
выпрямителя, разделяется
идет на заряд конденса-
тора, а другая часть
идет через сопротивле-
ние R, причем в любой
момент по закону Кирх-
гофа z= = ic + , т. е.
_ еПт~е=
~~	Г
Мгновенное значение
4= определяется тем же
уравнением, что и 1ц1г
величина тока Л= опреде-
ляется из соотношения
Т
/= =	и, следовательно,
ток /-через нагрузку R
будет иметь ту же форму,
что и е.-= (рис. II, 9<?).
Как видим,этот случай
очень похож на случай
работы выпрямителя на
противоэдс и при очень
больших емкостях кон-
денсатора С превра-
щается в последний (чем
больше будет емкость
на две ветви нагрузки, т. е. часть его
Рис. п, 9.
конденсатора,тем медлен-
нее будет спадать напря-
на нем во время разряда и соответственно тем медленнее
подниматься при заряде, т. е. напряжение на конденсаторе
жение
будет
будет почти постоянно).
§ 6. Работа выпрямителя на
смешанную нагрузку.
Будем считать, что нагрузка
состоит из индуктивности L,
конденсатора С и сопротивле-
ния R (рис. II, 10).
Рис и 10	В данном случае характер
ис’ ’ ’	работы выпрямителя может
быть весьма различен в зависимости от величины L и С. Если индук-
тивность дросселя велика, т. е. индуктивное сопротивление дрос-
47
селя для переменной слагающей выпрямленного тока (ее частота
равна Ш(л) много больше, чем емкостное сопротивление конден-
сатора С для этой же переменной слагающей, т. е. (т® L R
1 т0 очевиДно» чт0 выпрямленный ток i~ будет иметь
весьма малую величину 1переменной слагающей. Напряжение на
конденсаторе С в э.том случае будет практически постоянно, и
Рис. II, 11.
следовательно, конденсатор на режим работы выпрямителя не
будет оказывать почти никакого влияния. Таким образом, в выпря-
мителе, нагруженном на L, С, R, причем	R
~~с , режим р а б о ты будет подобен случаю чисто
индуктивной нагрузки выпрямителя.
Если же	то тогда явления, протекающие в выпря-
мителе, делаются весьма сложными.
В момент ti9 когда напряжение на фазе 1 сделается больше,
чем напряжение на конденсаторе С, начнется заряд конденсатора
(рис. II, 11). Однако, ток заряда благодаря наличию индуктивности
дросселя L будет нарастать медленнее, чем в случае, разобранном
в § 5, и к моменту, когда напряжение на конденсаторе сравняется
48
с напряжением фазы 1 (£/), сила зарядного тока будет близка
к максимуму.
Далее зарядный ток начнет спадать, за счет чего на зажимах
дросселя L появится эдс индуктивности, которая, прибавляясь
к эдс фазы, увеличит заряжающее напряжение, и, следовательно,
конденсатор в данном случае зарядится до напряжения даже более
высокого, чем амплитуда эдс трансформатора Ет.
Как только ток заряда прекратится (момент t2), конденсатор
начнет разряжаться на сопротивление R до момента t3, когда
вновь начнется процесс заряда, но теперь уже от фазы 2. Далее
явления будут протекать подобно описанному.
Следовательно, в выпрямителе, нагруженном на индуктивность,
емкость и сопротивление при m Л < J :
1)	каждая фаза за период работает один раз и длительность
ее работы менее периода-,
2)	ток, отдаваемый выпрямителем, имеет форму отрывистых,
косинусоидальных импульсов-,
3)	напряжение на конденсаторе и, следовательно, на нагру-
зочном сопротивлении, в некоторые моменты времени выше эдс
трансформатора и имеет весьма большую переменную слагающую.
Рис. п, 12.
Таким образом, этот случай подобен случаю нагрузки на емкость,
но отличается от него тем, что в этом случае пульсации выпря-
мленного напряжения на конденсаторе, а следовательно, и на
полезной нагрузке /?, сильно возрастают, что весьма нежелательно.
Кроме того, режим работы (особенно в случае работы на ртутной
колбе) делается неустойчивым и выпрямленное напряжение весьма
сильно колеблется в зависимости от нагрузки. Это последнее
обстоятельство объясняется тем, что величина сопротивления R
влияет на декремент затухания контура L, С, R и тем самым на
характер протекания заряда и разряда конденсатора С. В силу
всех этих обстоятельств, этой схемы работы на практике избегают.
В случае, если нагрузка начинается с емкости (рис. II, 12),
входное сопротивление такой нагрузки для переменной слагающей
4. Б. П. Терентьев. Выпрямители
49
выпрямленного напряжения при условии	т и> ^- будет емко-
стным и характер работы выпрямителя почти ничем не будет
отличаться от случая, разобранного в § 5.
Наибольшее распространение на практике (в мощных выпря-
мителях радиопередатчиков, работающих на колбах или газотро-
нах) получила схема смешанной нагрузки при m<s>L	(рис.
II, 10). Маломощные же выпрямители обычно работают на кено-
тронах — по схеме работы на емкость.
Работа на смешанную нагрузку при m<s>L т\с , как было
уже сказано выше, подобна работе на индуктивность. Ниже мы
рассмотрим более подробно эти два наиболее важных случая
работы выпрямителя (емкостная и индуктивная нагрузка).
ГЛАВА III.
ВЫПРЯМИТЕЛЬ, РАБОТАЮЩИЙ НА НАГРУЗКУ С ЕМКОСТНОЙ
РЕАКЦИЕЙ.
§ I. Общие положения.
Большинство маломощных выпрямителей для питания анодов
усилителей, приемников и т. д. работает на нагрузку с емкостной
реакцией (т. е. схема фильтра начинается с емкости). Это объяс-
няется тем, что такая схема выпрямления при сравнительно' малых
размерах фильтра дает малый коэфициент пульсаций выпрямлен-
ного напряжения, что весьма важно для работы усилителей.
Мы будем рассматривать
работу /n-фазного выпрями-
теля, хотя в большинстве
случаев практики приме-
няются обычно одно и двух-
фазные выпрямители (обыч-
но это выпрямители кено-
тронные). Все наши даль-
нейшие выводы будут, по-
нятно, справедливы и для
этих частных случаев.
Пусть мы имеем /^-фаз-
ный выпрямитель, работаю-
щий на нагрузку, состоящую
из сопротивления R и ем-
кости (рис. Ill, 1). Для упрощения выводов примем следующие
допущения:
1) Будем считать, что в фазах трансформатора выпрямителя
имеется активное сопротивление
Г = ^-\-ГТр:
(П1, 1)
где г—сопротивление фазы выпрямителя,
^•—внутреннее сопротивление вентиля,
гТр — сопротивление фазы трансформатора, причем тТр=
где гц— активное сопротивление вторичной обмотки трансфор-
матора,
4*
51
г/ — активное сопротивление первичной обмотки, перечислен-
ное во вторичную.
2)	Примем внутреннее сопротивление кенотрона постоянному
току	= у постоянным.
3)	Ввиду того, что выпрямители, работающие на емкостную
нагрузку, обычно работают на кенотронах; имеющих большое
внутреннее сопротивление Pi9 можно без большой погрешности
пренебречь сопротивлением индуктивности рассеяния обмоток
трансформатора (по сравнению с г), т. е. положить Хп=0.
4)	Примем, что емкость настолько велика, что пульсации
напряжения на ней от выпрямителя очень малы. В первом прибли-
жении для простоты примем, что переменная слагающая напряже-
ния на конденсаторе равна нулю, а выпрямленное напряжение на
нем строго постоянно и. равно Е=. Таком режим работы будет
соответствовать случаю нагрузки, обладающей постоянной противо-
эдс или емкостью бесконечно большой величины.
Рассмотрим работу выпрямителя с учетом сделанных допуще-
ний. При этом будем считать, что ток насыщения кенотрона всегда
остается больше максимального импульса тока1).
При рассмотрении работы выпрямителя на противоэдс в гл. II
мы видели, что каждая фаза начинает работать только тогда, когда
Рис. III, 2.
эдс фазы сделается больше,
чем напряжение нагрузки
Е , т. е. фаза начинает ра-
ботать в момент времени Л
(рис. III, 2). Ток данной фа-
зы прекратится в момент
t2, когда эдс фазы сделается
меньше Е=. Таким обра-
зом, ток через фазу проте-
кает лишь в промежуток
времени от tY до t2. В осталь-
ное время он равен нулю.
Цепь, по которой проте-
кает ток фазы о1каЬо, со-
держит только активное
сопротивление г, так как
мы пренебрегли реактивным сопротивлением фазы.
Таким образом, для тока фазй или, что то же самое, для
выпрямленного тока мы можем написать следующее выражение
• еи~
(Ш, 2)
!) Случай работы с использованием тока насыщения, т. е. с верхним углом
отсечки, разобран в брошюре Г. С. Цыкина, „Общие методы расчета выпря-
мителя, работающего на фильтр с емкостной реакцией". Связьтехиздат, Москва,
1936.
Краткое содержание этой брошюрй приведено в приложении 1.
52
Очевидно, что это выражение справедливо только для положи-
тельных значений! т. е. когда	Если мы расположим
начало координат; в точке О (рис. III, 2), то уравнение напряжения
е~ изобразится к^к уравнение косинусоиды
I	г	+
вц — Emil COS ш t,
где Emu — амплитуда эдс фазы вторичной обмотки.
Обозначим у^ол, при котором ток фазы делается равным нулю
(„угол отсечки"), через 9.
При принятом нами начале координат, очевидно, ток фазы
начнется при «>/£ =— 9 и кончится при <«>£ = -[-9. Но нам известно,
что ток через, фазу прекращается только, когда эдс фазы ец
делается равной Е=.
Таким образом, для момента времени <о£=0 будет справедливо
равенство /
I	ец—EmncosQ = E=;	(III, 3)
отсюда уравнение тока (III, 2) может быть изображено в виде
• I EmII cos ш t-E,nII cos	Е,пц
1ц::р -----------------— -у- (COS <0 t — COS 9). (Ill, 4)
Ввиду односторонней проводимости вентиля это уравнение
справедливо! лишь для положительных значений г=, т. е. для
— 9<о>£<н. При расчете выпрямителя заданными величинами
обычно бывают — выпрямленное напряжение Е=, и сила тока
нагрузки /J. Нашей задачей является связать режим работы кено-
тронов и трансформатора с этими величинами.
Иначе говоря, нас будут интересовать величины:
1)	напряжение вторичной обмотки трансформатора Ец (эффек-
тивное), !
2)	ток фазы вторичной обмотки трансформатора 1ц (эффектив-
ное значение),
3)	ток /фазы первичной обмотки трансформатора Е (то же),
4)	максимальный импульс тока через кенотрон Im,
5)	мощность рассеивания на аноде кенотрона Ра,
6)	потери в трансформаторе Ртр,
7)	мощность, потребляемая выпрямителем Р1(
8)	кпд выпрямителя »),
9)	величина переменной слагающей выпрямленного напряже-
ния
10)	внешняя (нагрузочная) характеристика выпрямителя £= =
Как ,мы увидим, все эти величины являются при заданных 1- и
Е- функциями угла отсечки 9. Для получения этих зависимостей
определим вначале связь между /=, Е= и 9.
Для/ этого найдем постоянную слагающую выпрямленного тока
/=, пользуясь ур-нием (III, 4).
53
Согласно теореме Фурье мы можем написать
1 2*
о
В нашем случае i- в пределах —0 < ш/<6 определяется усло-
вием (III, 4). Для всех других значений i= = 0. Однако, в тече-
ние одного периода (2 л) сработают все т фаз, и, следовательно,
в цепи выпрямленного тока пройдет т импульсов тока, подчиняю-
щихся условию (III, 4). Таким образом,
г + е	2к—о
1= = т^ j?^II(cos<»t—cos6)doit4 J Od&t =
L-e	е	J
о
=	“7^ (cos 03 — cos
0
После интегрирования получаем
(sin 8 —8 cos 6);	(III, 5)
— Л r
подставляя вместо Етц его величину из ур-ния (III, 3), получаем
I тЕ__ sin 6 —6 cos О
~ г. Г	COS 6
ИЛИ
tnF
/= = -^(tg0-6);	(П1, 6)
обозначим
tge — 0 = Д.	(ill, 7)
Очевидно, что А — функция угла отсечки 8.
С другой стороны, величина А может быть определена из
условия (III, 6)
откуда
4=-^.	(Ш, 8)
тЕ=	’
В последнее выражение входят известные нам величины /п,
Е-, 1=.
Величина г — сопротивление фазы — хотя точно и неизвестно,
но в первом приближении ею можно задаться, исходя из опытных
данных (см. гл. IX).
Таким образом, найдя величину А из ур-ния (III, 8), по ур-нию
(III, 7) можно найти угол отсечки.
54
Но ур-ние (III, 7) — уравнение трансцендентное и в общем виде
не решается. Поэтому даем его решение в виде графика 9=±г/(Л)
(рис. III, 3).
Рис. III, 3.
Таким образом, ур-ние (III, 8) и кривая 9 — f(A) дают нам инте-
ресующую нас зависимость между Е—, I— и 9.
Перейдем теперь к определению других неизвестных величин.
§ 2. Напряжение вторичной обмотки.
Нам уже известна связь между Е= и Етц
Е= — Етц cos 9.
(III. 3)
Из этого условия находим эффективное значение напряжения
вторичной обмотки
—
П~~ у/2 ~ /2 cos 0 ‘
Обозначив
-7J— = в,
V 2 cos О
(III, 9)
находим
Е1Т=Е=В.
(III, 10)
55
В — есть функция только угла отсечки и, следовательно, если
нам известна 6, то величина В может быть легко найдена. Однако,
нет никакой необходимости, зная А, определять 6, а затем по 6
находить В.
Можно исключить 0 из ур-ний (III, 7) и (III, 3) и найти прямую
зависимость между В и А.
НИС. 111, 4.
Такая зависимость изображена на рис. III, 4. Следовательно,
определив по заданным и /- величину А, по ней сразу находим
(пользуясь кривой III, 4) величину В, а по ф-ле (III, 10) находим
Ец.
Необходимо отметить, что величину Е= мы получили уже
с учетом падения напряжения в обмотках и, следовательно, Ец
есть, эдс или напряжение холостого хода трансформатора.
Таким образом, коэфициент трансформации
__________Ец________wu
/I/_______•
EI WI
(П1, 11)
где Wu и Wi — число витков вторичной и первичной обмоток (на
фазу).
§ 3. Максимальное значение тока фазы 1т.
Эта величина, как мы условились при рассмотрении работы
выпрямителя, должна быть меньше тока насыщения кенотрона Is.
56
Необходимо отметить, что кенотроны с оксидным катодом,
наиболее часто применяемые на практике, не имеют явно выра-
женного тока насыщения, и в случае применения этих кенотронов
нужно следить за тем, чтобы 1т не превосходил максимально
допустимого анодного тока для данного типа кенотрона. При кено-
тронах с вольфрамовым катодом работа на токе насыщения воз-
можна, хотя при этом кпд выпрямителя резко падает.
Максимальное значение тока фазы 1т в нашем случае можно
найти, используя ур-ние (III, 4). Очевидно, ток достигнет макси-
мума при = Подставив это значение в (III, 4), получаем
р
4 = ^r(l-cos6).
Выразим Етц через 1= из ур-ния (III, 5)
F —	1=г -к
mI1 т (sin 0 — 0 cos 0) '
Подставив это значение Ет11 в предыдущее уравнение, находим
тип кенотрона, или же
выбранного типа кенотрона
то нужно или применить другой
поставить два кенотрона параллельно.
§ 4.	Эффективное значение тока фазы во вторичной обмотке
трансформатора.
Эта величина является наравне с Ец величиной, определяющей
размеры, а следовательно, стоимость трансформатора.
57
Так как каждая фаза работает всего один раз за период (когда
ее напряжение положительно), то ток фазы будет иметь вид импуль-
сов косинусоидальной формы (рис. Ill, 6).
Рис. III, 6.
Эффективное значение тока в общем виде определяется, как
известно, следующим уравнением
i2 du>t.
В нашем случае in для значений лежащих в пределах
—6 < «о t < 0, определяется ур-нием (III,4). В остальное время периода
in= 0.
Таким образом, можно написать
/+ J г?
I	(cos ш t—COS0)2d<o£ =
*-е
=	К y\cosu£ — COS0)2<W.
Заменяя Етп через его значение из ур-ния (III, 12), находим
/в
(cos О) t—COS0)2d(o£
т sin 0 — 0 cos 0
Произведя интегрирование и тригонометрические преобразова-
ния, окончательно находим
г __[0(1 + 0,5 cos 2 0) —0,75 sin 20],
11 т	sin 0 — 0 cos О
58
Обозначив последний множитель через D, получаем
hi=~D.	(111,15)
D есть функция 0 и, следовательно, может быть выражена как
функция величины А. Эта зависимость дана на рис. III, 7.
Рис. III, 7.
Формулой (III, 15) для определения 1ц можно пользоваться
лишь для схем, в которых каждая фаза вторичной обмотки рабо-
тает один раз за период [в частности, ф-лой (III, 15) нельзя поль-
зоваться для расчета схем Греца и Латура — см. гл. VI].
§ 5.	Мощность рассеивания на аноде кенотрона.
Мощность рассеивания на аноде можно найти из соотношения
Ра = Ри Rt,	(П1.16)
где величина 1ц определяется по ф-ле (III, 15), а А*,- известно из
характеристики кенотрона.
Действительно, мощность на аноде выделяется лишь в те про-
межутки времени, когда через данный вентиль протекает ток.
Эффективное значение этого тока мы уже определили раньше,
а сопротивление вентиля мы приняли постоянным. В этих усло-
виях мы можем Применить обычную формулу для определения
мощности. Совершенно очевидно, что мощность, полученная по
ф-ле (III, 16), должна быть меньше допустимой мощности рассеи-
вания для данного типа кенотрона, т. е.
Ра<.Рат..,.	(III, 17)
59
§ 6.	Ток в первичной обмотке трансформатора.
Ток в первичной обмотке как по форме, так и по величине
будет различен для разных схем выпрямления.
Определим ток первичной обмотки для двух наиболее употре
бительных схем: однофазной (однополупериодной) схемы и двух
фазной схемы (двухполупериодной)х).
Однофазная схема выпрям-
ления изображена на рис. III, 8.
Трансформатор в этой схе-
ме выпрямления им.еет одну
вторичную и одну первичную
Рис. III, 9.
Рис. III, 8.
обмотку. Форма тока и напряжения во вторичной обмотке пока-
заны на рис. III, 9 а.
Ток in несинусоидален и состоит из постоянной слагающей
переменной слагающей основной частоты и целого ряда гармоник.
Поэтому мы можем написать
in^ 1= 1'mii cos t1" т и cos (2 <o “I” T2) ~f~   >
где Гтц, I"тп — амплитуды первой, второй и т. д. гармоник тока.
В цепи первичной обмотки нет источника постоянной эдс инет
вентилей. Поэтому ток первичной обмотки не может содержать
постоянной слагающей.
Переменная же слагающая тока вторичной обмотки будет тран-
сформирована и перейдет в первичную обмотку увеличенная в и
раз, где п — коэфициент трансформации.
Так как мы приняли, что трансформатор не обладает рассеива-
нием (Л'л^О), то соотношения между амплитудами и фазами гар-
моник переменной слагающей в первичной обмотке будут теми же,
что и во вторичной обмотке.
Отсюда можно заключить, что для данной схемы выпрямления
ток в первичной обмотке имеет ту же форму, что
и во вторичной, с той разницей, что в первичной
обмотке отсутствует постоянная слагающая.
Следовательно, чтобы найти форму тока в первичной обмотке,
мы должны изобразить такую же кривую, как и во вторичной
обмотке (увеличив амплитуды в п раз), а затем вычесть из орди-
9 Определение тока первичной обмотки для других схем дано в гл. VI.
60
нат этой кривой величину l-ti. Эта последняя операция на гра-
фике может быть проделана путем подъема оси абсцисс на вели-
чину 1=п (рис. III, 9 6).
Эффективное значение тока первичной обмотки может быть
подсчитано по известной формуле
Однако, можно определить li и более простым путем.
Как известно, эффективное значение несинусоидального тока
может быть изображено в таком виде
/ =у//=^+7/2 + Г2+ . .
где Г, Г — эффективные значения токов отдельных гармоник.
В нашем случае Л может быть изображено так
h = \/h /г+ h"2 + •.*=« \/hi2 + hi"2 +... =
= nХ/(Л? + hi2 + hi"2 + ...)-/=2. ’
Но (/-2+/т/2 + Л/'2 + - • *) есть нечто иное, как квадрат эффек-
тивного значения тока вторичной обмотки /2ц.
Таким образом, можно написать для однофазной схемы
Ii = nyjl^-P=.
(111,18)
В схеме двухфазного выпрямления (рис. III, 10) вторичная
обмотка состоит из двух фазовых обмоток 1 и 2, работающих
попеременно один раз за период.
Если бы работала только одна из вторич-
ных обмоток, например 7, то в первичной
обмотке трансформатора мы получили бы
ток in, по форме и величине соответствую-
щий току и, кроме того, уменьшенный
на величину п1\ (где /=1—постояннаясла-
гающая тока, даваемая одной фазой).
Если бы работала только одна вторая
половина вторичной обмотки, то ток пер-
вичной обмотки i/2 соответственно должен
был быть уменьшен на величину Од-
нако, ток/ = 2 я по направлению противопо-
ложен току так как обмотка 2 дает
Рис. III, 10.
по отношению к обмотке 1 ампервитки,
противоположно направленные.
Таким образом, токи Z^i/z и как равные между собой,
при вычитании дадут нуль. В первичной обмотке поэтому будет
протекать ток, в точности воспроизводящий форму тока вторич-
61
ной обмотки (рис. III, 11), но повторяющийся два раза за период—
один раз в положительную сторону, другой раз в отрицательную.
Эффективное значение такого тока можно подсчитать следующим
образом.
но
Рис. III, 11.
Согласно определению эффективного значения тока

есть не что иное, как увеличенное в п раз эффективное значение
тока вторичной обмотки. Поэтому можно написать
(111,19)
§ 7.	Потери в трансформаторе.
Теперь могут быть определены потери в трансформаторе по
формуле
Pjb = (Pi r\
62
где гт и гл—активные сопротивления фаз первичной и вторичной
обмоток, mi и шц—число фаз в первичной и вторичной обмотках.
§ 8.	Потребляемая мощность и электрический к.п.д.
Потребляемая мощность и электрический кпд будут соответ-
ственно
Р! = Р=^Ра+РТр,
откуда
ВI	1— Е— Н- тп ~Р— Bi Н" ^“1 г I т1 “Ь тЦ Pjl^II
Если учитывать потери в дросселе фильтра, то необходимо
в знаменателе добавить член
Рдр = Р= гдр.
§ 9.	Коэфициент использования мощности трансформатора.
Размеры трансформатора определяются так называемой „кажу-
щейся мощностью", выражаемой в вольтамперах. Вольтамперы как
первичной, так и вторичной обмотки трансформатора можно под-
считать по формуле
VA = EIm,
где Е —эффективное значение напряжения фазы,
7 —эффективное значение тока,
т — число фаз.
При чисто активной нагрузке (cos<p = l) вольтамперы дают
прямую мощность трансформатора Р= VA cos <р= VA. Обычно
в трансформаторах вольтамперы первичной и вторичной обмоток
(если пренебречь намагничивающим током трансформатора) равны,
между собой, так как
Ец— nEi
и
Определим вольтамперы обмоток трансформатора выпрямителя
через введенные нами коэфициенты.
а) Для случая однофазного выпрямления (т — 1).
(VAn) = Ец1цт.
В нашем случае
hi=l= D = I-D,
Ец—Е=В,
m — 1,
откуда
(VA)ц = E= BI= D — P= BD.	(Ill, 20)
63
Для наиболее часто встречающихся значений А
Отсюда мы получаем ориентировочно
(VA)n^ P=BD^2P=.	(Ill, 20 а)
Иначе говоря, мощность, на которую должна быть рассчитана
вторичная обмотка трансформатора при однофазной схеме выпрям-
ления, приблизительно в два раза больше мощности выпрямлен-
ного тока, которую мы снимаем с выпрямителя. Было бы, однако,
неверно утверждать, что отношение уд— есть коэфициент полез-
ного действия. Последний, как мы видели в § 8, определяется
совсем иначе.
Р=
Ошибочно также было бы считать, что отношение есть cos ср,
Р^
так как никакого сдвига между током и напряжением нет.
можно назвать коэфициентом мощности или, точнее, — > гДе
Рп= Рп гцтц—потери во вторичной обмотке.
Р=
В выпрямителях отношение носит название „коэфициента
использования обмотки". В данном случае для вторичной обмотки
мы имеем kn= ,,,,.^0,5. То обстоятельство, что расчетная
( УЛ)П
мощность вторичной обмотки значительно больше снимаемой мощ-
ности по постоянному току, объясняется тем, что по вторичной
обмотке протекает ток несинусоидальной формы. Этот ток состоит
из постоянной слагающей и переменной, заключающей в себе как
ток основной частоты, так и токи высших гармоник.
Из сети переменного тока энергия поступает в выпрямитель
в виде тока частотой со и эдс той же частоты.
Вентили преобразуют эту энергию в ток постоянный, проходя-
щий через сопротивление нагрузки, производящий полезную
работу, и токи высших гармоник. Эти все вновь полученные токи
проходят по обмоткам трансформатора и нагревают их. Вторичная
обмотка должна быть рассчитана на прохождение всех этих токов,
что и вызывает необходимость увеличения ее кажущейся мощности
(вольтампер).
Подсчитаем для нашего случая (jn = 1) вольтамперы первичной
обмотки
__________g
(VL4)/ = Ij 1-j tn = n \/ Рц— P— • —— tn
= I=E~B — l = P= = В. /ЁЁ—1
Если принять, как и раньше, и 0^2, то получим
(W = Р= Х/3.
64
Необходимые вольтамперы первичной обмотки, как видим, полу-
чились меньше из-за того, что в первичной обмотке постоянная
слагающая тока отсутствует.
Коэфициент использования первичной обмотки
Kl = (VAh =	= °’58'
Размеры сердечника трансформатора обычно выбирают, исходя
из „типовой мощности" трансформатора, под которой пони-
мается среднее арифметическое значение вольтампер первичной и
вторичной обмоток, т. е.
Отсюда можно определить „коэфициент использования транс-
форматора*
Кт? = (VA^p
Определим теперь вольтамперы и коэфициент использования
обмоток трансформатора для схемы двухполупериодного выпрям-
ления
(уА)п=тп1пЕп== 2^ DE=B=P=BD^2P=,
р=
Kn~w£hI~Q,5'
Мы получили то же значение, что и для однофазной схемы.
Это и следовало ожидать, так как рассматриваемая схема по суще-
ству состоит из двух однофазных схем.
Так как обе вторичные обмотки обслуживаются одной первич-
ной, то mj = 1 (zn/z — 2). Коэфициент использования первичной
обмотки отсюда
(VA)j = mi Ij Ei — mjnyJi 1ц -- = mi\/2 >=z DE: В =
fl
= 1 • y/2’ DBE= — P=^^ \/2 P=
или
= 72- = °'71
(против Kj = 0,58 для однофазной схемы).
Как видим, в этом случае получилось лучшее использование
первичной обмотки, что и следовало ожидать.
5. Б. П. Терентьев. Выпрямители
65
§ 10. Переменная слагающая напряжения.
На зажимах нагрузки (или, что то же самое, на зажимах емкости
С) переменная слагающая будет, конечно, различна для различных
значений емкости С.
До сих пор мы принимали С = оо и, следовательно, Е пола-
гали равным нулю.
В случае, если емкость конденсатора не будет бесконечно велика,
напряжение на зажимах его будет меняться, и выпрямленное напря-
жение будет иметь переменную слагающую. (Эта переменная сла-
гающая образуется за счет переменной слагающей тока, идущего
от выпрямителя.)
То обстоятельство, что емкость С не бесконечно велика,
и следовательно, е- не постоянно, вызывает изменение как вели-
чины, так и формы тока, и, строго говоря, ток Е не может быть
уже выражен ур-нием (III, 4).
Однако, при достаточно больших величинах емкости конденса-
тора	7?,/) колебания напряжения получаются практически
малыми, и форма тока очень мало отличается от отрезка косину-
соиды. Ток фазы будет иметь форму, изображенную на рис. III, 2,
и может быть выражен в пределах одного импульса ур-нием (111,4).
Всего таких импульсов в пределах одного периода 2 к будет т.
Такой выпрямленный ток может быть выражен согласно тео-
реме Фурье следующим образом
Е = /- 4" I’т COS т 03	I"т cos 2 т ш t-\-...
(члены с синусами пропадут ввиду симметричности кривой).
Постоянная слагающая выпрямленного тока /— пройдет через
сопротивление нагрузки R и создаст на нем падение напряжения
E==ER.
Так как мы приняли, что емкостное сопротивление конденса-
тора	R, то полное сопротивление нагрузки, состоящее из
R и С, включенных параллельно, будет определяться, главным обра-
зом, сопротивлением емкости.
Таким образом, для первой гармоники, имеющейся в составе
выпрямленного тока, сопротивление нагрузки будет равно
Z' ~	’
— т С
для второй
gU___1
r2m а) С
и т. д.
В шду того, что сопротивление конденсатора имеет наиболь-
шую величину для первой гармоники и сама первая гармоника
имеет наибольшую (по сравнению с другими гармониками) ампли-
туду, то очевидно, что переменная слагающая напряжения на
нагрузке будет содержать почти исключительно первую гармонику
66
напряжения. Все остальные гармоники практически будут отсут-
ствовать.
Поэтому с достаточной для практики точностью мы можем
принять, что переменная слагающая напряжения на нагрузке
£
т (о С*
(III, 20)
Первую гармонику переменной слагающей тока можно опреде-
лить, пользуясь теоремой Фурье
2г.
Г,„=1 I z-cos/n<o£c7o>t
т 7С J ~
О
В нашем случае период кривой равен не 2 т:, а поэтому для
получаем
-1-0
/ ' = 1 Се
к I ^LH(C0Sd)i—cosO) cosmco t-d^t.
m J	7
— 9
Заменяя Етц по условию (III, 12) и произведя интегрирование,
получаем
г ,__Е 2 [ sin т 0 cos 6 — т cos т 6 sin 0]
т r	к (т2 — 1) cos 6
Последний множитель является функцией угла отсечки 0 и числа
фаз т.
Обозначив его через И', получаем
а отсюда
Е = 1т	.
~ т о С гС т<а
Если С выразить в микрофарадах, то заменяя ш = 2-/= 2 т. 50,
получаем
F — н'л^
~	г С	/п 2 к • 50 *
Обозначая последний множитель через Я, находим оконча-
тельно
е
Е^=-^Н.	(111,21)
Значения Н для различного числа фаз т —1, 2, 3 в зависи-
мости от величины А даны на рис. III, 12 а, б, в.
5*	67

68
Рис. Ill, 12e.
Обычно при расчетах задаются не абсолютным значением пере-
менной слагающей, а выражают ее по отношению к Е- в про-
центах
% = 5^100 = ^100.	(111,22)
При проектировании выпрямителей задаются величиной UQ —
— 0,05 — 0,15 (т. е. 5—15%) (эти цифры берутся в зависимости от
назначения выпрямителя) и по ф-ле (III, 22) находят нужную вели-
чину С. Дальнейшее сглаживание пульсаций напряжения произво-
дится уже фильтром (см. гл. VII).
Все расчеты, приведенные выше, дают возможность по задан-
ным значениям Е= и /= определить все остальные параметры
выпрямителя. Однако, очень часто бывает необходимо найти для
спроектированного выпрямителя еще зависимость Е- от I-, т. е.
построить внешнюю характеристику выпрямителя.
§ 11. Внешняя характеристика выпрямителя.
Внешняя характеристика выпрямителя, т. е. зависимость Е= от
/= при неизменном Ех зависит от параметров выпрямителя.
В свою очередь при данных значениях т, г и Етц, 1= и Е—
являются функциями 6.
Действительно, согласно ур-нию (III, 5) мы имеем
J тЕт11 . sin 9 — 6 COS 6  тЕп XI	рц 23)
69
где
sin 6 — О cos 6
То =----------
С другой стороны, согласно ур-нию (III,3) Е= — Ет ncosQ.
Так как у0 пропорциональна току нагрузки
a cos 6 пропорционален. Е=, то кривая cos6=/(^0) (рис. III, 13)
дает в известном масштабе зависимость Е= от /-, т. е. эта кривая
и будет внешней характеристикой выпрямителя.
Действительно, если масштаб оси ординат умножить на Ет11,
то мы получим Е~. Если же умножить масштаб оси абсцисс на
то получим и, следовательно, полученная кривая будет
определять внешнюю характеристику выпрямителя E- = f(I~ ).
s Необходимо обратить внимание на то обстоятельство, что при
холостом ходе выпрямителя (/- = 0) выпрямленное напряжение
равно амплитуде напряжения вторичной обмотки Е~о— Етц.
Так как обычно при нагрузке Ет11 значительно выше то
при внезапном сбросе нагрузки напряжение на зажимах конденса-
тора резко возрастает и может произойти пробой конденсатора.
Подробный пример расчета выпрямителя приведен в гл. IX.
ГЛАВА IV.
ВЫПРЯМИТЕЛЬ БЕЗ ПОТЕРЬ, РАБОТАЮЩИЙ НА ИНДУКТИВ-
НУЮ НАГРУЗКУ.
§ 1. Выпрямленное напряжение.
Как уже было указано в предыдущей главе, в выпрямителе,
работающем на индуктивную нагрузку, выпрямленное напряжение
имеет вид кривой, огибающей
напряжения всех фаз (рис.
IV, 1).
В этом случае выпрямлен-
ное напряжение является не-
синусоидальной функцией вре-
мени и, следовательно, согла-
сно теореме Фурье может быть
расположено в ряд, содержа-
щий постоянную слагающую,
первую гармонику и ряд
высших гармонических, т. е.
f (х) = tIq -j-	cos х —J—
—^2 cos 2 x —Bi sin x
B2 sin 2 x-j- ... (IV, 1)
Рис. IV, 1.
Период переменного тока равен 2 тс, а периодом кривой выпря-
мленного напряжения ввиду того, что оно состоит из пг одинако-
2те
вых отрезков косинусоиды, будет величина — и, следовательно»
если выпрямленное напряжение в пределах от—^Д° + ^ выра-
жается уравнением
е = Ет cos со t3
где <о — есть круговая частота переменного тока, то (после замены
в аргументах х, 2%, Зл... на /я со, 2 яг со, Зягсо и т. д.) выпрямлен-
ное напряжение может быть представлено в виде выражения
= £*== о + cos-j-	2 cos 2 m co t Em 3 cos 3 in co t. (IV, 1 a)
(так как косинус есть функция четная, то члены с синусами
пропадают).
71
Как известно из теоремы Фурье, постоянная слагающая ряда
Ао выражается так
2 тс
Ao=^f/^dx-
о
В нашем случае это выражение примет вид
+ п_
т
Е-о = ^ I Ет cos^t-d^t.
т.
т
Так как косинус есть функция четная, то это выражение может
быть переписано следующим образом
£=0~ 2^2
т
Произведя интегрирование, получаем
1	sin
Е=о = —- I Emcosoit-d<ot = Е —ЕЕ •
пг f	л
т
(IV, 2)
Так как обычно интересно знать связь выпрямленного напря-
жения с эффективным напряжением фазы вторичной обмотки, то
выражение (IV, 2) может быть дано в виде
_ sin —
Е=о— Ец^2 —ЕЕ = Ецр,
т
(IV, 3)
где
а Ен: — эффективное напряжение фазы вторичной обмотки. Значе-
ния р для разного числа фаз даны в таблице IV, 1.
Переменная слагающая выпрямленного напряжения состоит из
ряда гармонических. Для определения амплитуды любого лг-того
72
члена ряда (IV, 1) служит по теореме Фурье следующее выраже-
ние
2 тс
Ak = ^f f(x) cos kx dx
о
И
2п
Bk = ^ j f (x) sin kx dx.
о
В нашем случае Bk = Q (так как функция четная), и, следова-
тельно, ряд (IV, 1) состоит из одних членов с косинусами. Прини-
мая во внимание, что кривая выпрямленного напряжения имеет
период^1, а основная частота ее та>, найдем амплитуду А-той.
гармоники
Ak==Ek=^^J (Ет cos и t) cos kvtdort,
m к
m
где k = m, 2 m, Зт.., так как все гармоники должны быть
кратны т. Решение этого интеграла производится следующим
образом
тс	тс
т	т
т о	то
_2Ет sin(fe-l)^ sin(* + l)^_
— л 2(Jfe—1)	‘	2(А4-1)
tn L
(* + l)sin(*- D^+(*-l)sin (* + 1)£-
= 2jL_	'<	2(£2-l)
m
Так как
sin (a + P) = sin a cos p + cos a sin p,
то предыдущее выражение можно представить так
Ek =
/ ч ч Г • & К 71 kit . я]	« J . £ 71	1 1 kit . к]
_ „ (k4-1) sin—cos —cos sin — 4- (k —• 1) sin—cos—H cos—sin—I
__2 Em I m m m mJ	L m m m ______________
2(A;2—T)
nt
n . kit it	kit . it
n „ 2 & sin — cos-2 cos — sin —
_2 Em	mm	mm
~~ ~V~	2(/г2 —1)
m
73
Как уже указывалось выше, k — величина кратная т, т. е. k =
— k'm, где k' = 1, 2, 3... Следовательно,
k'm тс
т
Отсюда
и
sin — = sin k' к = О
т
k-	,,	.
COS—=COS& Т. = — 1.
т
Таким образом, получаем
no Sin-	sin— о
р  2 Ет _____т   р  т
тс	(Л2—1)	тс &2 — 1
т	т
Учитывая, что
£„^ = £=0 (см. IV, 2)
т
находим
Е.ЛЕ_.^	(IV, 4)
или, обозначив
E-mk_гт
р— —
окончательно получаем
и"=Й = (И^1’	(IV'4a)
где k' = 1, 2, 3 ...
Значения величин р и Uo для разного числа фаз приведены
в таблице IV, 1.
Таблица IV, 1
т	II о.	| 11 №	I гармоника при f = 50 гц к'= 1		II гармоника к' — 2		Ш гармоника к' = 3	
			fk	ий п/о	fk	и0 %	fk	б7о °/о
1	0,45	2,22	50	157	100	67	150	25
2	0,90	1,11	100	67	200	13	300	5,7
3	1,17	0,855	150	25	300	5,7	900	0,6
6	1,35	0,74	300	5,7	600	1,4	1800	—
12	1,39	0,72	600	1,4	1200	0,3	3 600	—
со i	1,41	0,71	—	—	—	—	—	—
74
Пользуясь этой таблицей, можно для любого числа фаз (/п)
быстро определить: 1) величину постоянной слагающей выпрям-
ленного напряжения по отношению к эффективному напряжению
фазы и 2) амплитуду первой, второй и третьей гармоник перемен-
ной слагающей напряжения.
§ 2.	Ток вторичной обмотки.
Ток во вторичной обмотке трансформатора, как мы уже знаем
(гл. II, § 3), при данной схеме выпрямителя имеет вид отдельных
2 тг
прямоугольников высотой 1т = 1- и длительностью — (рис. IV, 2).
Как видим, через вторичную обмотку трансформатора протекает
либо ток, равный I-, либо ток, равный нулю.
На какой же ток нужно рассчитывать вторичную обмотку
трансформатора?
Так как ток I- течет лишь в течение части периода и, сле-
z_
довательно, среднее значение тока за период равно — , то, каза-
лось бы, на него и нужно рассчитывать обмотку. Но это будет
неверно, так как обмотки тран- -------г ________ ____________
сформатора рассчитываются, т,3	{	|
исходя из норм допустимого	1	-------- —
нагревания, а нагрев проводов	—5-----гя —-
определяется в данном случае	.
мощностью, выделяемой в них {	| |	। |
и равной P = PR, где I—	LJ—
эффективное	значение -£------—-
тока.	Рис. IV, 2.
Таким образом, для расчета
проводов трансформатора нужно найти эффективное значение тока
во вторичной обмотке (Zu).
Так как ток вторичной обмотки несинусоидален, то эффектив-
ное его значение нужно находить, исходя из общего определения
эффективного значения тока, т. е.
(IV, 5)
Мгновенное значение тока в нашем случае в пределах от
----~ до будет 1ц —1=, а в остальное время iIT — 0. Следова-
тельно, эффективное значение тока во вторичной обмотке тран-
сформатора, на которое и нужно рассчитывать обмотку, будет
т
(IV, 6)
75
§ 3.	Вольтамперы вторичной обмотки.
Как мы видели, вторичная обмотка должна давать напряжение
Ец > определяемое из ур-ния (IV, 3)
К
Ец = Е=о
т
у/2 sin —-
т
и через нее проходит ток, эффективное значение которого равно
/_
~ у/ т
Следовательно, каждая фаза вторичной обмотки должна быть
рассчитана на вольтамперы (VA)u — EuIii, а так как в трансфор-
маторе имеется т фаз, то расчетные вольтамперы вторичной об-
мотки будут равны
(VA^n^mEnlii.	(IV, 7)
Полезная мощность, отдаваемая трансформатором, есть мощ-
ность постоянного тока Р= = Е=1=, так как мы условились, что
выпрямитель не имеет потерь. Однако, вольтамперы вторичной
обмотки трансформатора не равны мощности постоянного тока Р=.
Действительно,
К
т—	1
(VA)n = m-Enhi = —----Е=1- = __ _*........--Р= = ^-Р=.
y^sln—\/т	\l2\jm sin—	11
т	т
Как не трудно убедиться,всегда больше 1, т. е. отношение
(VJ4)j7 =	’ котоРое в электротехнике обычно определяет собой
cos ср, в данном случае следует назвать „коэфициентом использо-
вания" вторичной обмотки трансформатора *).
Значения 1п и (VA)n приведены в табл. IV, 2. *
Таблица IV, 2
т	1п_ 1=	к\\	' 1/Жц
2	0,71	0,64	1,57
3	0,58	0,68	1,48
6	0,41	0,55	1,81
12	0,29	0,40	2,50
!) См. ГЛ. III.
76
Как видно из этой таблицы, при большом числе фаз выпрямле-
ния (тп = 6 —12) получается весьма плохое использование вторич-
ной обмотки
=0,55 — 0,40.
Совершенно очевидно, что все соображения и формулы, выве-
денные в настоящем параграфе, исходят из определенной формы
тока, имеющей место в данном случае, и поэтому они справедливы
лишь для простейшей схемы выпрямителя, у которого вторичная
обмотка соединена звездой, и не пригодны для сложных схем,
которые будут приведены в гл. VI.
§ 4.	Ток в первичной обмотке и ток линии.
2
Ввиду того, что первичная обмотка в трансформаторе выпрями*
теля может быть соединена различно — звездой, треугольником —
и, кроме того, вообще говоря, может содержать другое число фаз,
чем вторичная (например, в шестифаз-
ном выпрямителе первичная обмотка
может быть трехфазной), то общего
решения вопроса о форме и величине
тока в первичной обмотке дать нельзя х).
Поэтому покажем в виде примера, как
производится определение формы и ве-
личины тока в первичной обмотке для
частного случая, когда пг = 3 и первичная i
обмотка соединена звездой (рис. IV, 3).
Из гл. III мы уже знаем, что ток
в первичной о бмотке имеет т у
же форму, что и во вторичной,
стой разницей, что в первич-
ной обмотке отсутствует по-
стоянная слагающая.
Так как постоянная слагающая тока
обмотки равна (для /;г = 3)-^, то для получения тока фазы в пер-
вичной обмотке мы должны из тока вторичной обмотки для любого
момента времени вычесть и, конечно, результат умножить
на коэфициент трансформации п. Таким образом, в первый момент,
когда /л1 = /=(рис. IV, 4), мы получим
Рис. IV, 3.
одной фазы вторичной
ii 1 =	-----п.
В течение второй трети периода, когда in 1= 0,
Подробнее вопрос о форме и величине тока первичной обмотки для более
сложных схем рассмотрен в гл.VI.
77
В следующую треть периода in 1 = 0 ток будет таким же, как
и во вторую треть, т. е.
1 т
in =----з~ п-
Таким образом, ток в первичной обмотке будет иметь вид,
изображенный на рис. IV, 4.
Аналогично определяются токи в других фазах.
Рис. IV, 4.
Рис. IV, 5.
Форму и величину тока в первичной обмотке можно определить
и другим путем.
Для упрощения наших дальнейших рассуждений пренебрежем
током холостого хода, т. е. положим, что на-
магничивающие ампервитки трансформатора
равны нулю.
Пусть в данный момент работает первая
фаза вторичной обмотки, т. е. по ней проте-
кает ток ini = /—. В этот момент токи в других
фазах вторичной обмотки in2 — ins равны нулю.
Токи в фазах первичной обмотки обозначим
через 1ц, if2, iiz и будем находить их величи-
ну и направление.
Для этого прежде всего вспомним, что пер-
вичная и вторичная обмотки каждой данной
фазы размещены на одном и том же сердеч-
нике (рис. IV, 5).
Примем за положительное направление
токов в первичной обмотке направление,
указанное на рис. IV, 3.
В рассматриваемый момент по фазе 1ц вторичной обмотки про-
текает ток 1=, а по фазам первичной обмотки — неизвестные еще
нам токи in , if 2, i/з-
78
Из теории трансформатора известно, что для любого момента
времени сумма ампервитков первичной и вторичной обмоток, раз-
мещенных на данном сердечнике, должна равняться ампервиткам
намагничивания (Дте^). Это же следует из векторной диаграммы
трансформатора (рис. IV, б).
Так как мы приняли ток холостого хода равным нулю, то отсюда
получаем, что сумма первичных и вторичных ампервитков каждой
фазы должна быть равна нулю.
Идя вдоль по железу по замкнутому пути abed (рис. IV, 5),
подсчитаем ампервитки; их сумма должна быть равна нулю
Iи 1 wn — in 2 Wn -\-i12 Wi — in Wi - 0
(IV, 8)
Здесь через wn и Wi обозначено число витков вторичной и пер-
вичной обмоток.
Так как в данный момент гл2 = 0 и im=I~, то это уравнение
принимает вид
1= wIT	iii Wi — inWi = 0.	(IV, 8a)
Идя таким же образом по пути abefa, составляем второе урав-
нение
/= Wn -f- ii3 Wi — in wi = 0	(IV, 9)
и, наконец, третьим уравнением будет
*л~|- /тг + ^з = 0.
(IV, 10)
Таким образом, для нахождения трех токов in, in и г>з мы
имеем систему трех ур-ний (IV, 8, 9, 10).
Решив эту систему уравнений, находим:
2 т
ll 1 WI = -у 1 'Wii
1 т
114^1 =-------Y Wl1
1	r
(IV,
И)
WTI
Обозначив = п, где п — коэфициент трансформации.
по-
лучим:
2	T
1Ц = -g- /= Tl
1 т
ti2 — — -^-i=n
in —---
(IV, 12)
Эти токи будут течь в фазах до тех пор, пока ток в фазе 1 не
изменится, т. е. в течение J/3 периода.
Q3 —
79
Токи в следующей трети периода получим круговой переста-
новкой индексов.
Таким образом, форма токов в первичной обмотке будет иметь
вид, изображенный на рис. IV, 4. Этим способом мы получим те
же значения тока, что и в первом случае.
Зная форму и величину тока в первичной обмотке, не трудно
определить и его эффективное значение, на которое рассчитывается
обмотка.
2 л
Так как ток в первичной обмотке в пределах от 0 до 3~ ра-
вен ii\ —	1-п, а от ~ до 2 тс равен z’zi =-то, поль-
зуясь общим выражением для // (IV, 5), находим эффективное зна-
чение тока
При п = 1 при чисто активной нагрузке токи в первичной и вто-
ричной обмотках трансформатора, если не считать тока холостого
хода, равны между собой.
В нашем случае при п = 1 ток в первичной обмотке равен
Ii = 0,471-, а во вторичной 1ц = 0,581=, т. е. больше, чем в пер-
вичной. Это кажущееся несоответствие объясняется тем, что по
вторичной обмотке протекает как переменная слагающая анодного
тока, состоящая из ряда гармоник, так и постоянная слагающая.
В первичной же обмотке постоянной слагающей нет, и, следова-
тельно, эффективное значение тока, которое, как известно, может
быть представлено, как I = \/ f= /i ~ /2 + Zj + • • •, благодаря от-
сутствию члена А= будет меньше.
Однако, активная часть тока в обеих обмотках одинакова (бла-
годаря отсутствию потерь в трансформаторе) и поэтому большее
значение тока во вторичной обмотке характеризует более низкий
коэфициент использования этой обмотки.
Ток линии в случае соединений первичной обмотки в звезду
как по форме, так и по величине, равен фазному току первичной
обмотки.
При соединении же первичной обмотки в треугольник форма
тока легко может быть получена путем алгебраического сложения
мгновенных значений токов двух фаз, присоединенных к данному
проводу линии.
Так, если бы в' нашем примере первичная обмотка была бы
соединена в треугольник, то для определения тока в фазах первич-
ной обмотки мы составили бы те же уравнения для ампервитков
80
и, очевидно, получили бы ту же форму тока в фазах первичной
обмотки. Форма же тока в линии будет в
Действительно, пусть фазы 1 и 2 (рис.
IV, 7) имеют токи, изображенные на
рис. IV, 8.
Если принять за положительное на-
правление тока направление, указанное э
на рис. IV,7 стрелками, то очевидно,
что в линии 1 протекает ток, равный
разности токов фаз 1 и 2.
Таким образом, ток
этом случае
Рис. IV, 7.
другая.
/ш
в линии можно
легко определить, если известны токи
в фазах.
В первый момент
2
(рис. IV, 8) ток в фазе 1 равен -%-1= п, а в
фазе 2----* 1=п. Вычтя из первого тока
второй, получаем ток линии
-Р=л-(—Р=л)=Л=га-
В течение второй трети периода тем
же способом получим значение тока линии,
равное /=«, а в третью треть ток в линии
отсутствует.
Эффективное значение тока линии равно
Рис. IV. 8.
1лан = У^Ц=п)* = Ъ£21=п.
§ 5. Вольтамперы первичной обмотки и всего трансформатора.
Определив величину тока в первичной обмотке, можем теперь
найти вольтамперы первичной обмотки, выраженные через полез-
ную мощность постоянного тока
(УД), = /, Et т.
Но
Я
EX=J^=E=--------,
П	ny/t sin Л
т
или в нашем частном случае
Cl~~ п-1,17'
Кроме того, для нашего случая Ц =0,471-п.
6. Б. П. Терентьев, Выпрямители.
81
Таким образом, для трехфазного выпрямителя звезда-звезда
мы имеем
£_	0,47
(КА)/ = -^. 0,47/= пт = у^З/=£= = !,21 Р=
•1,1/	1,1/
и, следовательно,
трансформатора
коэфициент использования первичной обмотки
kl ~	“ 1,21 — °’825,
Мы видим, что в выпрямителе трансформатор работает в весьма
необычных условиях — кажущиеся мощности в обмотках неодина-
ковы (для вторичной обмотки мы имели (КД)л = 1,48Р=), причем
мощность в первичной обмотке меньше, чем во вторичной.
Таким образом, при расчете трансформатора приходится обмотки
рассчитывать на различные мощности. Как же выбрать размеры
сердечника? Если взять сердечник с габаритными размерами, соот-
ветствующими (VA)/, то в его окне не разместится вторичная
обмотка, имеющая габаритную мощность (VA)n больше, чем
VA]. Если выбрать сердечник по VAn, то в его окне останется
неиспользованное место — он будет плохо использован. Поэтому
при проектировании трансформатора принимают за габаритную
или так называемую „типовую" мощность трансформатора
= (IV, 13)
Для нашего частного случая
WTp = 1,21 +1,48	= 1,35 Р=.
§ 6. Вынужденное намагничивание.
При определении тока в первичной обмотке мы сумму ампер-
витков по замкнутому пути в железе приравниваем нулю (ввиду
равенства нулю тока холостого хода).
Однако, если рассмотреть сумму ампервитков не на замкнутом
пути по железу, а на каждом стержне по отдельности, то не
трудно видеть, что сумма Aw на каждом стержне не равна нулю/
Действительно, пусть на первом стержне имеются в данный момент
Aw от вторичной обмотки, равные I-Wn, и на первичной ампер-
витки, равные 2j3I~wn (IV,11), направленные, как это известно из
теории трансформатора, в противоположные стороны. Так как мы
приняли за положительное направление—направление Л1( то ампер-
витки /=Wii мы должны взять со знаком минус, и, следовательно,
сумма Aw на первом стержне будет равна
2 ,	Т	1 г
/= Wu —I— Wil =----3- I— Wil.
82
Рис. IV, 9.
близко к крышке трансфор-
На втором стержне во вторичной обмотке в рассматриваемый
момент ток равен нулю, а в первичной равен—Следователь-
но, на втором стержне сумма Aw будет равна также--I=wn.
На третьем стержне будет то же самое. Следовательно, в дан-
ный момент на всех стержнях мы имеем одинаковый избыток Aw,
направленных в одну и ту же сторону.
Таким образом, сердечник трансформатора в данный момент
состоит как бы из 3 соединенных параллельно магнитов.
Эти избыточные Aw создают магнитный поток — так называе-
мый поток „вынужденного нама-
гничивания”, направленный от ярма
к ярму (рис. IV, 9).
Если оба ярма трансформатора
не имеют другого соединения че-
рез железо кроме стержней, на ко-
торых расположены намагничива-
ющие Aw, то этот поток вынуж-
денного намагничивания будет не-
велик, так как путь через воздух
имеет слишком большое сопроти-
вление. Если же, как это часто слу-
чается, оба ярма соединяются меж-
ду собой болтами и расположены
матора и дну железного бака для масла, то в этом случае поток
вынужденного намагничивания, замыкаясь через находящиеся вблизи
ярма железные массы, может сделаться достаточно большим и до-
вести железо трансформатора до насыщения. При этом ток намаг-
ничивания трансформатора может возрасти в весьма большой
степени.
Рассмотрим, чем определяются величины тока намагничивания
в нормальном трансформаторе и в трансформаторе, имеющем
вынужденное намагничивание.
Как известно, между напряжением на зажимах первичной
обмотки трансформатора Ei и магнитной индукцией в железе В
существует следующая связь
£7 = 4,44/wQBmax 10-8а,	(IV, 14)
где Вша» — амплитуда переменной величины магнитной индукции,
W — число витков,
Q — площадь сечения железа.
При неизменной амплитуде переменного напряжения на первич-
ной обмотке переменное Втах также будет иметь одну и ту же
амплитуду. Для трансформатора без подмагничивания ток намагни-
чивания определяется ампервитками, необходимыми для получе-
ния Втах. На рис. IV, 10 изображена кривая намагничивания железа,
из которой видно, что для получения необходимой величины 2 Втах
нужно иметь определенной величины ампервитки 2 Aw, а так как
6s	83
число витков обмотки неизменно, то, следовательно, определено
и значение тока намагничивания.
£ Если же помимо переменного намагничивания имеется -еще
постоянное подмагничивание, то число потребных ампервитков
весьма сильно возрастает.
Пусть в железе имеется некоторое постоянное подмагничива-
ние Во, создаваемое ампервитками (Дда)с (рис. IV, 11).	'
Тогда процесс намагничивания железа
будет происходить следующим образом:
При включении напряжения намагничи-
вание железа пойдет по кривой оа (началь-
ной кривой намагничивания) и индукция В
будет возрастать до тех пор, пока она не
2в сделается равной величине Втах (точка а),
^определяемой напряжением Ei и формулой
(IV,14). Далее приуменьшении напряжения ин-
дукция будет уменьшаться по кривой abc.
Напряжению — Ei будет соответствовать
индукция Дтак (точка с). При этом общее
изменение магнитной индукции будет равно
2 Дтах-
Далее от точки с индукция начнет уве-
личиваться теперь уже по кривой cda. Как не трудно заметить из
рис. IV, И, при наличии вынужденного намагничивания для полу-
чения той же величины 2Дтах необходимо затратить, ввиду некото-
рой насыщенности железа, значительно большее количество ампер-
витков (2 Aw), т. е. ток намагничивания
сильно возрастает.
Это обстоятельство необходимо учиты-
вать при проектировании трансформаторов
для выпрямителей, так как возрастание
тока намагничивания при неудачной кон-
струкции может настолько увеличить ток
первичной обмотки, что трансформатор
будет очень сильно греться.
Иногда разогревание по этой причине
может получиться от неудачного распо-
ложения трансформатора в каркасе вы-
прямителя. Так например, если трансфор-
Рис. IV, 11.
матор прикрепляется железными скобками к железному каркасу,
то тем самым замыкается путь потока вынужденного намагничи-
вания. В этих случаях необходимо обязательно ввести в путь по
железу воздушный промежуток.
Вынужденное намагничивание имеет место далеко не во всех
схемах выпрямителей. Большинство схем свободно от этого недо-
статка. В гл. VI, где рассмотрены особенности различных схем
выпрямителей, этому вопросу уделено особое внимание.
Как мы видим, условия работы трансформатора в выпрямитель-
ной установке очень сильно отличаются от обычных условий ра-
84
боты. В частности, несмотря на чисто активный характер нагрузки,
коэфициент мощности трансформатора не равен единице.
Нагрузка обмоток трансформатора различна: вторичная обмотка
(пренебрегая током намагничивания) нагружена сильнее первичной.
Наконец, в некоторых схемах имеет место вынужденное намаг-
ничивание, которой может значительно повысить ток намагничи-
вания, а тем самым и потери в трансформаторе.
ГЛАВА V.
ВЫПРЯМИТЕЛЬ С ПОТЕРЯМИ ПРИ РАБОТЕ НА НАГРУЗКУ
С ИНДУКТИВНОЙ РЕАКЦИЕЙ.
1. Вывод общей формулы.
В гл. IV мы рассматривали работу выпрямителя, работающего
на нагрузку индуктивного характера, причем мы пренебрегали
всеми потерями в выпрямителе, т. е. считали, что как сопроти-
вление самого вентиля, так и активное и реактивное сопротивле-
ния трансформатора, равны нулю. В настоящей главе мы опреде-
лим условия работы выпрямительного устройства, приняв во вни-
мание указанные выше потери.
Рассмотрим работу схемы многофазного выпрямителя, в каж-
дой фазе которого имеется некоторое активное сопротивление г
и индуктивность Ls.
Условимся, что в сопротивление г будет входить:
1) сопротивление вентиля Rt —	2) активное сопротивление
вторичной обмотки фазы Гц и 3) перечисленное сопротивление
первичной обмотки r'i.
В индуктивность Ls будет входить индуктивность рассеяния
вторичной обмотки, перечисленная индуктивность рассеяния
первичной обмотки, а также индуктивность дросселей, которые
ставятся в фазах в некоторых случаях.
Необходимо отметить, что активное сопротивление анодной
цепи г = гц -|- r'i -f- R; не является величиной постоянной, так как
Rt, вообще говоря, величина непостоянная и зависит от силы тока.
Однако, в конечном счете, величина г при изменении нагрузки
обычно меняется мало. Так например, хотя в газотронных выпря-
мителях 7?z ~ очень сильно зависит от величины тока (так как
Еа — величина постоянная), величина Rt в то же время по абсо-
лютной величине весьма мала (значительно меньше сопротивления
фазы трансформатора). В этом случае г, очевидно, определяется
почти исключительно величиной Гц -ф-г’т, т. е. является величиной
постоянной.
В кенотронных выпрямителях Rt велико, но зато сравнительно
мало зависит от величины тока (до достижения тока насыщения).
86
Таким образом, с достаточной для практики точностью можно
величину г считать постоянной.
Рассмотрим теперь работу /«-фазного выпрямителя (рис. V, 1)
со вторичной обмоткой, соединенной в звезду. В каждой фазе
этого выпрямителя имеется активное сопротивление г и индуктив-
ность Ls. Нагрузка состоит из дросселя L = оо *) и сопротивления R.
Из гл. II известно, что в случае отсутствия потерь в выпрямителе
все фазы работают поочередно, причем в данный момент работает
та фаза, эдс которой наибольшая.
Пусть в начальный момент t0 наибольшую эдс имеет первая
фаза ец\ (рис. V, 2). Очевидно, что в рассматриваемый момент
будет работать именно эта фаза и через нее будет протекать ток
нагрузки 1щ = г=. Так как мы приняли, что L = оо, то L= —/= = const.
Следовательно, ток, проходя-
щий по обмотке трансформато-
ра, в рассматриваемый момент
in i=/- есть величина постоянная.
л
Рис. V, 1.
Отсюда следует, что для момента tQ, когда ток в фазе уже
установился, падение напряжения на индуктивности Ls
о  г dlm _ п
eLs	dt — О,
так как
-£"1 = 0
dt
Падение напряжения на сопротивлении rer — i1I1r или ег = 1~г.
!) Хотя фактически индуктивность дросселя L не бесконечно велика, а всегда
имеет конечную величину, мы, полагая L = ОО, не совершаем большой ошибки,
так как для практически применяемых величин индуктивностей имеет место нера-
венство m<oL^>Rn и переменная слагающая выпрямленного тока получается
настолько малой, что выпрямленный ток Z __ можно считать величиной постоян-
ной.
87
Выпрямленное напряжение е- будет, очевидно, меньше эдс
фазы на величину ег. т. е. е= = ец— ег.
До тех пор, пока будет работать только одна фаза 7, сила тока
в ней меняться не будет, ег будет оставаться неизменным. Кривая
величины е— может быть получена из кривой ец путем вычитания
из ее ординат постоянной величины ег.
Так будет продолжаться до тех пор, пока величина эдс
фазы 2 не станет равна е=.
Начиная с этого момента tx (рис. V, 2), фаза 2 вступит в работу,
так как в цепи O2KRO результирующее напряжение между ано-
дом и катодом вентиля 2, равное еН2— е=, сделается положитель-
ным. Нагрузка начнет переходить на фазу 2. Однако, мгновенно
перейти на фазу 2 нагрузка не сможет. Этому будут препятство-
вать два обстоятельства. Во-первых, в фазах имеются индуктив-
ности Ls, препятствующие мгновенному изменению тока, и, во-вто-
рых, в момент эдс фазы 2 все еще меньше эдс фазы 7, и, сле-
довательно, всю нагрузку принять на себя фаза 2 не сможет.
Таким образом, начиная с момента Л, фазы 7 и 2 начинают
работать параллельно.
Рассмотрим более подробно все явления, происходящие за
отрезок времени, в течение которого эти фазы работают вместе.
Так как 7- есть величина постоянная, то в течение всего времени
одновременной работы фаз 7 и 2:
in 1 in 2 — I— = const	(V, 1)
или
in i=7— — ini.
Иначе говоря, в период параллельной работы фаз („перекрытие
фаз") всякому увеличению тока фазы 2 будет соответствовать
такое же уменьшение тока фазы 7.
Для времени параллельной работы обеих фаз можно написать
следующие уравнения:
в/ 1—е~— Ls—---------^171^ = 0,	(V, 2)
вл 2 — е — Ls —— in = 0.	(V, 3)
Исключив из этих уравнений и перенеся эдс в одну сторону,
а падения напряжений в другую, находим
г г 2	ТТ 1
ец 2 - toi = Ls -----Ls	in 2г — in\r.
Заменяя ini через 1= — in 2 (V, 1), получаем
tZz тт Q	di_	di тт 2	। .
eii2 — еш = Ls -dt--------Ls Ls —jf- + iiitr—I=r-\-i112r.
88
Так как -^- = 0, то окончательно получаем
виг — 6n\ = 2Ls—— L=r.	(V, 4)
Рассмотрим это уравнение. >
ец2 — ец\ есть мгновенное значение разности эдс фаз 1 и 2,
т. е. мгновенное значение „междуфазового” или „линейного" напря-
жения. Обозначим ее через ел.
Эдс фазы 1 может быть выражена уравнением
вцг—Е :/COSa>t.
2 71
Тогда эдс фазы 2, смещенной на угол , будет выражаться
уравнением
——	COS ((О t 'ffi'')
и, следовательно,
ец 2 — ец 1 = ел — Етц £cos со t — cos (^со t —	•
Пользуясь простейшими тригонометрическими соотношениями,
получаем
ел — 2 Етц sin sin (nt-.
Величина 2Етц sin — есть не что иное, как амплитуда линей-
ного напряжения
^ = 2^sin-^-.	(V, 5)
Следовательно, ел = Етл sin ----есть напряжение, ме-
няющееся по закону синуса, причем кривая напряжения смещена
по отношению к началу координат на угол . Если перенести
начало координат в точку Е, где	(рис. V, 2), то ур-ние
(V, 4) примет вид
sinw= 2Z.s ^ + 2tor-/=r.	(V, 6)
Это уравнение справедливо лишь в пределах времени, пока
фазы 1 и 2 работают параллельно, т. е. в пределах „перекрытия
фаз".
Ур-ние (V, 6) выражает закон нарастания тока в фазе 2. Как
известно, ток во время устанавливающегося процесса можно рассмат-
ривать как сумму двух токов — принужденного и тока свободных
колебаний
iii2 — innp-\-iiice.	(V, 7)
89
Эдс, вызывающей 1цпр> в нашем случае будет ел, а эдс, вызы-
вающая 1цсв, равна нулю.
Таким образом, ур-ние (V, 6) распадается на два:
£„Msin«^ = 2£s-^g^ + 2^2„pr-Z=r,	(V, 7а)
0 = 2А, ^2с<’ +2^2с8г.	(V, 76)
В первом из этих уравнений iiitnp содержит в себе постоянную
слагающую. Очевидно, что эта постоянная слагающая не может
быть вызвана переменной эдс	Поэтому ур-ние (V, 7а)
можно разбить на два — одно для постоянной слагающей тока
(iii2nP=), другое для переменной слагающей	причем, оче-
видно,
ill 2 пр= + ilI2np~ ~ 1Ц2пр .	(V, 8)
Не трудно заключить, что в первом уравнении, совершенно оче-
^1П2пр	т
видно, не будет членов ел и — dt~~, а в0 втором члена
Таким образом, ур-ние (V, 6) распадается на систему 3 ура-
внений:
a)	0 = 2in2np=^r — 1=г,
б)	Em,sin<»t = 2Ls ^^ + 2iIl2np~r, (V, 9)
в)	O = 2Ai-fl^- + 2rii2e.r.
Первое из этих уравнений имеет решение
iii2np= =	•	(V, 10)
Второе уравнение есть не что иное, как уравнение тока, возни-
кающего в цепи, содержащей Ls и г, под действием эдс ел.
Корнем этого уравнения будет выражение
=%4 si" 1 - ’> (v’ 111
где Z = \J(<aLs)2-\-r2, а угол <? определяется условием tg ® =	=
 xs
Наконец, ур-ние (V, 9c), дающее закон изменения тока свобод-
ных колебаний, имеет решение
Г
hi2Ct = Ce Ls,	(V, 12)
где С— постоянная интегрирования.
90
Таким образом, in 2 выражается следующим уравнением
in 2 = ill2np= '\-ilI2np^-[- in2св —
ip	— у- t
2~ +1J- sin (<о — Ср)С S ‘ .
(V, 13)
Постоянная интегрирования С определяется из пограничных
условий.
При рассмотрении процесса перекрытия фаз мы приняли за
начальный момент (а>£ = 0) момент равенства ет — епч. (точка t2).
Однако, фаза 2 фактически вступает в работу раньше в точке
Л, что соответствует углу — р.
Для этого момента	in 2 = 0 и ур-ние (V, 13) напишется так
, г
I	р	-1--
°= -2- + ^ sin(-p-<f) + Cs и)Л
О гею да можно выразить С
Подставляя это значение С в основное ур-ние (V, 13), находим
окончательное выражение для im
iii2 — ~2—\-~2z sin (<u^~?) +
+[(;-sm<?+?)--!=]	• Г*
или, производя упрощения,
iii2 = -Лл Г sin —<р)sin (Р + ?)
"" 1
1 — е
-------
Е
(V, 14)
2
Это уравнение справедливо во все время перехода нагрузки
с фазы 1 на фазу 2. В этом выражении фигурирует угол, при кото-
ром происходит зажигание фазы 2, т. е. „угол зажигания" р.
Найдем величину этого угла.
Из рис. V, 2 видно, что до момента включения в работу
фазы 2 (tj) справедливо уравнение
е= = еш — 1=г.
В частности, это уравнение будет справедливо и для точки tlf
где
е= = ец2.
91
Следовательно, для точки (<»t — — р) можно написать
е= - ец2 — eni — 1=г
или
ет — en2 = I=r.	(V, 15)
Но в точке ет и вт имеют значения:
ец 1 = EmII cos	— р),
ец 2 = Етц cos	+ р).
Подставляя эти значения в ур-ние (V, 15), после тригонометри-
ческих преобразований находим
Л /=г
sin р =----:--— 
2E„rrSin—
т11 т
Но согласно ур-нию (V, 5)
2 EmII sin	= Етл
и, следовательно,
sinp = -Г^-.	(V, 16)
Етл
Таким образом, при заданном значении тока нагрузки 1- и из-
вестной величине г угол зажигания р находится очень легко, и тем
самым основное уравнение тока in 2 полностью определено.
Ур-ние (V, 14) для 1ц2 в своем общем виде достаточно сложно,
и поэтому применять его на практике не представляется целесооб-
разным.
Рассмотрим некоторые частные случаи применения этого урав-
нения.
§ 2. Выпрямитель с малым активным сопротивлением при работе
на нагрузку с индуктивной реакцией.
Этот случай соответствует работе мощных выпрямителей, рабо-
тающих на газотронах или ртутниках.
Среднее сопротивление вентиля при этом получается порядка
всего нескольких ом. Активное сопротивление обмоток мощных
трансформаторов также обычно мало, и поэтому основным сопро-
тивлением фазы будет индуктивное сопротивление Xs = wLs.
Полагая для этого случая г = 0, Х5фОг получаем
Z=v/AYpi = ^;	=	ф = 9Э°.
Далее
sin В -	— о и ₽ = 0.
Ет>г
92
Ур-ние (V, 14) в этом случае примет вид
[sin (ш t — 90°) 4- sin 90° e°J + (1 — е°).
После упрощений получаем
in 2 —	(1 — cos <0 0.
Ток фазы 7 получится вычитанием 1ц2 из I-
iIIt =	=	— |^(1 — cos о> t).
Таким образом, мы видим, что в этом случае токи
за время перехода нагрузки подчиняются закону косинуса (рис. V,3).
(V,17)
(V,18)
в фазах
не про-
До момента tr выпрямленный
ток I- протекает только по фазе 7
и, следовательно,	Так
как при этом г— 0, то при про-
хождении тока в фазе никакого
падения напряжения
исходит и е- = ет.
Переход нагрузки с фазы 7
на 2 начинается в момент
когда ец i = е- = ец2.
С этого момента Ъц\ и 1иг
подчиняются ур-ниям (V, 17) и
(V.18).
Переход нагрузки заканчи-
вается в точке t2 при угле
= (Считаем, что начало
координат расположено в точ-
ке £Р) Этот угол называется „углом перекрытия". Он определится
тем условием, что в момент t2 /пх = Ои = т. е. вся на-
грузка перешла на фазу 2.
Подставляя значение <0^ = 7 в ур-ние (V, 17), находим (для
момента t2)
iU2^I= = ^(X-ZO3 Y),
откуда
1 — cos -г = ~~
^тл
(VJ9)
или
1** Ле / —
------Ё~-- ,
^тл
т. е. угол перекрытия тем больше, чем больше Xs; он увеличи-
вается также с увеличением тока нагрузки 7=.
Таким образом, при наличии индуктивности в фазах каждая
фаза работает не ~ часть периода, как это было в выпрямителе
93
без потерь, а больше на угол 7 (рис. V, 4). Очевидно, что формула
для определения эффективного значения тока 1ц = выведенная
у т
нами ранее без учета перекрытия фаз, будет теперь уже неверная.
Она будет давать преувеличенные значения.
Определим эффективное значение тока второй фазы с учетом
, г ] угла перекрытия фаз (рис. V, 4).
I ~~I Г" Уравнение тока in может быть напи-
;—----------х сано так:
; /	। V	в пределах О <С ® t < у
——-	ta = Jg(l-cos«>0
-1 Г Н	Е
Рис. V, 4.	или, подставляя значение из ур-ния
(V, 19), получаем
т 1 — cos w t	(а)
in = /- т---------;
— 1 — cos 7 ’
у 2 те
в пределах 7<сог< —
in = I=.	(б)
2 те
При <»t=— явления протекают, как и в пределах значений <01,
определяемых неравенством 0<<»£<л, но in здесь будет не воз-
растать, а спадать, т. е. будет применяться по закону г'/п.
Следовательно, на последнем участке in будет меняться по за-
кону
г г 1 — COS (D t т COS (О t — COS 7
	/= 1	= /= —.-----1 ,
~----------------------------------------1 — cos 7-1 — cos 7-’
причем изменяется в пределах 0<<o£< 7.
Эффективное значение тока фазы получаем по общему правилу * V
1ц=
2д:
ш	у
г	°
Произведя интегрирование этого выражения, получаем
/гт= ~	— m ф (Т),	(V, 20)
V ш
где
,ь (ч\ __ (2 +cos 7) sin 7 — (1 + 2 cos 7)7
тЧ/—	2 я (1—cos 7)2
На рис. V, 5 изображены кривые \/1 — тф(7) для случаев ш — 2,
m-З и т — 6.
94
Мы видим, что формула для 1ц при учете индуктивностей
в фазах имеет вид, подобный тому, какой был получен без учета
индуктивности, отличаясь от него лишь коэфициентом \/1— /п<р(у).
Как видно из кривых рис. V, 5, этот коэфициент всегда меньше
единицы. Следовательно, наличие индуктивности в цепях уменьшает
эффективное значение тока в обмотках по сравнению с Идеальным
случаем.
Однако, эта поправка в нормальных случаях не превосходит
8—10%. Вместе с тем облегчение работы обмотки трансформатора
частично уничтожается несколько более повышенными потерями из-за
наличия большого числа гармоник то-
ка. Вследствие этого в большинстве
случаев практики можно и не учи-
тывать коэфициента у/1 — m Ф (т)> а
пользоваться формулой
Рис. V. 5.
Определим теперь величину вы-
прямленного напряжения.
Очевидно, за период времени
работы только одной фазы, т. е.
j 2 тс
в пределах <—, выпрямлен-
ное напряжение е= равно напряже-
нию фазы, т. е. е= = е//,так как г = 0
и никакого падения напряжения вну-
три выпрямителя не происходит.
Рассмотрим теперь, как будет изменяться выпрямленное напря-
жение в период перекрытия фаз, т. е. в период
Для этого отрезка времени справедливы ур-ния (V, 2) и (V, 3):
ец i — e= — Ls = 0.
5 at
ец2 —е= —
Заменяя в первом уравнении через 1ц 2 согласно условию
(V, 1), получаем
to,-e= + £,^ = 0,	(V, 21)

(V, 22)
Сложив эти два уравнения и произведя необходимые преобра-
зования, получаем
_ еП1-\~ е112
е=~	2
(V, 22а)
95
т. е. в период перекрытия фаз выпрямленное напряжение равно
среднему значению напряжений работающих параллельно фаз.
Так как сумма двух синусоид есть также синусоида, то отсюда
следует, что кривая е= за период перекрытия фаз будет также
синусоидой.
Когда перекрытие фаз кончится, то ур-ниями (V, 21) и (V, 22)
пользоваться уже нельзя. Вся нагрузка переходит на одну фазу,
и е— резким скачком достигает значения еаг.
Кривая выпрямленного напряжения е- показан на рис. V, 6.
Теперь определим среднее значение выпрямленного напряжения
Е- в зависимости от тока нагрузки, т. е. с учетом падения напря-
жения в выпрямителе.
Согласно теореме Фурье, среднее значение равно площади кри-
вой за период, деленной на величину периода. В нашем случае
это будет (рис. V, 6)
площадь koabcd___площадь kobcd площадь aob
2 тс	2 тс	2 тс
т	т	т
есть
2 тс
тт площадь kobcd
ПО
Рис. V, 6.
не что иное, как известная нам уже вели-
чина Е^.
Таким образом,
Е= = Е,щ— Д Е=.	(V, 23)
А ту площадь aob
где	д£==----2л--
т
есть падение напряжения в выпрями-
теле.
Площадь oab можно найти как
т
У* (ец 2 — £—) d^t.
о
Согласно ур-нию (V, 22)
ец2 — е- = Lsd^.
Вычтя из ур-ния (V, 22) ур-ние (V, 21), находим
eii2—eni — 2LS
ец 2 — е- — L
dlII2
s dt
eII 2 ~ eIT\
2
или
96
Но
ец 2 — ец 1 — ел = Етл sin <о t,
и, следовательно,
т,
Ь.Е=—£-	=	-™г(1 — cos7).
Z тс J 2	2т: 2 '	17
О
Подставляя сюда значение (1 — cosy) из выражения (V, 19),
находим
д р __ т Етл 2 Xs 1=_mXs *
-	2 к 2 Етл ~ 2л '=•
Таким образом,
£-= = Е=0_/='^=^=0_/=^(	(у, 24)
где величина
(V, 25)
играет роль внутреннего сопротивления выпрямителя.
Rx хотя и является сопротивлением, включенным в цепи постоян-
ного тока, но оно имеет реактивный характер, т. е. падение нап-
ряжения в нем не сопровождается потерей
энергии.
Ур-ние (V, 24) дает зависимость вы-
прямленного напряжения от тока нагрузки;
иными словами, это есть уравнение вне-
шней характеристики выпрями-
теля. Как видно из этого уравнения, •
внешняя характеристика имеет вид пря-
мой линии (рис. V, 7).
Наклон этой прямой зависит (при
данном т) от величины индуктивности фазы Xs.
Этим часто пользуются для того, чтобы получить внешнюю
Рис. V, 7.
Е-о
характеристику определенного наклона.
Так например, выпрямители для зарядки аккумуляторов должны
иметь сильно спадающую характеристику, так как в противном
случае в начале заряда без введения дополнительных сопротивле-
ний через батарею пошел бы слишком большой ток. Для умень-
шения его во вторичную (или первичную) обмотку анодного транс-
форматора выпрямителя включают дроссели, увеличивающие Xs.
При увеличении силы тока нагрузки угол перекрытия фаз может
настолько возрасти, что кривая е= в промежутке параллельной
работы фаз пересечет кривую эдс фазы 3 (рис. V, 8).
В этом случае в работу вступит фаза 3. Таким образом, в тече-
ние некоторого промежутка времени будут одновременно работать
три фазы. Можно доказать, что в течение этого времени выпрям-
ленное напряжение будет равно среднему значению напряжений
всех трех фаз.
Эта параллельная работа трех фаз будет продолжаться в течение
7. Б, П. Терентьев. Выпрямители,
97
времени, определяемого величиной тока нагрузки /- и индуктивности
фазы Xs.
Когда ток через фазу 1 прекращается, выпрямленное напряже-
ние сразу (скачком) делается равным среднему значению напряжений
оставшихся в работе двух
фаз и т. д.
При дальнейшем уве-
личении нагрузки угол т
будет возрастать, и в
параллельную работу бу-
дет включаться все боль-
шее число фаз. При пол-
ном коротком замыкании
будут работать парал-
лельно все т фаз.
На рис. V, 8 показа-
но, какой вид будет иметь
кривая выпрямленного на-
пряжения
Как мы
теристика,
при постепенном увеличении угла перекрытия фаз.
уже видели, при перекрытии двух фаз внешняя харак-
т. е. E==f(I=?) имеет вид прямой, наклон которой
определяется величиной —
Можно показать, что при пере-
крытии трех и более фаз внешняя
характеристика также будет прямой
линией, причем наклон этих прямых
будет соответствовать числу перекры-
вающихся фаз.
Таким образом, внешняя характе-
ристика выпрямителя от холостого
хода до короткого замыкания бу-
дет состоять из (т — 1) отрезков
прямой (рис. V, 9). На первом отрезке
работают по одной или по две фазы
параллельно, на втором отрезке —
Рис. V, 9.
две или три и т. д.
§ 3. Выпрямитель с малым реактивным сопротивлением при работе
на нагрузку с индуктивной реакцией.
Если в мощных выпрямителях, работающих на газотронах или
ртутниках, можно было пренебречь активным сопротивлением фазы,
т. е. положить, что Xs^>r, то в маломощных выпрямителях будет
иметь место обратная картина.
Прежде всего в маломощных трансформаторах активное сопро-
тивление преобладает над реактивным. Кроме того, при малых
токах сопротивление даже такого вентиля, как газотрон, делается
98
довольно большим. Действительно, сопротивление газотрона при
токе, равном 30 а, будет всего
Й. = /7 = Я = 0’5 °*’
здесь еа — падение напряжения в газотроне.
При токе в 0,3 а сопротивление газотрона составит уже
/?, = ^ = 50 ом,
т. е. в 100 раз больше.
С таким сопротивлением необходимо уже считаться. Наконец,
при работе выпрямителя на кенотронах или в купроксных выпря-
мителях г будет уже очень значительно больше Xs, так как внут-
реннее сопротивление этих вентилей велико.
Поэтому в маломощных выпрямителях обычно г Xs.
Упрощая решение нашей задачи, мы можем в этом случае
принять Xs—0.
В этом случае во время работы одной фазы выпрямленное
напряжение е= будет, как мы уже видели, меньше эдс фазы ец
на величину /= г.
С момента пересечения кривой е= с кривой ец2 вступит в работу
фаза 2 — начнется процесс перекрытия. Для этого времени будет
справедливо общее уравнение токов, выведенное нами ранее (V, 14).
Положив в этом уравнении
Z=	tg? = *c=O
и, следовательно, ф — 0, получаем закон изменения тока в фазе
за время перекрытия
iii2 =	[ sin ш 14- sin р s-°°] -|-	(1 — е-°°) =	sin и t-f-	(V, 26)
Перекрытие фаз при этом начинается не в момент со£=0,
который соответствует точке пересечения кривых ец2 и вш, а
несколько раньше — при <ot=— р.
В этот момент согласно ур-нию (V, 26)
to2 = ^Sin(-p)+
Но так как
sin р =	, [см. ур-ние (V, 16)],
Е-тл
получаем
1= п
2 (О) t——3) — -2 — и’
т. е. перекрытие только начинается.
Закончится процесс перекрытия тогда, когда in 2 будет равно /ет.
7*	99
Этот момент можно определить помощью того же ур-ния (V, 26)
/ \ 2 г
2 / Етл
sin ® t = ( /=
I^r .
— = SinP,
ьтл
т. е. перекрытие кончается при =
Таким образом, угол перекрытия фаз равен 2 ₽.
Величина за время перекрытия фаз может быть определена
как
e= = eii2—iII2r = eii2 — (^ • sin<oZ+^)r =
= eii2 — sin 14-	•
Так как обычно угол р бывает мал, то большую часть периода
падение напряжения составляет величину, равную 1=г.
Следовательно, в случае работы выпрямителя с активным сопро-
тивлением в фазах на индуктивную нагрузку
£=^£=0—/=гЛ)
(V, 27)
§ 4. Работа выпрямителя при учете как активного, так
и реактивного сопротивления в фазах.
В случае, если активное сопротивление фазы одного порядка
с его реактивным сопротивлением (что соответствует выпрямителям
средней мощности) необходимо учитывать
оба вида падения напряжения.
Для точного анализа явлений, про-
текающих в выпрямителе, в этом случае
следует воспользоваться общим выраже-
нием для тока 1ц2 (V, 14). Однако, это вы-
ражение достаточно сложно, и решение за-
дачи о величине выпрямленного напря-
_ жения получается очень громоздким и
мало пригодным для практических целей.
Поэтому с достаточной для практики
• точностью можно считать, что падение
напряжения в выпрямителе происходит
Рис. V.10.	как на активном, так и реактивном со-
противлениях, независимо друг от друга.
!) Более точно Е— выражается формулой
£= = £=0_/=г(1-^р),
которая получается тем же путем, что и ф-ла (V, 24), причем принято ввиду
малости р, что sin cot
100
В этом случае получается весьма простая формула для внешней
характеристики
£= = £=о - /=	+ г) = £=о - /= гь,
(V, 28)
где
^=(^ + Г)=^ + Г
(V, 29)
есть внутреннее сопротивление выпрямителя.
Как показывает опыт, эта формула дает в большинстве случаев
практики вполне достаточную точность.
ГЛАВА VI.
СХЕМЫ ВЫПРЯМИТЕЛЕЙ.
§ 1. Однофазные схемы.
а) Работа на фильтр с емкостной реакцией.
Однофазное выпрямление применяется обычно при работе
на фильтр с емкостной реакцией.
Работа однофазного выпрямителя на емкость (рис. VI, 1) и метод
расчета этой схемы были нами подробно рассмотрены в гл. III.
Поэтому здесь мы укажем лишь особенности схемы и область ее
применения. Недостатки схемы та-
Рис. VI, 1.
ковы:
1) так как схема однофазного вы-
прямления обычно работает на кено-
6 троне (Ri велико) и, кроме того, по-
лучается большая величина А (т =1)
(см. гл. III), то падение напряжения
в выпрямителе получается весьма
большим, следовательно, выпрямитель
имеет большое внутреннее сопроти-
вление, и при изменении нагрузки выпрямленное напряжение
изменяется очень сильно;
2)	вследствие большой величины внутренних потерь кпд выпря-
мителя получается низким;
3)	коэфициент использования трансформатора в этой схеме
низок, габаритные размеры трансформатора велики, и, следовательно,
стоимость его относительно высока;
4)	переменная слагающая выпрямленного напряжения получается
очень большой, что требует большого количества конденсаторов
и дросселей в сглаживающем фильтре;
5)	большая величина обратного напряжения на вентиль.
К числу достоинств схемы следует отнести:
1)	простота схемы выпрямления и конструкции трансформатора,
2)	схема требует лишь один вентиль,
3)	между концами вторичной обмотки трансформатора напря-
жение получается меньше, чем в обычной двухфазной схеме.
102
В силу всех этих особенностей данная схема применяется при
выпрямлении малых мощностей, главным образом, в маломощных
приемниках и усилителях.
б) Работа однофазного выпрямителя на индуктивность.
Эта схема нами рассмотрена не была, поэтому рассмотрим ее
работу подробнее.
Пусть мы имеем (рис. VI, 2) цепь, состоящую из трансформатора
Т, вентиля К, индуктивности L и сопротивления R. Сопротивле-
нием трансформатора, вентиля и индуктивностью рассеяния транс-
форматора пренебрежем (эти величины могут быть также учтены
в L и R).
Предположим, что включение цепи произошло в тот момент,
когда эдс вторичной обмотки отрицательна (рис. VI, 3). Совершенно
очевидно, что до того момента, пока эдс не сделается положитель-
ной, тока в цепи быть не может.
Таким образом, ток в цепи начнется в момент Л, когда эдс
ец сделается положительной и после этого ток начнет постепенно
нарастать.
Появившийся ток будет подчиняться уравнению
e!I= = EmlI sin <о t = i R + L
характеризующему устанавливающийся процесс в цепи, содержащей
L и R при воздействии синусоидальной эдс.
Это уравнение, как известно, распадается на уравнения для
двух токов—тока свободного (Zce) и принужденного (гяр), причем
эти уравнения имеют следующие решения:
и
. _ Етц sin (<>t — ?)
lnp ~~ A2+(«> Z,)2
где
.	CO L
^=~R-
103
При этом в любой момент
I ~ “F hip'
Постоянная интегрирования С определяется из пограничных
условий.
Для ш£=0, 1 = 0 имеем
откуда
1=Сг Ь
Етц
у/ф + (о £)2
sin (— <р) = О,
у//?2 + (<о £)2
и, следовательно,
i — ice inp
Е Г — — f
”1Jf — s L sin<p4-sin(<»^ — <р)
/я* + (<> z.)2 L
(VI, I)
Оба эти тока (ics и i„p), а также общий ток (г) изображены
на рис. VI, 3.
Уравнение для тока i справедливо только для положительных
значений тока. Начиная с момента ice = — inp, ток i сделается равным
нулю и возобновится только
В частном случае, когда R = О,
в следующий период, когда
ец сделается положитель-
ным; при этом все описан-
ные выше явления повто-
ряются.
Таким образом, выпрям-
ленный ток будет иметь вид,
изображенный на рис. VI, 3.
Выпрямленное напряже-
ние на сопротивлении R бу-
дет иметь такую же точно
форму.
т. е.
? = 0, tg<p = ^ = oo и <р = 90°,
формула (VI, 1) примет вид
i = E^(l-«>s<‘>t)-	(VI, 2)
Ток, соответствующий этому уравнению, изображен на рис. VI, 4.
Как не трудно видеть, этот ток состоит из постоянной слагающей,
равной
Т __ЕтЦ
J==~~ wL ’
104
и переменной слагающей с такой же амплитудой
Т __Етп
1---и>1‘
Ток в цепи протекает весь период. Постоянная слагающая
_Rt
тока получилась за счет члена Cs h , который в силу условия
R = Q остается неизменным.
Обратное напряжение,
получающееся на венти-
ле, отсутствует, так как
ток через вентиль течет
весь период. Напряже-
ние на вентиле (рис.
VI, 4) равно нулю только
в один момент (точка t2).
Таким образом, в дан-
ной схеме выпрямления:
1) постоянная слага-
ющая тока и напряжения
определяется величиной
1
——, т. е. зависит
как от сопротивления нагрузки R, так и
от индуктивности дросселя L;
2) переменная слагающая выпрямленного напряжения и тока
равна постоянной слагающей, т. е. очень велика.
В силу всех этих обстоятельств данная схема выпрямления
в практике не применяется.
§ 2. Двухфазные схемы.
а) Нормальная схема при работе на емкостную нагрузку.
Рис. VI, 5.
Работа и расчет нормальной
двухфазной схемы (рис-VI, 5) при
емкостной нагрузке была рас-
смотрена в гл. III.
Обычно в этой схеме в каче-
стве вентилей применяются кено-
троны.
Особенности данной схемы:
1) Сравнительно большая ве-
личина обратного напряжения
на кенотрон
Ео6р = 2 Ет11 - 2 Ец v/2 = 2 Е= В у/2.
Так как в среднем В х 1, то
= (2,8-н 3) £=;
(VI, 3}
105
т. е. обратное напряжение почти в 3 раза больше, чем выпрямлен-
ное напряжение.
2)	Схема характерна плохим использованием обмоток трансфор-
матора.
Вольтамперы, характеризующие габаритную мощность трансфор-
матора, равны
(VA)n — тц 1цЕц = тц	Е=В = I=E=D В.
тп
Так как обычно B=l, a Z) = 2, то получается, что
(УА)П^2Р=,
т. е. коэфициент использования вторичной обмотки &л = 0,5.
3)	Вследствие большой величины внутреннего сопротивления
кенотрона при нагрузке получается большое падение напряжения
внутри вентиля и сравнительно низкий кпд.
4)	Благодаря сглаживающему действию конденсатора схема дает
значительно меньшую величину переменной слагающей напряжения
на входе фильтра (£70) по сравнению с двухфазной схемой, рабо-
тающей на индуктивную нагрузку. Область применения данной
схемы та же, что и у однофазной схемы—выпрямители малой
мощности для питания приемников и усилителей.
Кроме того, эта же схема находит применение в установках
для получения небольших токов (до 1 а) сравнительно высокого
напряжения (до 5000—8000 в).
б) Обычная двухфазная схема при работе на индуктивную нагрузку.
Эта схема (VI, б) в общем виде была рассмотрена в гл. IV.
Для т — 2 и при достаточно большой (L^oo) индуктивности
дросселя L ток вторичной обмотки 1ц будет иметь форму прямо-
Т
угольников высотой /= и длительностью 2 (рис. VI, 7). Наличие
индуктивности в фазах трансформатора вызывает искажение прямо-
угольной формы тока. Ток получается в виде трапеций прежней
высоты, но скошенных по закону косинуса (см. гл. V) на величину
угла перекрытия ? (рис. VI, 7 в).
Ток в первичной обмотке может быть определен, исходя из
следующих соображений.
Если бы во вторичной обмотке работала бы только одна фаза 1,
то по общему правилу ток в первичной обмотке имел бы такую же
форму, что и во вторичной, но в первичной обмотке отсутствовала бы
постоянная слагающая. Иначе говоря, ток первичной обмотки
имел бы форму прямоугольников величиной nl=, из которых
необходимо вычесть величину (так как постоянная слагающая
тока 1ц имеет величину
Таким образом, ток в первичной обмотке имел бы вид, изобра-
женный на рис. VI, 7 в.
106
Если бы работала только одна фаза 2 вторичной обмотки, то
мы путем таких же рассуждений получили бы точно такую же
форму тока в первичной обмотке, причем, однако, эта кривая
была бы сдвинута по отношению к кривой от фазы 1 на 180°.
Но так как ток фазы 2 течет во вторичной обмотке противо-
положно току в фазе 1 и, следовательно, его действие на первичную
обмотку противоположно, необходимо кривую первичного тока,
полученную из кривой рис.
VI, 7 б, повернуть на 180°,
т. е. в результате двойного
сдвига на 180° мы получим
опять кривую рис. VI, 7в.
Ток в первичной обмотке будет слагаться из токов, наведенных
обеими фазами, т. е. будет равен алгебраической сумме этих токов.
(Принцип суперпозиции в первичной обмотке мы можем применять
потому, что она не содержит вентилей и других нелинейных систем.)
Таким образом, ток в первичной обмотке будет иметь форму
кривой в, но по величине в два раза больше (рис. VI, 7 г).
Эффективное значение тока во вторичной обмотке определяется
по общему правилу
у/ т	/2
При желании получить более точно эффективное значение вто-
ричного тока нужно учесть наличие угла перекрытия у.
Так как
1ц= -т^\/ 1 — т ф (у),	(V, 20)
у/т
107
то в данном частном случае
^= = 7= \/1 —2<Ит) .
V 2
Кривые для значений у/1 — /п ф (у) были приведены на рис. У, 5.
Угол же перекрытия у определяется по формуле (IV, 19)
cos у =
2XSI= __	2XSI= _ _ xs
^тл	^mll	Emil
Ток в первичной обмотке имеет всегда одну и ту же величину,
причем в течение одного полупериода ток положителен, а в тече-
ние другого полупериода отрицателен. Так как эффективное зна-
чение тока не зависит от направления тока, то, очевидно, эффек-
тивное значение тока в первичной обмотке будет равно
h = nl=.
Выпрямленное напряжение имеет
форму полусинусоид (рис. VI, 8).
Согласно табл. IV, 1 (стр. 74) вы-
прямленное напряжение £= = 0,9 Ец
и амплитуда первой гармоники
переменной слагающей напря-
жения Ет1 = 0,67 Е=.
J Обратное напряжение на
ШЬ вентиль равно
2Етц — 2Ец у/2 —
=2^£== \/2^3,1£=.
При расположении обмоток,
указанном на рис. VI, 6, т. е.
когда фазы вторичной обмотки
расположены каждая на своем
стержне, а обе половины пер-
вичной обмотки соединены
последовательно, будет иметь
место вынужденное намагни-
чивание, ампервитки которого
будут равны =2	• ПРИ
соединении половин первичной
обмотки параллельно или при
соединении вторичной обмотки
„зигзагом" (рис. VI, 9) вынуж-
денное намагничивание отсут-
ствует. Точно так же оно от-
сутствует, если все обмотки
108
(как первичную, так и обе фазы вторичной) расположить на одном
стержне трансформатора.
Во избежание большого падения напряжения в схеме двухфаз-
ного выпрямления в качестве вентилей применяют газотроны или
ртутную колбу. Употребляется данная схема для выпрямления не-
больших мощностей (обычно не свыше 1—2 кет) и напряжений,
главным образом, для зарядки аккумуляторов.
Такая область применения определяется тем, что:
1)	схема дает неравномерную нагрузку на трехфазную сеть
электроэнергии, что допустимо лишь при малых мощностях,
2)	обратное напряжение велико (£O(J/, = 3,1 £=),
3)	переменная слагающая выпрямленного напряжения очень ве-
лика и имеет низкую частоту (f —100 гц), и следовательно, для
сглаживания ее требуется большой и дорогой фильтр.
В установках же для зарядки аккумуляторов пульсации напря-
жения роли не играют; поэтому здесь эта схема часто применяется.
в) Двухфазная схема Греца.
0
0
Схема Греца (рис. VI, 10) представляет собой по существу два
двухфазных выпрямителя, образованных на одной и той же обмотке,
причем эти выпрямители соединяются между собой последовательно.
Действительно, если взять двухфаз-
ный выпрямитель, образованный вто-
ричной обмоткой трансформатора Т и
вентилями 1 и 2, то этот выпрямитель
будет иметь плюс в точке А и минус в
точке О-, выпрямленное напряжение бу-
дет равно —£т/0,9, где Етц—полное
напряжение на вторичной обмотке
трансформатора.
Выпрямитель, образованный венти-
лями 3 и 4, имеет ту же схему и дает
то же напряжение, что и предыдущий,
но так как в нем вентили составлены
в противоположном направлении, то и
полярность его также будет другая: в
точке 0 будет плюс, а в точке В минус.
Из схемы видно, что напряжение
между точками А и В равно сумме на-
пряжений обоих выпрямителей, т. е. 
Рис. VI, 10.
Е=. = 0,9 Ет11.
Обычно эта схема изображается в виде моста Уитстона
(рис. VI, 11), у которого в плечах стоят вентили, к одной диаго-
нали подведен переменный ток, а с другой диагонали снимается
постоянный ток.
В этой схеме ставятся обычно вентили, имеющие малое сопро-
109
тивление (газотроны, купроксы), так как здесь ток проходит через
два вентиля последовательно.
При работе с газотронами применяется схема работы на фильтр
с индуктивной реакцией (начинающийся с большой индуктив-
ности). Выпрямители с купроксами для зарядки аккумуляторов
Рис. VI, 11.
очень часто не имеют никаких дросселей, и в этом случае полу-
чается схема работы на противоэдс (рис. VI, 12).
Рассмотрим работу этой схемы выпрямления при индуктивной
нагрузке (рис. VI, 11).
Если принять (как это делали и ранее), что индуктивность
дросселя бесконечно велика, то в цепи нагрузки величина выпрям-
ленного тока /= будет постоянна (рис. VI,
136). Ток, протекающий через вентили 1
и 3, будет течь только полпериода (рис.
VI, 13а) и будет иметь вид прямоугольни-
ка. Ток через вентили 2 и 4 будет иметь
такую же форму, но будет сдвинут на
180° (рис. VI, 13г).
Ток во вторичной обмотке трансфор-
матора протекает оба полупериода, но
в разные стороны (рис. VI, 136).
Так как ток вторичной обмотки посто-
янной слагающей не имеет, то ток в пер-
вичной обмотке будет иметь точно такую
же форму, но по величине будет в п раз
больше. По этой же причине в сердечнике
трансформатора не может быть вынуж-
денного намагничивания.
Так как ток во вторичной обмотке
трансформатора имеет все время одну и ту же величину /= и лишь
меняет свое направление, то эффективное значение тока 1ц будет
равно /=.
110
Выпрямленное напряжение, как мы уже видели, равно
Е= — Етц \j 2
Л
siny
л
0,9Ел.
2
Таким образом, вольтамперы вторичной обмотки выразятся сле-
дующим образом
(К4)л = Ел/л=/= ^Ец — 1,11Е=/= = 1,11Р=.
показано по 3 шт.).
схеме
Так как E^nln и Ei = т0 вольтамперы первичной об-
мотки, а следовательно, и всего трансформатора, выразятся так
(VA)X = (ИЛ) ц = (ИЛЬ = 1Д1 Р= •
Обратное напряжение на вентиль в данной схеме равно ампли-
туде напряжения трансформатора
Еобр = Еп у/ 2 = к/2 - 1,11Е=ч= 1,55£=,
т. е. в два раза меньше, чем в обычной двухфазной схеме.
При работе на газотронах требуются для этой схемы три
отдельные обмотки накала, изолированные друг от друга на напря-
жение Е=. Действительно, катоды газотронов 7 и 2 (рис. VI, 11)
присоединены к концам вторичной обмотки трансформатора, т. е.
напряжение между ними равно Ец, и объединить их поэтому
нельзя, так как это замкнет вторичную обмотку накоротко.
Г азотроны 3 и 4 могут иметь
общую обмотку накала, но
она должна быть также изо-
лирована от других обмоток.
Наиболее часто схема Греца
применяется в купроксных вы-
прямителях (не требующих
трансформаторов накала) для
а рядки акуммуляторов.
В этом случае схема уста-
новки имеет обычно вид, изо-
браженный на рис. VI, 14.
Сопротивление 7? служит
для регулировки силы зарядно-
го тока. Для повышения допу-
стимого обратного напряже-
ния несколько купроксов сое-
диняют последовательно (на
Эту схему нужно рассматривать как два двухфазных выпря-
мителя, работающих на противоэдс (или на бесконечно большую
емкость) и соединенных между собой последовательно.
111
Как нам уже известно, в случае работы на противоэдс выпрям-
с неко-
опреде-
ленный ток имеет вид импульсов косинусоидальной формы
торым углом отсечки (рис. VI, 15). Величина угла отсечки
ляется формулой, выведенной в главе III,
Д = tg о — 6 =	•
В данном случае, очевидно, нужно считать /п = 2, так как мы
имеем двухфазное выпрямление.
Под величиной же г нужно понимать сумму: 1) сопротивлений
обмоток трансформатора, 2) сопротивления двух плеч вентилей,
3) регулировочного сопротивления R
f—гп 12/?г 4~ R.
Расчет этой схемы производится так же, как и расчет обычной
двухфазной схемы (гл. III), по коэфициентам А, В, D. F, Н, но
112
с той особенностью, что ток во вторичной обмотке здесь будет
выражаться так же, как ток в первичной обмотке двухфазной
схемы, но без п (коэфициента трансформации)
Л/ = -у D у/2 =	D.
Вследствие этого использование вторичной обмотки получается
лучше по сравнению с обычной двухфазной схемой в у/ 2 раз.
Таким образом, схема Греца имеет следующие положительные
стороны:
1)	может быть применен обычный однофазный трансформатор
без вывода средней точки;
2)	для получения заданного выпрямленного напряжения вторич-
ная обмотка трансформатора имеет напряжение в два раза меньше,
чем напряжение между концами обмотки у обычного двухфазного
выпрямителя;
3)	обратное напряжение на вентиль в два раза меньше, чем
в обычной двухфазной схеме;
4)	схема дает очень высокое использование обмоток трансфор-
матора ( VAtp — 1,11Р=);
5)	вынужденное намагничивание отсутствует;
6)	возможно (путем вывода средней точки вторичной обмотки)
получение половинного напряжения.
К недостаткам схемы следует отнести:
1)	необходимость иметь три изолированных накала;
2)	ток проходит через два вентиля последовательно, что позво-
ляет применять только вентили с малым
3)	как у всех двухфазных схем, пульсации выпрямленного на-
пряжения значительны.
Все вышесказанное позволяет заключить, что схема может
употребляться для выпрямления сравнительно небольших мощ-
ностей, так как она дает несимметричную нагрузку на систему
трехфазного тока и требует относительно громоздкого и дорогого
фильтра.
Наиболее часто эта схема применяется для работы с купро-
ксами (зарядка аккумуляторов). В этом случае отпадают все отри-
цательные стороны, и применение схемы становится вполне целесо-
образным.
г) Схема Латура.
Схема Латура представляет собой схему, в которой два одно-
фазных выпрямителя, работающих на емкость, соединены последо-
вательно (рис. VJ, 16),
Один из однофазных выпрямителей образован вторичной об-
моткой трансформатора,.вентилем Ki и конденсатором Ci. У этого
выпрямителя плюс находится в точке а, а минус в точке Ь. Другой
выпрямитель образован той же вторичной обмоткой, вентилем /С2
8. Б. П. Терентьев. Выпрямители.
из
и конденсатором С2. У этого выпрямителя плюс находится в точке Ь,
а минус в точке с.
Таким образом, между точками а и с мы будем иметь сумму
напряжений обоих выпрямителей, т. е. двойное напряжение.
мы получаем выпрямленное
Рис. VI. 17.
Рис. VI, 16.
Обычно эта схема изображается ‘ так, как это показано на
рис. VI, 17, т. е. в виде моста Уитстона, у которого в^плечах стоят
два вентиля и два конденсатора, в одну диагональ подается пере-
менное напряжение от вторичной обмотки, а в другой диагонали
кение.
Работает эта схема следу-
ющим образом:
Пусть в данный момент
плюс будет в точке d, а минус
в точке е (рис. VI, 17). Под дей-
ствием этого напряжения через
вентиль 1 пройдет ток, заря-
жающий конденсатор до на-
пряжения, близкого к напря-
жению Етц (рис. VI, 18а, б).
Когда в точке d будет ми-
нус, а в точке е—плюс, про-
изойдет заряд конденсатора С3
через вентиль К2. Этот конден-
сатор зарядится, очевидно, так-
же до напряжения, близкого
К Emil •
На рис. VI, 18в, г изобра-
жен процесс заряда конден-
сатора С2. Для того чтобы
напряжение е= (рис. VI, 18д),
путем простого сложения eci и ес2, напряжение вторичной об-
мотки Ец на рис. VI, 18в отложено в обратную сторону.
определить полное выпрямленное
114
В течение того времени, пбка ни один конденсатор не заря-
жается, оба они, соединенные последовательно, разряжаются на
нагрузку.
Как видно из приведенных рассуждений, эта схема, действи-
тельно, представляет собой
однофазных схем.
Однако, ввиду того,
что эти два выпрямителя ,
работают со сдвигом по
фазе на 180°, пульсации
выпрямленного напряже-
ния получаются 2 раза
за период, т. е. выпрям-
ление двухфазное.
Таким образом, в этой
схеме получается
Е=. — 2Е'=,
rjifi Е'=> — выпрямленное
напряжение на одном из
конденсаторов (Cj или
При холостом ходе мы
получим
f = 0 = 2ЕтЦ.
последовательное соединение двух
Рис. VI, 18.
Обратное напряжение
на вентиль, как это видно
из схемы, равно
£O6p—£mi-H~E'= ~ 2Ет11—
— Е=о=1,5Е=.
Расчет схемы произво-
дится по формулам, при- 6
веденным в гл. III, при-
чем величину А надле-
жит определять, исходя
из выпрямленного напря-
жения Е'= -—-и т — 1,
т. е.
кг!—	1т.г!=
где
8*
115
Величины В, D, Е, Н находятся по соответствующим графикам,
приведенным в гл. Ill для найденной величины А, причем /У берется
для /п = 2, так как здесь мы имеем двухфазное напряжение.
Пользуясь указанными формулами, находим:
Ец~ ВЕ'= = В^=,
1т = Кт'_
Iu=.I=D\l2.
In в данном случае в \/ 2 раз больше, чем в обычной однофазной
схеме, так как во вторичной обмотке за период имеют место 2 им-
пульса тока (так же, как и в первичной):
Ii = п!ц,
Благодаря тому, что во вторичной обмотке постоянной слага-
ющей тока нет, вынужденное намагничивание в этой схеме отсут-
ствует.
В этой схеме величина А получается, как это следует из при-
веденной выше формулы, в два раза больше, чем для нормальной
однофазной схемы, и в четыре раза больше, чем для нормальной
двухфазной схемы.
Так как большим значениям А соответствует большое значение
коэфициента В, то разница между напряжением при нагрузке и
при холостом ходе получается очень большой, т. е. в этой схеме
имеет 'место большое падение напряжения благодаря большому
внутреннему сопротивлению выпрямителя.
Причина этого заключается в том, что в данной схеме оба выпря-
мителя соединены последовательно, в то время как в нормаль-
ной двухфазной схеме они соединены параллельно.
§ 3.	Трехфазные схемы.
Трехфазные схемы выпрямителей употребляются почти исклю-
чительно при работе на индуктивную нагрузку. Объясняется это
тем, что трехфазные выпрямители чаще всего выполняются на
ртутных колбах или газотронах, которые лучше всего и с боль-
шим коэфициентом использования трансформатора работают на
индуктивную нагрузку.
Работа такого рода выпрямителей была нами подробно рассмо-
трена в гл. IV и V.
По своим показателям трехфазный выпрямитель превосходит
схемы двухфазные.
Действительно:
1)	переменная слагающая выпрямленного напряжения много
меньше, чем у двухфазных схем Emi = O.25AL вместо Ет —
и частота ее выше (/= 150 вместо 100).
116
Таким образом, трехфазная схема требует сглаживающего филь-
тра, значительно меньшего по размерам;
2)	использование трансформатора много выше, чем у двухфаз-
ных схем;
3)	нагрузка на трехфазную сеть получается равномерной.
Трехфазные схемы применяются при выпрямлении средних
мощностей (порядка 1—50 квт) и для выпрямления не очень высо-
ких напряжений (до 5—7 кв).
Такая область применения объясняется тем, что сглаживающий
фильтр при трехфазной схеме нужен значительно более дорогой,
чем при шестифазной, и поэтому при больших мощностях выгод-
нее применять шестифазную схему выпрямления.
Наоборот, при средних мощностях выгоднее иметь более
дорогой фильтр, но меньше вентилей (3 вместо б). Трехфазная
схема выпрямления применяется в выпрямителях, питающих
многокаскадные возбудители радиопередатчиков, в выпрямителях
сеточного смещения и т. д.
Наиболее часто эта схема применяется в выпрямителях для за-
рядки аккумуляторов, так как здесь большого сглаживания пуль-
саций не требуется, и для устойчивой работы бывает вполне доста-
точно включения небольшого дросселя.
§ 4.	Шестифазные схемы.
Шестифазные схемы благодаря своей сложности и большому
количеству необходимых вентилей применяются почти исключи-
тельно при больших мощностях, причем в зависимости от условий
работы применяется тот или иной вид шестифазной схемы.
Количество шестифазных схем очень велико, и поэтому нами
будут рассмотрены лишь схемы, применяемые наиболее часто.
Как правило, эти схемы для лучшего использования трансфор-
матора и большей устойчивости работают на фильтр с индуктивной
реакцией.
а)	Шестифазная схема треугольник-звезда.
Обычная шестифазная схема (рис. VI, 19) представляет собой шести-
фазную звезду, концы которой присоединены к анодам шести отдель-
ных вентилей или к шести анодам одного ртутного выпрямителя.
Ввиду того, что первичная обмотка трансформатора соединена
треугольником и фазы ее между собой не связаны, эту схему
можно рассматривать как три двухфазные схемы, сдвинутые друг
относительно друга на 120°.
Каждая фаза вторичной обмотки по общему правилу будет ра-
ботать — часть периода, т. е. в данном случае 60°. Таким образом,
ток вторичной обмотки /= будет иметь вид прямоугольников высо-
той 1= и длительностью 60° (рис. VI, 20а).
На каждом стержне трансформатора размещено по 2 вторичных
обмотки (например, 1 и 7), сдвинутых между собой на 180°. Таким
образом, на первичную обмотку данного стержня приходятся две
вторичные обмотки.
117
Ток в каждой фазе первичной обмотки будет определяться то-
ками обеих вторичных обмоток (VI, 206). Благодаря тому, что
ампервитки первичной и вторичной обмоток
на каждом стержне компенсируют друг дру-
га, вынужденное намагничивание в данной
схеме отсутствует.
Ток в линии может быть изображен как
разность токов двух фаз первичной обмотки.
На рис. VI, 20в изображен ток линии в про-
воде В, присоединенном к первой и второй
фазам первичной обмотки.
Приведенная схема является типичной
многофазной схемой. Все выводы и форму-
лы, сделанные в гл. IV для m-фазных схем,
полностью подходят к этой схеме.
Исходя из формул, приведенных в гл. IV, находим
Ец — Е=------—- = 0,74£=,
т / 2 sin —
1ц = 1= -±= = 0,41 /= .
V т
118
Так как ток в первичной обмотке имеет ту же форму, что и во
вторичной, но число импульсов в два раза больше, то
h=nl= у/2 = 0,581= п.
Ток в линии определяем по общему правилу
4 = у/| (7= п)3 + 4 (7=и)2 = п 1=	= 0,8«7=.
Использование трансформатора в этой схеме очень плохое
вследствие того, что каждая фаза вторичной обмотки работает
только Ve часть периода.
Коэфициент использования вторичной обмотки для этой схемы
составляет всего лишь ku = 0,55.
Коэфициент использования всего трансформатора krp =0,65.
Обратное напряжение
Eo6p = 2Enj2 = 2,lE=.
Положительным качеством данной схемы является то обсто-
ятельство, что в ней можно использовать вентиль с одним ка-
тодом и шестью анодами.
Эта схема употребляется для установок с металлическими ртут-
ными выпрямителями. Благодаря тому, что в этой схеме обратное
напряжение на вентиль равно 2,lZr=, она употребляется для вы-
прямления сравнительно невысоких напряжений — главным образом,
в установках сильного тока (трамвайные и ж.-д. подстанции и т. д.).
Данные для расчета этой схемы приведены в сводной табл. VIII
в конце книги.
б)	Шестифазная схема звезда-звезда.
Работа схемы выпрямителя звезда—шестифазная звезда имеет
некоторые особенности.
Ток вторичной обмотки имеет в этой схеме ту же форму, что
и в рассмотренной выше схеме. Ток же первичной обмотки бла-,
годаря магнитной связи между фазами имеет другой вид.
Для определения формы тока в первичной обмотке напишем
уравнения ампервитков.
Если принять, что ток намагничивания (холостого хода) транс
форматора равен нулю, то мы можем написать для стержней I и II
(рис. VI, 21), а также для I и III:
1= wn -{- Ij iWi — Ii 2Wi = 0,
/= Wn 4- Il tWt — Il 3W1 = 0.
Кроме того,
7/i4-In -{-Ii3 = 0.
Решая эти уравнения, находим
7г, = —В-7= zz; 7/2 = 4" 1=п\ Ij3= -s-I=n.
*	э	о	э
119
Произведя круговую перестановку индексов для других момен-
тов времени, находим, что ток в первой фазе первичной обмотки
будет иметь вид, изображенный на рис. VI, 22в.
Следовательно, в каждый данный момент сумма ампервитков,
действующих на каждом стержне, не равна нулю. Действительно,
в рассматриваемый момент на первом
стержне сумма ампервитков
составляет величину’/ц7= «.
Такую же величину содер-
жат и другие стержни.
Рис. VI, 21.
Рис. VI, 22.
Таким образом, в данной схеме имеет место вынужденное на-
магничивание.
Однако, в отличие от трехфазной, схемы это намагничивание
меняет свой знак через каждую ’/6 часть периода, т. е. имеет ча-
стоту 3/. Этот поток вынужденного намагничивания вызывает
дополнительные потери в железе. Кроме того, эдс, наводимая им
в обмотках трансформатора, уменьшает величину выпрямленного
напряжения.
В остальном эта схема подобна предыдущей.
Так как ток в первичной обмотке и ток линии в этой схеме
имеют другую форму, определим их величину

120
Отсюда легко подсчитать коэфициент использования первичной
обмотки и всего трансформатора
(ИЛ)/ = 1,05Р= и ki = 0,955,
(VA)Tp = l,43P= и kTp = Q,7.
Эта схема по сравнению с предыдущей имеет некоторые пре-
имущества (лучшее использование трансформатора). Однако, нали-
чие вынужденного намагничивания это преимущество сводит на-нет.
Область применения та же, что и у предыдущей схемы.
Обратное напряжение на вентиль, как и в предыдущей схеме,
равно Eo6p==2,iE==.
в)	Звезда — двойной зигзаг.
звезда — двойной зигзаг (рис. VI, 23) или
зигзаг представляет собой также обычную
шестифазную схему с той
лишь особенностью, что вто-
ричная обмотка соединена
не в обычную звезду, а на-
пряжение каждой из шести
фаз — оа,оЬ, ос... получается
в результате сложения на-
пряжений двух обмоток 1
и 2', 7 и 3', 2 и 3" и т. д.
Если напряжение одной из
Схема выпрямителя
треугольник — двойной
вторичных обмоток равно Е'ц, то фазовое напряжение, прилагае-
мое к вентилю, как это видно из векторной диаграммы (рис. VI, 24),
будет равно
Е'п \/3 = Ец.
Таким образом, если обозначить отношение чисел витков од-
ной из вторичных обмоток к числу витков в первичной через
121
ri = -^==, то коэфициент трансформации по напряжению будет ра-
Етт
вен п—-р— = п'уЗ . Так как фазовое напряжение получается как
геометрическая сумма напряжений двух обмоток, то, очевидно,
работа фаз будет происходить следующим образом:
Сперва будут работать фазы 1 и 2, при этом ток по фазе 2'
протекает в „отрицательную" сторону (рис. VI, 26 и 25). В следу-
ющие 11в часть периода напряжение
фазы ob становится больше напряжения
фазы оа, и ток течет через 1 и 3'. Далее
начнет работать фаза ос и т. д.
Таким образом, фазы внутренней
звезды (фазы 1, 2, 3) работают по х/3
периода.
Фазы же внешней звезды (Г, Г’,
2' 2", 3' 3") работают по */6 периода.
Рис. VI, 26.
Рис. VI, 25.
Отсюда эффективное значение тока в обмотках 1, 2, 3 будет
равно
В остальных же обмотках
Ток в первичной обмотке определим, учитывая то обстоятель-
ство, что ток одновременно проходит по одной обмотке на первом
стержне и на втором.
Таким образом, в данный момент времени в первичной обмотке
ток фазы 1 определяется током в обмотке 1, а фазы 2 током в об-
122
мотке 2' (который равен току в обмотке /). Так как ток в обмотке 2'
направлен противоположно току в обмотке 1, то и ток в фазе 2
первичной обмотки будет отрицательным. Рассматривая ток в одной
обмотке за весь период, получаем кривую, изображенную на
рис. VI, 25в.
. Величина тока в первичной обмотке равна 1^п', где п' — коэфи-
циент трансформации на стержне.
Так как общий коэфициент трансформации, как мы уже видели,
равен п — п' у/3, то, выражая ток в первичной обмотке через него,
получаем Iim
hm = n'I= = -^=.I= = [0,58n/=.
/3	\
Эффективное значение тока фазы первичной обмотки будет
h = \J2 • у (0,58/ = п)2 = *у/=л = 0,47/=л.
Коэфициент использования обмоток при этой схеме:
kn = 0,56,	(ИД)// = 1,79Р=,
ki =0,955,	(ИД)/ = 1,05Р=,
% = 0,7,	( VA)Tp = 1,42Р=.
Обратное напряжение Ео6р — 2,1/:=.
Как видим, эта схема по своим показателям подобна схеме
звезда — шестифазная звезда.
Однако, в ней отсутствует вынужденное намагничивание и по-
этому она имеет довольно широкое применение в сильноточной
технике.
г)	Схема с разделяющей катушкой (схема Кюблера).
Схема Кюблера представляет собой два трехфазных выпрями-
теля, у которых соответствующие фазы смещены на 60°, соединен-
ных параллельно через дроссель со средней точкой (рис. VI, 27),
Работа этой схемы может протекать в двух режимах.
Рис. VI, 27.
123
При малой нагрузке падение напряжения на дросселе мало, и
схема работает как обычная шестифазная схема. Действительно,
обе вторичные обмотки можно рассматривать как одну шестифаз-
ную. В этом случае работа фаз будет протекать в порядке нуме-
рации, т. е. после фазы 1 будет работать фаза 2, 3... и т. д.
(рис. VI, 28).
hi
Рис. VI, 28.

Как не трудно видеть, работа фаз протекает в таком порядке,
что обе звезды вторичной обмотки работают по очереди — сперва
работает фаза 1 левой
звезды, затем фаза 2—
правой и т. д. Таким об-
разом, через каждую по-
ловину дросселя проте-
кают токи, изображенные
на рис. VI, 28.
При увеличении на-
грузки падение напряже-
ния на индуктивности
дросселя заметно увели-
чивается, и выпрямленное
напряжение будет изме-
г di
няться на величину Ьдр^-
(под ЬДр мы подразуме-
ваем индуктивность по-
ловины дросселя). На-

пример, при переходе на-
грузки с фазы 1 на фазу 2 в точке а (рис. VI, 29), когда в фазе 1 ток
падает благодаря индуктивности дросселя, в нем наводится эдс
еЪх = -\-Ьдр^, которая складывается с эдс фазы 1 и задерживает
спадание тока.
Одновременно во второй половине разделительного дросселя
находится эдс eL2 = — ^др которая вычитается из эдс фазы
2, принимающей на себя нагрузку. Получается тот же эффект,
что и при нормальном перекрытии фазы, но здесь роль Ls играет
индуктивность дросселя Ьдр. Благодаря большой величине этой
индуктивности перекрытие фаз получается большим уже при срав-
нительно малых токах нагрузки.
Таким образом, кривая выпрямленного напряжения идет по
кривой ab — полусумме напряжений фаз 1 и 2. Разница между
ординатами этой кривой напряжения фазы 1 составляет напря-
жение на дросселе, т. е. напряжение между точками 00^ Так будет
работать выпрямитель до точки с (рис. VI, 29).
В точке с напряжение, создаваемое фазой 3, делается больше
напряжения фазы 1. В этот момент, очевидно, вступит в работу
фаза 3. Однако, перекрытие фаз 1 и 3 будет очень коротким, так
как угол перекрытия их будет определяться лишь индуктивностью
124
рассеяния обмоток трансформатора 1 и 3. Перекрытие же с фазой 2
остается.
После небольшого перекрытия фаз 1 и 3 нагрузка с фазы 1
перейдет на фазу 3, и выпрямленное напряжение опять будет опре-
деляться полусуммой напряжений, но теперь уже фаз 2 и 3 (кри-
вая cde).
В точке е начнется переход нагрузки фазы 2 на фазу 4, и все
явления будут происходить так же, как и при переходе нагрузки
с фазы 7 на фазу 3.
Таким образом, мы видим, что в этом режиме работы мы имеем
всегда параллельную работу, по крайней мере двух фаз (7 и 2,
2 и 3, 3 и 4\ т. е. выпрямитель можно теперь рассматривать как
два трехфазных выпрямителя, соединенных параллельно.
Выпрямленное напряжение также получилось ниже — теперь оно
равно среднему значению напряжения у двух трехфазных выпря-
мителей, соединенных параллельно (1, 17 Ец вместо имевшего
место значения 1, 35 Ец, соответствующего шестифазному выпря-
мителю).
При дальнейшем увеличении нагрузки перекрытие четных и
125
(a)
нечетных фаз между собой увеличивается и выпрямленное напря-
жение уменьшается согласно уравнению
£i_=l,ЯЕ„-*
где Xs = v»Ls определяется индуктивностью рассеяния трансфор-
матора.
Такая зависимость получается потому, что мы имеем в этом
режиме два трехфазных выпрямителя (от = 3), соединенных парал-
/=
лельно и, следовательно, дающих каждый .
Таким образом, внешняя характеристика выпрямителя по схеме
Кюблера состоит из двух частей (рис. VI, 30). В первой части (ос)
при малых нагрузках работа про-
ходит в первом режиме (шестифаз-
ное выпрямление), и напряжение
на нагрузке определяется уравне-
нием
Рис. VI, 30.

6
Е6= = 1,35^1-4^/=.	(Ь)
Здесь Хдр = о>1др определяется 
индуктивностью дросселя, и при-
нято, как в шестифазной схеме, от —6 и £=o = 1,35£ii.
Ток нагрузки полностью проходит через каждую фазу транс-
форматора.
Вторая часть внешней характеристики (са) определяется
ур-нием (а). Первая часть характеристики (ob) ввиду большой вели-
чины Хдр идет много круче второй части характеристики (са).
В точке с кривые пересекаются, и режим b переходит в ре-
жим а. Этот переход происходит при некотором критическом зна-
чении тока нагрузки 1кр.
Из совместного решения ур-ний (а) и (Ь) в этой точке мы мо-
жем определить

з
6йг„ _ ±х.
Др 2
Пренебрегая величиной -у- Xs по сравнению с Хдр и производя
упрощения, получаем
Err
Отсюда, задавшись величиной 1кр (обычно в пределах 0,5—5°/0
от нормального тока нагрузки), можно получить необходимую ве-
личину Хдр
Етт
*кр
126
Полная индуктивность всего дросселя между концами (между
точками О1О2 на рис. VI, 27) будет равна
, 2ХЛг) 0,379 ЕТ1	з Етт
L — —=_______________— — 12-10-3 О
лолк <>	314 1кр — 1U 1кр >•
Таким образом, при работе в режиме а кривые напряжений и
фаз между обеими звездами получаются шестифазные пульсации
напряжения, несмотря на то, что по существу работают две трех-
фазные схемы.
Ток в первичной обмотке мы определим, учитывая, что он опре-
деляется токами в двух вторичных обмотках (например 1 и 4).
1) Вообще, Ln0JlH = Li -\-LzA-2M, где Lt и L2 — индуктивности половин дрос-
селя, а М — взаимоиндукция между- обмотками. Если коэфициент связи между
обмотками равен 1, то M — Lt и Ьполн = 4Z.J. Однако, в наших рассуждениях в Хд?
входило не только L, но и Л4, т. е. мы имели Хд? =	и отсюда получаем
LnMH = 2L1 + 2M = 2
(О
127
Напряжение на дросселе Едр изображено на рис. VI, 31д. Оно
получается как разность напряжений между точками (?1О2 схемы
или кривыми напряжений выпрямителей с четными и нечетными
фазами.
Исходя из рассмотренных условий работы схемы, находим
(при нормальной нагрузке):
Е= = 1,17£Ъ_?_
1ц = ,/V М2 = 0,29/=,
у 31 2
h= х/1/2=2? = 417= п,
\ 3 \ 2 )
( VA)n = 1,48Р= kn = 0,67,
(VA)i=l,05P= ki =0,955,
( VA)Tp = 1,27Р= kTp = 0,79.
Обратное напряжение, как и в обычной шестифазной схеме,
равно Eogp = 2,1Е=о, где под £=о подразумевается напряжение хо-
лостого хода, т. е. l,35£zz.
Амплитуда напряжения на зажимах дросселя Едр = 0,5Етц.
Ввиду того, что ампервитки первичной и вторичной обмоток на
каждом стержне равны между собой, вынужденное намагничивание
в этой схеме отсутствует.
По сравнению с разобранными выше схемами схема Кюблера
имеет ряд преимуществ. Коэфициент использования трансформатора
в ней выше, чем у ряда других шестифазных схем.
Недостатком ее, иногда ограничивающим область применения,
является резкое увеличение напряжения при уменьшении нагрузки
ниже 1кр. Кроме того, необходимость постановки специального
дросселя уменьшает выгоды, связанные с большим коэфициентом
использования.
Схема эта часто применяется в технике сильных токов для по-
лучения больших мощностей.
д)	Схема Вологдина.
Схема Вологдина и рассматриваемая ниже схема Греца явля-
ются „каскадными" схемами, т. е. такими, которые по существу
состоят из двух выпрямителей, соединенных последовательно.
Вследствие этого обратное напряжение на вентиль в этих схемах
вдвое ниже (по отношению к полному выпрямленному напряжению),
чем в обычных схемах.
Схема Вологдина представляет собой схему, в которой две трех-
фазные вторичные обмотки трансформатора образуют два трехфаз-
ных выпрямителя (рис. VI, 32), соединенных между собой после-
довательно. Первый выпрямитель (фазы 2, 4, 6) дает между точ-
128
ками KxOi выпрямленное напряжение для обычной трехфазной
схемы, равное Е=\ = 1,17£ii, где Еп— напряжение одной из фаз
обмотки. Другой выпрямитель точно так же дает напряжение
£^2= £=i = l,17£iz между точками ОгКг.
Рис. VI, 32.
Так как оба выпрямителя соединены последовательно, то общее
напряжение
£=о =	+ £'=2 = 2- l,17£/j = 2,34£л.
Обратное напряжение на вентиль, как в обычной трехфазной
схеме,
Ео6р = 2,1£= j = 2,1 Е=- = 1,05£=о.
В схеме Вологдина имеется некоторая особенность. Дело в том,
что второй выпрямитель с нечетными фазами имеет сдвиг фаз по
отношению к первому на 180°.
Вследствие этого в тот момент, когда на первом выпрямителе
выпрямленное напряжение имеет максимум, на другом мы имеем
минимум (рис. VI, 33). Поэтому пульсации выпрямленного напря-
жения получаются шестифазными (третья гармоника выпрям-
ленного напряжения в первом и втором выпрямителе сдвинуты
на 180° и уничтожаются), что является достоинством схемы. Форма
тока во вторичной обмотке каждого выпрямителя ничем не отли-
чается от формы тока в обычном4трехфазном выпрямителе. В пер-
вичной обмотке ток в каждой фазе будет иметь два импульса за
период (например, в фазе 1 — от фазы 1 вторичной обмотки и от
9. Б. П. Терентьев. Выпрямители.
129
[Зы 4, помещенной на том же сердечнике, но развивающей через
направления).
Поэтому ток в первичной обмотке
будет иметь вид, изображенный на
рис. VI, 33.
Такая форма тока встречалась уже
нам в схеме Кюблера, только там ве-
личина тока была в два раза меньше.
В соответствии с этим получаем:
hi = — = 0,581=,
V з
h = У~ (/= /г)2 = 0,82/== п.
180° ток противоположного
Использование трансформатора в
данной схеме довольно хорошее:
(К4)и = 1,49Р=, kn = 0,67,
(ИД)/ = 1,05Р=, kj =0,955,
(VA}Tp = 1,27 Р=,	kTp = 0,79.
Вынужденного намагничивания вви-
ду равенства ампервитков на каждом
стержне в данной схеме нет.
Отрицательной стороной данной схемы является необходимость
иметь два изолированных друг от друга катода и, следовательно,
два источника накала. Кроме того, здесь имеет место некоторое
увеличение потерь напряжения в выпрямителе, так как ток про-
ходит через два вентиля последовательно. Это обстоятельство
позволяет применять в данной схеме только вентили с малым вну-
тренним сопротивлением (ртутная колба).
К положительным свойствам этой схемы нужно отнести то, что
в ней возможно получение половинного напряжения (между точ-
ками KiO^.
Данную схему целесообразно применять для получения высоких
напряжений (так как в ней мало обратное напряжение) и сравни-
тельно больших мощностей.
е)	Шестифазная схема Греца.
Схема Греца представляет собой, как и схема Вологдина, два
трехфазных выпрямителя, включенных последовательно.
В отличие от схемы Вологдина здесь для обоих выпрямителей
используется одна и та же трехфазная обмотка. На рис. VI, 34
изображена схема Греца (звезда—звезда).
Один трехфазный выпрямитель состоит из обмоток 1, 2, 3 и
вентилей 1, 2, 3. У этого выпрямителя, как обычно, плюс будет
у катодов вентилей — в точке К, минус — в точке О. Выпрямленное
130
напряжение этого выпрямителя будет равно, как и в нормальной
трехфазной схеме, Е^ = 1,17£7т. Другой трехфазный выпрямитель
образован теми же обмотками 7, 2, 3 и вентилями 7', 2', 3'. В этом
Рис. VI, 34.
выпрямителе вентили поставлены в противоположную по сравнению
с первым выпрямителем сторону. Следовательно, и полярность
выпрямленного напря-
жения будет противо-
положна. В этом вы-
прямителе ток прохо-
дит, например, от точ-
ки 7 к точке О, затем
через нагрузку в точку
А, через вентиль Г
к точке 7. Таким об-
разом, в этом выпря-
мителе плюс будет
в точке О, а минус
в точке А.
Выпрямленное на-
пряжение будет, ко-
нечно, такое* же, как и
в первом выпрямителе.	Рис. VI, 35.

131
Таким образом, между точками А и К мы имеем двойное вы-
прямленное напряжение
Е=о = 2 • 1,17£= = 2,34£=.
Обычно эта схема изображается несколько иначе, а именно так,
как это изображено на рис. VI, 35.
Рис. VI, 36.
Работает эта схема следующим образом (рис. VI, 36).
Пусть в первый момент времени наибольшее положительное
напряжение будет в фазе 3, а наибольшее отрицательное в фазе 2.
Векторная диаграмма фазовых напряжений изображена внизу
рисунка.
132
Ток из точки О (рис. VI, 35) потечет к точке 3 через вентиль 3,
точку К, нагрузку, точку А и возвратится в точку О через
вентиль 2' и фазу 2. Ток пойдет через фазу 2, а не 1, потому что
в „отрицательном" выпрямителе наибольшее напряжение имеет
фаза 2 (рис. VI, Зба). Это же можно доказать, рассмотрев цепь
О 1 Г 2' 2 О. В этой цепи действует в рассматриваемый момент
лишь фаза 2, причем направление ее эдс таково, что через вен-
тиль Г ток проходить не может.
Таким образом, в рассматриваемый момент ток течет в фазе 3
от О к вентилю 3 (т. е. ток положителен), а в фазе 2 от вентиля 2
к точке О (т. е. ток отрицателен). Фаза 1 в данный момент не
работает. Если в следующий момент положительное напряжение
делается наибольшим на фазе 1, то нагрузка с фазы 3 переходит
на фазу 1.
Теперь ток будет проходить по цепи О 1 Г КА 2' 2 О, т. е.
в фазе 2 продолжает протекать „отрицательный" ток, а в фазе 1
проходит „положительный" ток.
Рассматривая подобным
образом работу выпрями-
теля через каждые 60°, по- '	v	' £~-
лучим кривые токов, изо-
браженные на рис. VI, 36
бег. Выпрямленное напря-
жение получим, просумми-
ровав напряжения, разви-
ваемые обоими выпрямите-
лями. Такое суммирование
произведено на рис. VI, 37.
Можно рассматривать
работу этой схемы и как
выпрямление междуфазо-
вого напряжения.
В первый момент (рис.
VI, 36) выпрямляется меж-
дуфазовое напряжение фаз
3, 2, в следующий 1, 2
и т. д. Результат, очевидно,
Рис. VI, 37.
получится тот же.
Если нет необходимости в получении половинного напряжения, то
можно среднюю точку трансформатора и не выводить. В этом слу-
чае выпрямленное напряжение получаем прямо между точками А и К.
Отсюда можно сделать заключение, что, если нет необходи-
мости в средней точке, то вторичную /)бмотку можно соединить
и в треугольник.
Такая схема изображена на рис. VI, 38.
Пусть в первый момент времени фаза 1 (ab) имеет максималь-
ное напряжение и в точке а будет плюс. Очевидно, что фазы
2 и 3 вместе дадут напряжение такой же величины. Соответ-
ствующая векторная диаграмма изображена на рис. VI, 39, I.
133
Рис. VI, 38.
Ток под действием этого напряжения потечет от точки а через
вентиль 1, нагрузку и вернется в точку b через вентиль 2'. (Через
вентиль 3 он не пойдет по причине, объясненной выше.)
От точки Ъ к точке а для
тока имеется два пути — через
фазу 1 и через последовательно
соединенные фазы 2 и 3. Так как
величина сопротивления двух
фаз в два раза больше, то ток раз-
ветвится согласно закону Кирх-
гофа—две трети тока пойдут по
фазе 1 и одна треть по фазам
2 и 3.
Рассматривая направление то-
ков, мы видим, что если напра-
вление тока в фазе 7 совпадет
с направлением, принятым за положительное, то в фазах 2 и 3 оно
противоположно, и следовательно, ток через эти три фазы нужно
считать отрицательным.
максимальное значение напряжения будет
В следующий момент максимальное значение напряжения будет
в фазе 3, но отрицательное. Ток потечет по пути а 1 КА 3' с.
Следовательно, в фазе 3 ток будет равен — а в фазах 1 и 3
। 1 г
134
Рассуждая подобным образом, мы получим кривые токов
в фазах, изображенные на рис. VI, 39.
В этой схеме, очевидно, получить половинное напряжение
не представляется возможным.
2
Как видим, в схеме Греца ток по обмоткам течет $ периода
при звезде и весь период — при треугольнике. Такая длительная
работа обмоток дает их хорошее использование. И, действительно,
схема Греца дает наилучшее использование трансформатора
из всех существующих схем.
В этой схеме в обоих случаях
(^ = (^^(^ = 1,05 Р=
и
kj = kn = kTp — 0,955.
Так как по обмоткам ток протекает в обоих направлениях,
вынужденного намагничивания нет. Обратное напряжение на вен-
тиле такое же, как в схеме Вологдина, т. е.
Еобр ~ 1 >05 Е= 0.
Как видим, эта схема имеет очень хорошие показатели
и заслуживает широкого применения.
Недостатком схемы является необходимость иметь четыре
отдельных катода, изолированных на полное напряжение, и, следо-
вательно, четыре источника накала. Это обстоятельство исключает
возможность применения металлических ртутников, имеющих один
общий катод.
В схеме Греца используются, главным образом, газотроны.
ГЛАВА Vll.
СГЛАЖИВАЮЩИЙ ФИЛЬТР.
Выпрямители, питающие анодные цепи усилителей, передатчиков,
приемников и проч., должны давать напряжение, строго посто-
янное по своей величине. Наличие переменной слагающей в выпря-
мленном напряжении вызывает появление так называемого „фона”,
весьма сильно ухудшающего передачу (радиовещание, вещание по
проводам, радиосвязь).
Для уменьшения этой переменной слагающей напряжения между
выпрямителем и потребителем энергии ставится „фильтр", сглажи-
вающий пульсации напряжения (рис. VII, 1). Таким образом, ток
нагрузки протекает по-
следовательно через
выпрямитель, фильтр
и потребителя энергии.
Особенностью по-
требителей энергии в
установках связи яв-
ляется то обстоятель-
Рис. VII, 1.
ство, что они обычно потребляют постоянный ток, быстро изме-
няющийся по своей величине—в усилителях и радиовещательных
передатчиках со звуковой частотой, в телеграфных радиопере-
датчиках—со скоростью телеграфной работы. Эти изменяющиеся
токи нагрузки должны обязательно проходить, как это видно из
схемы (VII, 1), через выпрямитель и фильтр. Понятно, что оба эти
элемента не должны вносить в работу потребителя никаких иска-
жений, и поэтому, в частности, фильтр нужно рассчитывать не
только на сглаживание пульсаций выпрямленного тока, но и на
возможность любого (по скорости или форме) изменения тока
нагрузки в зависимости от требований телеграфной или телефонной
работы.
§ 1. Расчет фильтра на сглаживание пульсаций.
Ранее, в гл. II мы видели, что характер нагрузки влияет на
работу выпрямителя, а в гл. III и IV рассматривали особенности
работы выпрямителя при нагрузках, имеющих емкостный и индук-
тивный характер. Следует заметить, что сам потребитель (пере-
датчик, усилитель, приемник) в большинстве случаев представляет
136
собой нагрузку чисто активную. Реактивный характер нагрузки
на выпрямитель определяется не потребителем, а схемой сглажи-
вающего фильтра, на которую выпрямитель непосредственно
нагружен.
выпрямитель
ФИЛЬ Tfi	по ГРСЕИ ТЕЛЬ
____________________1
Рис. VII, 2.
Схема фильтра составляется таким образом, чтобы переменная
слагающая выпрямленного тока не могла пройти к потребителю.
Постоянная же слагающая тока должна проходить вполне свободно.
Для этого в провод
между выпрямителем
и потребителем вклю-
чается дроссель А,пред-
ставляющий большое
сопротивление для пе-
ременной слагающей
тока (рис. VII, 2), а
параллельно нагрузке
ставится конденсатор
С для того, чтобы
еще более уменьшить
сопротивление нагрузки
с сопротивлением дросселя <оД Таким образом, нормальная схема
фильтра (рис. VII, 2) состоит из дросселя и конденсатора (Г-об-
разный фильтр). В некоторых случаях ставится более сложный
фильтр, состоящий из нескольких „звеньев" Г-образных фильтров.
Очевидно, что в схеме, изображенной на рис. VII, 2, нагрузка
выпрямителя, состоящая из потребителя и фильтра, будет иметь
индуктивный характер, так как для хорошего сглаживания пульсаций
необходимо (как мы увидим дальше), чтобы	В этом
для переменной слагающей по сравнению
вЬ /Л Р 9МИ ГЕЛ ь	ЪН/7Ь ГР	ПО 7РЕБИ 7ЕЛЬ
Рис. VII, 3.
случае, несмотря на
наличие емкости С,
включенной парал-
лельно нагрузке, как
мы видели (гл. II,
§ 6), работа выпря-
мителя протекает
так же, как и при
нагрузке чисто ин-
дуктивного характе-
ра. При работе вы-
прямителя по схеме
выпрямителя будет емкостный, так
данном Случае определяется емко-
на работу выпрямителя в целом
рис. VII, 3 характер нагрузки
как нагрузка выпрямителя в
стью Со и влияние емкости Со
(и на величину переменной слагающей напряжения, в частности)
учитывается в расчете схемы выпрямителя (гл. III). Поэтому
емкость Со мы будем относить к схеме выпрямителя и учитывать
ее как часть фильтра не будем. Для случая схемы рис. VII, 3 мы
поэтому также будем считать, что Г - образный фильтр состоит из
137
индуктивности L и емкости С. Так как качество фильтра следует
оценивать, сравнивая величины пульсаций на его входе и выходе,
то для расчета параметров фильтра L и С нужно знать прежде
всего величину переменной слагающей выпрямленного тока на
входе фильтра и допустимые нормы пульсации на нагрузке.
Относительная величина переменной слагающей напряжения на
входе фильтра Uo при работе выпрямителя на индуктивную нагрузку
(рис. VII, 2) была определена нами (в гл. IV) формулой
£	о
Ч- -Г'-.,»,	I1™'	<[V'4a>
Для определения величины пульсаций можно пользоваться
табл. IV, 1 (гл. IV, стр. 74).
При работе на емкостную нагрузку (рис. VII, 3) величина пуль-
саций определяется ф-лой (III, 2)
t/0%=^100.	(Ill, 22)
Что же касается допустимой величины пульсаций на выходе
фильтра, то она может быть весьма различна и зависит от особен-
ностей потребителя.
Потребители в виде силовой нагрузки—питание моторов, зарядка
аккумуляторов и т. д.—почти не требуют сглаживания пульсаций.
Наоборот, аппаратура связи очень требовательна к постоян-
ству питающего напряжения. Величина допустимых пульсаций
поэтому должна быть такой, чтобы они не мешали нормальной
работе установки.
Ориентировочная величина допустимых пульсаций (в % к вели-
чине постоянного напряжения) для различного рода приборов при-
ведена в табл. VII, 1.
Таблица VII, 1
Ориентировочная величина допустимой переменной слагающей.
Характер нагрузки	(/%
Мощный каскад телеграфного радиопередатчика	 »	„	телефонного	„		 „	„ вещательного	„		 »	„	усилителя (пушпул)		 .	»	.	(не пушпул)	 Промежуточные каскады телеграфного радиопередатчика . . и	„	телефонного	„	. . „	„	вещательного	„	. . „	„	усилителя низкой частоты 	 Задающий генератор радиопередатчика 	 Цепи, питающие микрофон	 Каскады усиления высокой частоты приемника 		0,5 —3,0 0,05 —0,1 0,03 -0,06 0,5 -3,0 0,1 - 0,5 0,2 - 0,5 0,02 -0,10 0,01 —0,03 0,01 —0,1 0,001— 0,003 до 0,0001 0,01 - 0,1
138
Зная ий и U, можно определить „коэфициент сглаживания",
который должен иметь фильтр. Под „коэфициентом сглаживания"
q мы будем понимать величину, показывающую, во сколько раз
фильтр ослабляет первую гармонику переменной слагающей
выпрямленного напряжения
Я-и-	(VII, 1)
Чем больше будет величина q, тем, очевидно, лучше сглаживает
фильтр.
Определим сглаживающее действие одного звена Г-образного
фильтра. Пусть на входе фильтра (рис. VII, 4) действует некоторая
переменная слагающая выпрямлен-
ного напряжения E~q = E0U0- При
этом на выходе фильтра мы бу-
дем иметь напряжение, равное
Е
Е~ — Е= U, где U =	.
Под влиянием напряжения Uo
в цепи фильтра возникнет ток,
который создаст на сопротивлении
Zt (рис. VII, 4) падение напряже-	Рис уп 4
ния
На основании закона Ома можно написать (пренебрегая актив-
ным сопротивлением дросселя)
Здесь
Uo Zx+jXL
Я Цу г.
Xt=m<o L,
J R-jXc’
m ш C
Для получения хорошего сглаживания (большое q) необходимо,
чтобы Xl было бы значительно больше Zv и, кроме того, чтобы
Хс было бы значительно меньше R.
В этом случае можно написать —jXc.
Приняв это допущение, выражение для q можно упростить
_Xl~Xc
хс
Раскрывая значения Ль и Хс, получаем
q ~	_ 1 = mWLC — 1.
т шС
(VII, 2)
139
Принимая во внимание, что = где шф—собственная
частота фильтра, находим
=	(VII, 3)
\ «б/	,
Ф-ла (VII, 2) дает возможность по известной величине q найти
необходимую величину произведения LC
гс— д + г
т№ •
Выражая Lb генри, С в микрофарадах и принимая <о — 2^ • 50 —
= 314, получаем расчетную формулу
I С	— Ю • 6 (<? -I-1) Ю (? +1)	(Vn д\
гн^мкф — т2 (314)2 .	т2 '	\	/
Эта зависимость в виде кривой дана на рис. VII, 5.
Таким образом, для получения заданной величины сглаживания
нужно иметь фильтр с достаточно большим значением произве-
дения LC, т. е. иметь фильтр с достаточно малой собственной
частотой.
При этом с точки зрения сглаживания совершенно безразлично,
возьмем ли мы большое L и малое С или, наоборот, большое С
и малое L.
Выбор величин L и С, производится, исходя из других допол-
нительных условий (см. ниже).
В случае, если требуется иметь большой коэфициент сглажи-
вания, целесообразно применять фильтр, состоящий из 2 или
140
нескольких звеньев. Каждое звено такого фильтра будет состоять
из простого Г-образного фильтра (рис. VII, б).
Точная формула для получения коэфициента сглаживания полу-
чается в данном случае весьма сложной.
Рис. VII, 6.
Если же принять, как это мы делали и ранее, что
R^>XG,
XL^>XC,
то в этом случае коэфициент сглаживания всего фильтра может
быть выражен формулой
|СЛ>| Uo U-l
9= И=йг
Uo	Ui
где = и J =
Коэфициент сглаживания второго звена q2 может быть выражен,
как и ранее, следующим образом
п   U1  \Z2 +Jm а> Lt I g,02 Г С	1
^2 — йг — | Zi I = т ® Л2Сг	Ь
чаем
Так как m<t>L2'^>—то
т<оС^
= и для полу’
^ = ^«2<о2А1С1-1.
Следовательно, общий коэфициент сглаживания всего фильтра
q — qxq2 = (m2№l2L1C1 — 1) (m2<o2Z,2C2 — 1). (VII, 5)
Так как обычно nfivfiLC 1, то можно получить еще более
простую формулу» (пренебрегая 1 по сравнению с mzw2LC)
141
q (mw)4	(VII, 5a)
или при Ц = L2 и Q = C2,
q = (m2<»2LC)2.	(VII, 56)
При выполнении условий Xl Хс во всех звеньях фильтра
(и /? Хс в последнем звене) подобная же формула получается
и для любого многозвенного фильтра
q =
(VII, 6)
Все вышеприведенные расчеты сделаны в предположении, что
переменная слагающая напряжения имеет лишь гармоники, крат-
ные числу фаз. Однако, в практике встречаются случаи, когда напря-
жения на отдельных фазах вы-
прямителя не бывают совер-
шенно тождественны. В этом
случае переменная слагающая
напряжения будет содержать
наряду с гармониками часто-
ты та» и гармоники с часто-
той о>. Эта переменная слага-
Рис. VII, 7.	ющая,. очевидно, будет сгла-
живаться фильтром лишь в
слабой степени и может создать сильный фон. В маломощных вы-
прямителях, питающих приемники и усилители, иногда применяются
фильтры, состоящие из емкости и сопротивления (рис. VII, 7).
В этом случае, конечно, происходит довольно большая потеря
напряжения и мощности в сопротивлении фильтра Яф, но зато
фильтр получается много меньше по габаритам и дешевле.
Определим коэфициент сглаживания такого фильтра
£~о_^+^1
Примем, как и ранее, что
Хс
1
т<а С
R;
тогда
^i = —J—г
v J т со С
п •	1
97 т tn С
. 1
J т о>С
= \JRgt>ma> 11 = Q2 +1 = КфПиьС  (VII, 7)
142
§ 2. Расчет фильтра для питания усилителей низкой частоты
и радиотелефонных передатчиков.
а) Расчет фильтра для усилителей низкой частоты.
Пусть мы имеем реостатный усилитель низкой частоты, анодная
цепь которого питается от выпрямителя через фильтр (рис. VII, 8).
Как известно из теории усилителей, лампу усилителя низкой
частоты можно заменить генератором низкой частоты с амплитудой
эдс, равной pUms и внутренним сопротивлением Rv
Эквивалентная схема анодной цепи лампы усилителя низкой
Рис. VII, 8.
Рис. VII, 9.
случае выпрямитель следует
Рис. VII, 10.
Переменная слагающая тока звуковой частоты, проходящая
через выпрямитель, благодаря большой величине индуктивности
дросселя L бывает очень малой, много меньше, чем постоянная
слагающая. В этом случае вентильное действие выпрямителя влиять
на прохождение тока звуковой частоты не будет, так как сум-
марный ток все время сохраняет свое направление. Однако, в общем
рассматривать как некоторое ком-
плексное сопротивление.
Реактивной составляющей этого
сопротивления по сравнению с ин-
дуктивностью дросселя L можно
пренебречь и считать, что для зву-
ковой частоты 2 выпрямитель пред-
ставляет лишь чисто активное со-
противление г 9* Таким образом,
окончательно эквивалентная схема
анодной цепи лампы усилителя для
звуковой частоты получает вид,
изображенный на рис. VII, 10.
Амплитуда тока звуковой частоты в этой схеме будет опреде-
ляться не только величинами Rt и Ra, но и сопротивлением фильтра
Z^, которое в свою очередь определяется величинами L, Сиг.
Величина этого сопротивления сильно зависит от частоты, что,
вообще говоря, может вызвать частотные искажения (завал опре-
1) Для удобства будем считать, что в величине г учтено и активное сопро-
тивление дросселя фильтра, т. е. г = г выпр + г др.
143
деленных частот). Для того чтобы эти искажения отсутствовали,
необходимо, чтобы сопротивление Z,p было бы на всем спектре
передаваемых звуковых частот достаточно мало с тем, чтобы
падение напряжения' на нем было бы всегда незначительно по
сравнению с падением на
Действительно, напряжение на нагрузке

_ Н UmgRg
RaA'RiA'Zf *
где А< — ток низкой частоты, протекающий по цепи и равный
[ _ Р- Umg___
Ra + R,~+Z/
р
При отсутствии фильтра мы имели бы U'та— р. Umg -^-^р; 
Обозначим через Мг коэфициент частотных искажений, вноси-
мых фильтром,
U та
причем, очевидно, < 1.
Таким образом,
ЛГ2 =
иа+^+гф
(VII, 8)
Рассмотрим теперь, что собой представляет сопротивление Z#
для звуковой частоты
_ 1ДО-И;‘С
( 1 '
г + /(йЛ- *
Пренебрегая г по сравнению с Q L, получаем
(V I, 9)
Для получения достаточного сглаживания необходимо, как мы
видели раньше, чтобы <аф было бы достаточно малым. Обычно а>ф
лежит в пределах 2 я • 10<a>e5<25t • 25.
Диапазон частот, передаваемых усилителем, лежит нормально
в пределах 2 я • 50<2<2тс • 10 000.
Таким образом, звуковые частоты оказываются всегда выше
собственной частоты фильтра.
144
Кроме того, обычно величина получается много меньше вели-
чины Ji—j и ею можно пренебречь.
Для Z& получаем в этом случае выражение
В первом приближении можно принять
откуда
Z^-/±.	(VJ, И)
Это значит, что для частот значительно выше собственной
частоты фильтр представляет собой сопротивление, равное
сопротивлению одного конденсатора С.
Принимая во внимание ф-лу (VII, 11), найдем необходимую
величину С, соответствующую заданному коэфициенту искажений
М2. Для этого решим совместно ур-ния (VII, 8) и (VII, 11)
Мз =
откуда находим
или
Rg + Rj		_Ra±_R.i	
1		/ 1 \2
^a + Ri —j qq	j/ (/?<	
ac-(R.+Riy 		
с 1	1/
(VII, 12)
(VII, 13)
Совершенно очевидно, что для определения величины С в эту
формулу нужно подставлять наименьшее значение для 2, т. е.
расчет должен производиться на самое низкое значение усили-
ваемой звуковой частоты (Qmm).
б) Расчет фильтра для радиотелефонного передатчика.
Работа фильтра при нагрузке на радиотелефонный передатчик
с модуляцией на сетку или усилитель модулированных колебаний
очень похожа на работу фильтра, питающего усилитель низкой
частоты.
Здесь так же, как и в усилителе, анодный ток имеет перемен-
ную слагающую низкой частоты, причем она может быть выра-
жена через коэфициент модуляции и ток в телефонной точке
А? •=
10. Б. П. Терентьев. Выпрямители
145
где m — коэфициент модуляции,
1=тф — постоянная слагающая анодного тока в телефонной
точке (при отсутствии модуляции).
Эта переменная слагающая создает падение напряжения на
сопротивлении фильтра Z^. Так как диапазон частот радиотеле-
фонных передатчиков тот же, что и усилителей низкой частоты,
то очевидно, что Z^ может быть определено помощью условия
(VII, 11). Однако, характер влияния элементов фильтра на работу
передатчика будет иной.
Генераторные лампы имеют обычно малую проницаемость D и
вследствие этого анодное напряжение в области недонапряженного
режима обычно весьма мало влияет на силу анодного тока.
Однако, при достаточно глубокой модуляции, когда анодный
ток лампы временами близок к току насыщения и режим работы
приближается к перенапряженному, уменьшение анодного напря-
жения (например, благодаря падению на фильтре) может довольно
резко снизить величину анодного тока, что неизбежно вызовет
искажения передачи. Величина этих искажений будет зависеть как
от величины падения напряжения на фильтре (это падение опре-
делится частотой 2 и емкостью фильтра С), так и от глубины
модуляции.
Таким образом, получаются амплитудно-частотные искажения.
Величина завала частотной характеристики будет зависеть, в част-
ности, от амплитуды низкой частоты.
Для того чтобы избежать этих искажений, нельзя допускать
значительного падения напряжения на аноде генераторной лампы.
Обычно максимальное понижение напряжения на аноде допускают
не более 5% от £-.
Падение напряжения на фильтре, имеющем для звуковых
частот емкостное сопротивление, сдвинуто относительно тока
(и, следовательно, падения напряжения на генераторной лампе,
являющейся активным сопротивлением для тока звуковой частоты)
на 90°.
Падение напряжения на фильтре и падение напряжения на
лампе в сумме равны Е~. Ввиду того, что эти падения напряже-
ния сдвинуты на 90° по отношению друг к другу, можно написать
где Еф и Ел — соответственно падения напряжения на фильтре и
лампе.
Если принять Ел = 0,98 Е=, т. е. допустить понижение напря-
жения на 2%, то получим допустимое Еф
Е*ф = £2= — Е\ =	(1 — 0,982) = 0,05 £»=
или
Еф = ^0,05	0,22 Е=.
146
Так как, с другой стороны,
Г	т^=тф
22С= QC
Еф =
то можно Еф выразить так
^0,22£= = ^.
Отсюда легко находится значение минимально необходимой
величины С
f~>_ т^=тф
° — 0.22 Е= 2 •
Приняв за наименьшее значение 2=	• 50 = 314 и выразив С
в микрофарадах, получаем окончательно
т/ _=	104
С= 106бЖ-<Г4£=^1’5 EL • т/=^	<VI1’ 14а>
Если принять максимальное значение коэфициента модуляции
« = 1, то ф-ла (VII, 14) принимает вид
С ^1,5—7=^.	(VII, 14b)
Эту формулу можно выразить следующим образом:
При рабочем напряжении £= = 10 кв на каждый ампер тока
в телефонной точке передатчика нужно иметь в выходной емкости
фильтра не менее 1,5 мкф.
Приведенный расчет фильтра пригоден лишь для случаев, когда
в передатчике помимо постоянной слагающей анодного тока 1=тф
существует лишь слагающая звуковой частоту 2. Иногда же в анод-
ном токе имеется еще и „частота разговора", т. е. частота, соответ-
ствующая скорости произнесения отдельных слов. Эта частота
появляется в том случае, когда при отсутствии модуляции потре-
бляемый ток равен нулю или значительно меньше, чем при моду-
ляции. Такого рода явление имеет место, например, в передатчи-
ках без несущей частоты, усилителях, работающих в режиме класса
В, и т. д.
„Частоты разговора" могут быть очень низкими — начиная от
иуля. В этом случае расчет фильтра должен быть произведен так
же, как и на телеграфную работу (см. ниже).
§ 3. Расчет фильтра для радиотелеграфных передатчиков.
При телеграфной работе в анодной цепи радиопередатчика про-
ходит ток высокой частоты в виде отдельных импульсов, огибаю-
щая которых имеет прямоугольную форму. Длительность каждого
такого прямоугольного импульса определяется его значением (точка
10*
147
или тире по азбуке Морзе) и зависит также от скорости передачи
(рис. VII, 11а).
Анодный ток, потребляемый передатчиком, при этом также
изменяется и имеет ту же форму, что и огибающая тока высокой
частоты (рис. VII, 116). Однако, такие резкие изменения анодного
тока (от нуля до полного значения),
как мы увидим ниже, довольно
трудно получить в цепях питания,
содержащих значительные индук-
тивности. Форма сигнала поэтому
(особенно при быстродействующей
работе) сильно искажается. В силу
таких причин иногда уменьшают
глубину изменений анодного тока.
Для этого передатчик ставят в та-
кой режим, чтобы при отжатом
ключе и отсутствии тока в антенне
анодный ток был бы не равен нулю
(рис. VII, Не).
тем, что в схему вводятся специаль-
ми
Рис. VII, 11.
а
- 6
Рис. VII, 12.
Это достигается, например,
ные баластные лампы, которые включаются в качестве нагрузки
лишь при отжатии ключа. Этот же результат достигается задава-
нием смещения на сетку мощного каскада помощью гридлика (а не
батареи). В этом случае при отжатии ключа благодаря отсутствию
сеточного тока лампа мощного каскада автоматически становится
в статический режим, соответствующий Eg — 0, и, следовательно,
потребляет некоторый статический ток.
Рассмотрим работу выпрямителя, питающего через фильтр ано-
дную цепь радиотелеграфного передатчика. Выпрямитель так же,
как и раньше, мы в данном случае
заменим генератором постоянного
тока, имеющим некоторое внутрен-
нее сопротивление г.
На рис. VII, 12 изображена экви-
валентная схема анодной цепи.
Здесь А*— сопротивление, созда-
ваемое нагрузкой передатчика, L
и С — индуктивность и емкость
фильтра, г — сумма активных со-
противлений выпрямителя и дрос-
селя L, К—ключ, заменяющий собой схему манипуляции передат-
чика.
При каждом нажатии и отжатии ключа К в цепи фильтра воз-
никают нестационарные явления. В момент нажатия ключа ток 1а,
протекающий к передатчику, должен был бы мгновенно возрасти
до полного значения, а при отжатии — сразу упасть до нуля (или
до 1стапй, как это изображено на рис. V1I, 11 и VII, 13а. Однако,
очевидно, что ток через дроссель L при нажатии ключа не может
возрасти мгновенно. Поэтому в течение некоторого времени анод-
148
затухающий процесс.
ный ток передатчика будет создаваться, главным образом, за счет
разряда емкости С на сопротивление R. При этом сила тока, отда-
ваемая передатчику 1а, будет больше силы тока 1Ь, притекающего
к конденсатору (рис. VII, 12), и, следовательно, конденсатор С
будет разряжаться. Напряжение на нем начнет падать (рис. VII, 13 абв).
Далее ток заряда 1Ь начинает возрастать, делается больше тока
через передатчик /а, и конденсатор С начинает заряжаться. Напря-
жение на конденсаторе вначале увеличивается, а затем начинает
падать. Получается колебательный
Так как передатчик представ-
ляет собой чисто активное сопро-
тивление, то ток, ицущий к пере-
датчику, будет иметь ту же форму
(VII, 13г), что и напряжение на
конденсаторе, а следовательно, и
ток в антенне будет таким же. Как
видим, наличие фильтра исказило
форму телеграфного сигнала.
При сильных искажениях сигнал
Может даже совершенно раздвоить-
ся (так называемое .дробление сиг-
нала") (рис. VII, 13d).
При отжатии ключа ток, теку-
щий через передатчик, сразу пре-
кращается, но ток через дроссель
не может прекратиться мгновенно
благодаря наличию в цепи индук-
тивности. Дроссель „затягивает"
ток, и вследствие этого напряже-
ние на конденсаторе начинает под-
ниматься (конденсатор подзаря-
жается). При неудачно подобран-
ных параметрах фильтра напряже-
ние на конденсаторе может подняться очень сильно. .Такие пере-
напряжения очень вредны для ламп передатчика; кроме того, мо-
жет произойти пробой конденсатора фильтра или вентилей выпря-
мителя.
Чтобы избежать этих вредных перенапряжений, необходимо
правильно выбрать параметры фильтра. В этом случае можно
получить весьма малые величины перенапряжений.
Величину перенапряжений можно подсчитать, написав диферен-
циальное уравнение анодного тока для момента нажатия или отжа-
тия ключа. Решение этого уравнения дает для напряжения на
конденсаторе следующую зависимость
ес = Е= -f- A la P8~at sin t‘>
(VII, 15)
здесь А 1а — 1ашах — Amin — разность (изменение) токов анода, соот-
ветствующая нажатому и отжатому ключу;
149
Р = у/— волновое сопротивление фильтра;
а — коэфициент затухания контура фильтра
1	Гг । 1 \	_	1
(X — I-------I; (Dr — —— - .
2	RCJ Ф~~\/ЬС
Е_	Е__
причем для нажатого ключа R = а при отжатии
Л* max	*ami>
В ур-нии (VII, 15) знак плюс соответствует отжатию ключа,
а минус нажатию.
Максимума ес достигает при
В этом случае
ах
еСгпах = £’=4-Д/=ре~"^.	(VII, 16)
Однако, такое значение перенапряжения еще не является мак-
симальным. Действительно, это значение перенапряжения выве-
дено для случая одиночного нажатия или отжатия ключа.
Если же нажатие и отжатие будет происходить периодически
(например, дача точек), то перенапряжения от одного нажатия
могут наложиться на перенапряжения от предыдущего, и в этом
случае результирующее перенапряжение может получиться еще
выше.
Рис. VII, 15.
Анодный ток передатчика в случае подачи точек (рис. VII, 14)
можно рассматривать как некоторый несинусоидальный ток, состоя-
щий из постоянной слагающей /amed и переменной слагающей,
в свою очередь состоящей из ряда гармоник
ia — Earned	1'та Sin 2 t -|-1"ma Sin (2 2 t-\- <рг) +
+ /"'maSin(32Z + ?3) + ...
(VII, 17)
Если расположить начало координат так, как это указано на
рис. VII, 15, то уравнение анодного тока после определения коэ-
фициентов ряда можно выразить следующим образом
4=/.m.d+44?[si"a(+Tsin3Si+4si"5a<+-l(vn’18)
Постоянная слагающая тока, отдаваемого выпрямителем, прой-
150
дет через фильтр, создав лишь падение напряжения на сопроти-
влении выпрямителя г.
Для переменной же составляющей фильтр будет представлять
некоторое комплексное сопротивление Z^ (определяемое выраже-
нием VII, 9). Однако, положить Z^ =—здесь уже нельзя.
Дело в том, что работа телеграфом занимает диапазон частот от
нуля (при малой скорости работы) до нескольких сот герц (при
скорости 200—300 слов в минуту).
Так как собственная частота фильтра лежит обычно около
15—25 гц, то вполне возможен случай, когда частота первой (или
какой-либо иной) гармоники телеграфных сигналов совпадет с соб-
ственной частотой фильтра.
Для частоты, близкой к резонансу, фильтр, как параллельный
контур, будет представлять собой большое активное сопротивле-
ние, и, следовательно, на нем будет большое падение напряжения,
а гармоника тока, имеющая частоту, близкую к будет при этом
сильно ослаблена, и форма сигнала исказится.
Поэтому фильтр для телеграфной работы нужно проектировать
так, чтобы для всех частот он представлял бы малое сопроти-
вление.
В общем виде сопротивление фильтра может быть написано
как
^_jXc(jXL + r)
Ф г -f- j (XL —XG)1
где = Xl = QL; г — сумма активных сопротивлений вы-
прямителя и дросселя.
Уничтожив мнимость в знаменателе и произведя несложные
преобразования, получаем
Лл “Г
7 ______2_____
* Г^{ХЪ-ХСУ
Xc(XcXL-r* -XL*)
r^+(XL-Xe)2
= RM+jXae. (VH.19)
Наибольшее значение для падения напряжения будет иметь
первая активная составляющая полного сопротивления (/?ве). Это
падение напряжения на активной части полного сопротивления
можно вычитать из Е= арифметически, а не геометрически (как
падение напряжения на Лае). Максимум этой величины найдем,
приравняв производную ее нулю
Ма9 д (ас) г = д _______________________г
иг = йу +	_____LY д 2 r22aC2+(Q3LC -1>’
к а су
_ — r(2r’C2a+4asZX? — 4QLQ _
—	[Г2<22 С» (Q2 /.С)2]3	~ °*
151
Решив это уравнение, находим значение 2, при котором Rae
достигает максимума
о _ 1	/’2 Z, — С'г2 _ 1	/1 г2
й-у/ГсУ 2Z ~/Lc\j W
и максимальное значение
о - L 4L -
Кае max— С/.	4£_Cr2-
В большинстве случаев величина Cr2 (С должно быть выражено
в фарадах) много меньше 4L и, следовательно, можно написать
Rae max	•
Таким образом, падение напряжения на фильтре для гармоники,
частота которой равна резонансной частоте фильтра и наиболее
сильно влияет на форму сигнала, будет
Д Е = / maRae •
Подставив значение 1'та из ур-ния (VII, 18), получаем
Д Е = 4 lazRae = |	,	(VII, 20)
откуда находим
L  я г Д £	пг&Е
С	2Ма •
Очевидно, что для получения достаточно хорошей формы сиг-
нала необходимо иметь
b = ^<0,1.	(VII, 21)
Условие (VII, 21) позволяет определить параметры фильтра,
обеспечивающие хорошую, неискаженную форму сигнала.
Эти значения L и С должны быть выбраны такими, чтобы их
произведение LC удовлетворяло условию необходимого сглажива-
ния пульсаций.
Мы видим, что для хорошей телеграфной работы нужно, чтобы
фильтр обладал малым волновым сопротивлением, т. е. обладал
бы большой емкостью и малой индуктивностью.
В большинстве случаев передатчики проектируют как теле-
фонно-телеграфные. Для телефонной работы требуется особенно
хорошее сглаживание пульсаций, т. е. большое произведение LC.
Если при этом удовлетворить еще одновременно требования
неискаженности телеграфного сигнала, то оба эти условия приве-
дут к необходимости установки очень больших емкостей. Ввиду
большой стоимости фильтровых конденсаторов задачу решают так:
величины L и С выбираются из расчета необходимого сглаживания
152
пульсаций для телефонной работы, и при переходе на телеграф-
ную работу уменьшают индуктивность дросселя, что допустима
ввиду меньших требований к пульсациям в этом случае. Для этого-
индуктивность фильтра
обычно проектируют в виде
двух дросселей, один из
которых при телеграфной
работе замыкают нако-
ротко.
Вторым вариантом ре-
шения этой же проблемы
r-AWWVVW-i
Рис. VII, 16.
является шунтирование
дросселя фильтра активным
сопротивлением (рис. VII, 16).
Это шунтирующее со-
противление нужно выбрать
так, чтобы гш<С.тф1- для
частоты резонанса фильтра.
При этом эквивалентная схе-
ма будет выглядеть так, как
изображено на рис. VII, 17.
В этом случае сопротив-
ление фильтра Хф для всех
частот будет меньше, чем
гш-\-гвыпр- Фильтр делается
апериодическим, но при
этом, конечно, коэфициент
сглаживания уменьшается.
Теперь уже коэфициент
сглаживания необходимо
определять, как у фильтра,
ления гш (VII, 7).
состоящего из емкости С и сопротив-
§ 4. Перенапряжения на фильтре.
При включении выпрямителя происходит заряд емкости фильтра.-
Благодаря наличию индуктивности, имеющейся в фильтре, заряд,
этот сопровождается сложными нестационарными явлениями.
Рис. VII, 18.	Рис. VII, 19.
При включении рубильника со стороны низкого напряжения
выпрямителя (рис. VII, 18) на входных зажимах фильтра появляется
сразу постоянная эдс £=. Это эквивалентно случаю, когда на
фильтр включается непосредственно источник постоянной эдс Е=
153-
(рис. VII, 19). Процесс, протекающий в этом случае, может быть
описан следующими уравнениями:
Ir——io ib >
^-j' iGdt — iRR=€c,
ier + Ld^ + iBR = E=.
Решение этих уравнений получается в следующем виде
i, ~^ + “=s-,I<sin(<»^ + cp)	(VII, 22)
ес = Е=>[\ — е-1*cos(«>/ + ?),	(VII, 23)
где	_
причем
R' = r+^-,
Максимум тока через выпрямитель наступает при	у
и имеет величину
р р_________. —
+	2.	(V.I, 24)
Максимум напряжения на конденсаторе получается при я,
причем
есшах ^ £•= (1 + е ~ * )•	(VII, 25)
При достаточно малом значении а еСтах может достигать 2Е=.
Получающиеся перенапряжения опасны в первую очередь для
конденсаторов фильтра; кроме того, и вентили получат в этот
момент увеличенное значение обратного напряжения, которое опре-
деляется как сумма естах + Етц, и, наконец, лампы передатчика
также получают почти двойное напряжение.
Большое значение „перетока“ /гаах также может повлечь за собой
аварии. В больших установках, имеющих малое внутреннее сопро-
тивление, перетоки могут достигать десятикратной (и выше) вели-
чины от нормального тока. Такой бросок тока прежде всего опа-
сен для газотронов. Во избежание порчи газотронов он не должен
154
превосходить допустимого максимума тока для данного типа газо-
тронов. Далее он может привести к выпаданию масляника. Кроме
того, при больших токах возникают большие механические усилия
в проводах и обмотках трансформаторов.
Рис. VII. 21.
Для избежания всех неприятностей, связанных с перенапряже-
ниями при включении, мощные выпрямители включают через пуско-
вые сопротивления. Пуск в ход выпрямителя производят ступенями
(рис. VII, 21). Сначала включается рубильник I, и ток проходит
Рис. VII, 22.
через пусковое сопротивление гп, а затем через несколько секунд
рубильник II замыкается, и на зажимы выпрямителя поступает
полное напряжение.
Пусковое сопротивление гп рассчитывается так, чтобы перена-
пряжения при пуске не превосходили заданной величины (обычно
J55
порядка 20—30% от Ера^). Величина перетоков и перенапряжений
определяется, как это видно из ф-л (VII, 24) и (VII, 25), отно-
шением —.
ШФ
На рис. VII, 22 приведены значения Дес max И /«.mai В ЗАВИСИМО"
ста от отношения —.
В маломощных кенотронных выпрямителях перенапряжения опи-
санного типа появиться не могут ввиду очень большого значения
внутреннего сопротивления выпрямителя. При этом фильтр в боль-
шинстве случаев делается апериодическим. Однако, в этих выпря-
мителях появляются перенапряжения другого вида. Дело в том, что
благодаря большому внутреннему сопротивлению выпрямителя
напряжение вторичной обмотки трансформатора обычно бывает
много выше, чем нормальное выпрямленное напряжение. В момент
включения, пока лампы приемника еще не разогрелись, нагрузка на
выпрямитель отсутствует, и на конденсаторах фильтра устанавли-
вается напряжение, равное амплитуде эдс вторичной обмотки.
В этот момент и происходят очень часто пробои конденсаторов
фильтра.
Для избежания пробоя в данном случае приходится или ставить
конденсаторы с повышенной прочностью или так проектировать
схему, чтобы нагрузка на выпрямитель включалась бы сразу
(обмотка подмагничивания динамиков и пр.).
ГЛАВА VIII.
РЕГУЛИРОВКА НАПРЯЖЕНИЯ ВЫПРЯМИТЕЛЕЙ.
Регулировка напряжения на зажимах выпрямителя, т. е. на наг-
рузке, может быть осуществлена путем:
1)	изменения напряжения на стороне выпрямленного тока,
2)	изменения напряжения на стороне переменного тока,
3)	изменения параметров вентилей.
§ 1.	Регулировка на стороне постоянного тока.
Рис. VIII, 1.
Регулировка на стороне постоянного тока заключается в том,
что в цепь выпрямленного тока (обычно в минусовый провод
выпрямителя) вводится реостат или потенциометр (рис. VIII, 1 и 2).
Расчет этих элементов со-
вершенно одинаков с ра-
счетом их для обычных це-
пей постоянного тока. Так
как здесь регулировка про-
исходит за счет поглоще-
ния полезной мощности и
резко понижает кпд устано-
вки, эти методы приемлемы
лишь для установок срав-
нительно малой мощности.
Иногда схема рис. VIII, 1
употребляется и в мощных
установках, но только для
кратковременной регули-
ровки— при пуске, испыта-
ниях передатчиков и т. д.,
после чего такое пусковое
сопротивление обычно зако-
Рис. VIII, 2.
рачивается.
Иногда, правда, небольшую часть таких сопротивлений в мощ-
ных передатчиках оставляют включенной для уменьшения броска
тока при коротких замыканиях в монтаже, газе в лампах и других
явлениях, могущих произойти в передатчике.
157
§ 2.	Регулировка на стороне переменного тока.
Эта регулировка осуществляется путем установки реостатов
в первичной цепи выпрямителя (рис. VIII, 3). Она имеет те же не-
достатки, что и регулировка со стороны постоянного тока, но
конструктивно, особенно при больших мощностях, такая регули-
ровка получается много сложнее вследствие большой силы тока
и необходимости установки реостатов в каждую фазу.
С точки зрения защиты установки включение ограничивающих
сопротивлений в первичную цепь целесообразнее, так как они
в данном случае будут защищать установку от больших токов не
только при коротких замыканиях в нагрузке, но и при обратных
Рис. VIII, 3.
зажиганиях в самом выпрямителе.
Рис. VIII, 4.
Более экономичным, однако, способом с точки зрения расхода
энергии является регулировка выпрямленного напряжения путем
введения (обычно в первичную) обмотку трансформатора перемен-
ной индуктивности (рис. VIII, 4). Регулировка напряжения осуще-
ствляется изменением величины индуктивности. Величина послед-
ней изменяется или из-
менением воздушного
зазора в железном сер-
дечнике или примене-
нием подмагничивания
сердечника постоян-
ным током. Однако,
при данном способе
регулировки резко по-
нижается cos ср уста-
новки, что для радио-
станции может быть
даже менее выгодно,
чем регулировка актив-
ным сопротивлением.
Все приведенные выше способы регулировки напряжения имеют
тот недостаток, что при изменении величины нагрузки напряжение-
на ней будет сильно изменяться. Это объясняется тем, что регули-
ровка происходит за счет падения напряжения на соответствую-
158
щих сопротивлениях, причем это падение определяется током
нагрузки.
Регулировка напряжения помощью автотрансформатора не имеет
этого недостатка (рис. VIII, 5). Здесь регулировка напряжения
происходит за счет изменения коэфициента трансформации авто-
трансформатора путем изменения числа витков вторичной цепи.
Если изменение числа витков вторичной обмотки производится не
под током (напряжение на момент переключения снимается), то при-
меняются любые типы переключателей. Если же автотрансформа-
тор предназначен для регулировки под током, то в этом случае
переключатель необходимо выполнить так, чтобы щетка его не пере-
крывала одновременно 2 контакта (так как при этом произошло бы
короткое замыкание части витков автотрансформатора).
Для этого щетка делается из двух частей — главной а и допол-
нительной б, соединенных между собой небольшим сопротивле-
нием г. При передвижении щетки, например, вниз щетка в встанет
вначале на контакт 3; щетка а еще будет соединена с контактом 2.
В выпрямитель ток может проходить через контакты 2 и 3. При
этом часть витков автотрансформатора (заключенных между кон-
тактами 2 и 3) оказывается замкнутой на сопротивление г.
При дальнейшем передвижении щеток щетка а сходит с кон-
такта 2 и ток в нагрузку целиком идет через контакт 3, щетку &
и сопротивление г. Наконец, при полном передвижении щеток
щетка а переходит без разрыва тока на контакт 3, а щетка в ока-
зывается обесточенной. Это положение является рабочим.
Способ регулировки помощью автотрансформатора очень хорош,
так как дает возможность регулировать напряжение в очень широ-
ких пределах без ухудшения кпд и cost?, но обладает тем недо-
статком, что коммутатор, особенно при трехфазном токе, полу-
чается весьма сложным и при больших мощностях мало надежным.
Автотрансформатор дает возможность производить регулировку
напряжения лишь скачками. Плавную регулировку можно получить
помощью потенциал-регулятора, который представляет собой обычно*
заторможенный асинхронный мотор, у которого одна из обмоток
(например статор) включена в сеть, а другая (например ротор)
включена последовательно (рис. VIII, 6) с выпрямителем.
Статорная обмотка создает вращающийся магнитный поток,
пересекающий обмотки ротора. Поворачивая ротор относительно
статора, мы будем изменять фазу эдс, наводимую в обмотках ро-
тора, не изменяя ее величины.
Напряжение на выпрямителе Ев получается как геометрическая
сумма напряжений сети Ес и эдс, наводимой в роторе Ер (рис. VIII, 7)..
Поворачивая ротор, мы будем изменять угол сдвига фаз между
векторами Ес и Ер и тем самым будем менять напряжение на
выпрямителе, определяемое вектором Ев.
Из чертежа видно, что между напряжением на выпрямителе и
током через него 1в получается сдвиг фаз, определяемый углом р.
Однако, этот угол не будет углом сдвига фаз между током из сети
и ее напряжением ECi так как ток в сети 1с будет равен геометри-
159
•ческой сумме тока, идущего через ротор к выпрямителю 1в, и тока,
идущего в статор. Последний имеет фазу, обратную фазе Ц, и тем
самым сдвиг фаз между 1с и Ес уничтожается.
Однако, ввиду наличия воздушного зазора в потенциал-регу-
ляторе получается довольно большое магнитное рассеяние, которое
все же уменьшает cos<?.
Этот способ регулировки дает большие удобства при работе и
особенно при настройке передатчиков, так как дает возможность
весьма плавно менять анодное напряжение. Однако, потенциал-
регуляторы дороги и довольно значительно уменьшают cos <р, что
в свою очередь требует
Рис. VIII, 6.
Рис. VIII, 7.
§ 3. Регулировка напряжения изменением параметров
вентилей.
В кенотронных выпрямителях прибегают часто к регулировке
напряжения, изменяя ток накала и, следовательно, ток насыщения
кенотронов.
При этом возрастает среднее значение внутреннего сопротивле-
ния кенотрона и выпрямленное напряжение падает. Регулировка
здесь осуществляется за счет поглощения части мощности выпрям-
ленного тока на аноде кенотронов; поэтому кенотроны при таком
методе регулировки должны иметь запас мощности, рассеиваемой
на аноде. Необходимо отметить, что этот метод регулировки не-
пригоден при кенотронах, имеющих оксидный катод, ввиду того,
что такие катоды при недокале начинают быстро разрушаться.
Этот метод регулировки применяется, главным образом, в мало-
мощных выпрямителях и отчасти при средних мощностях. В послед-
нее время получила значительное распространение регулировка
напряжения помощью тиратронов и ртутных выпрямителей с сет-
ками (до 50 кв).
Тиратрон, как мы видели в гл. I, представляет собой прибор,
проводимость которого меняется скачком: от нуля до какой-то
конечной, малой величины. Момент ионизации, при котором проис-
160
Рис. VIII, 8.
ходит этот скачок проводимости, зависит в первую очередь от
напряжения на сетке и на аноде.
Регулировка напряжения тиратронного выпрямителя возможна
двумя способами — подачей постоянного смещения на сетку тира-
тронов и подачей на сетку
переменного напряжения,
меняющегося по фазе.
В первом случае регу-
лировка напряжения (рис.
Vlli, 8) осуществляется из-
менением величины посто-
янного напряжения пода-
ваемого на сетки тиратро-
нов. При данном напряже-
нии на сетке ионизация ти-
ратрона, а следовательно, и
момент начала его работы,
наступит тогда, когда на-
пряжение на аноде по отно-
шению к катоду достигнет строго определенной величины еа (вели-
чина еа для данного значения eg может быть найдена из пусковой
характеристики тиратрона, рис. I, 28). Начавший работать тиратрон
будет продолжать работу до тех пор, пока напряжение на питаю-
щей его фазе не сделается меньше напряжения на нагрузке, и
11. Б. П. Терентьев. Выпрямители.
161
следовательно, анод тиратрона окажется под отрицательным напря-
жением по отношению к катоду. В этот момент вступит в работу
другой тиратрон. При увеличении отрицательного смещения на
сетке тиратрон будет требовать все большего и большего напря-
жения на аноде для своего зажигания, иначе говоря, зажигание
его будет происходить
все позднее и позднее.
Если при отсутствии
регулировки зажигание
(в случае выпрямителя
без потерь) происходило
в момент О (рис. VIII, 9),
то теперь зажигание бу-
дет запаздывать на угол
а, определяемый величи-
ной смещения на сетку.
Из рис. VIII, 9 видно,
что площадь ограничения
кривой выпрямленного
напряжения стала мень-
ше, а следовательно, и
£=о сделалось меньше.
-------
Рис. VIII, 10.
Однако, при данном способе регулировка напряжения возможна
лишь в пределах от полного до половинного напряжения. Это
получается потому, что при увеличении смещения eg тиратрон
будет зажигаться при все большем напряжении на аноде. Анодное
напряжение достигает наибольшего значения в точке Ь. (При даль-
нейшем увеличении eg зажигания вообще не будет, так как после
точки b еа начинает уменьшаться). Не трудно видеть, что при этом
площадь кривой напряжения будет равна как раз половине пло-
щади кривой до регулировки, т. е. выпрямленное напряжение бу-
дет равно половине £=тах.
Другой способ регулировки заключается в том, что на сетки
тиратронов подается переменное синусоидальное же напряжение,
162
фазу которого по отношению к основному напряжению можно
изменять (рис. VIII, 10).
На рис. VIII, 11а изображен случай, когда сдвиг по фазе между
мгновенными значениями ец и es таков, что получается сравни-
тельно небольшой угол регулирования а. На рис. VIII, 116 угол
сдвига фаз е? увеличен, увеличился угол регулирования а и, как
это ясно видно из рисунка, среднее значение выпрямленного напря-
жения стало меньше.
е
OJt
Рис. VIII, 12.
(угол а) не будет точно фик-
постоянства
железа, и в первйчную
* в
-1-- A w
е
VIII, 13.
Однако, указанные способы ре-
гулировки напряжения обладают
одним недостатком. Дело в том,
что момент ионизации тиратрона
при данном значении eg наступает
каждый раз не точно при одном и
том же напряжении еа} а может
несколько колебаться. Вследствие
этого момент зажигания тиратрона
сирован, а следовательно, не будет и должного
напряжения при любом выбраннОхМ значении eg или ср.
Для обеспечения неизменности момента зажигания применяют
регулировку фазой совместно с „пик-трансформатором“, т. е.
трансформатором, дающим напряжение в виде отдельных пик
(рис. V1L, 12).
Это достигается тем, что трансформатор, питающий сетки тира-
тронов, делают с большим насыщением
обмотку включают
последовательно ак-
тивное сопротивле-
ние Rd (рис. VIII, 14).
Если выбрать Rd зна-
чительно
чем озЛ первичной
обмотки трансфор-
матора, то ток, не-
смотря на
щееся
ние будет иметь
синусоид а л ь н у ю
форму.
На рис. VIII, 13
изображена кривая
для сеточного
нусоидального тока / через первичную обмотку,
ампервитки с амплитудой Awm. Магнитный поток в сердечнике
благодаря насыщению железа будет иметь не синусоидальную
форму, а форму, изображенную на рис. VIII, 13.
Так как эдс в обмотках пропорциональна , то она будет
иметь форму пик, пслучающихся там, где магнитный поток меняет
больше,
—A W
С
меняю-
сопротивле-
Рис.
трансформатора при прохождении си-
создающего
11*
163
Рис. VIII, 14.,
свой знак. При применении этого способа регулировки момента
зажигания благодаря острой кривой эдс угол зажигания полу-
чается фиксированным очень точно. Регулировка напряжения при
этом способе показана на
рис. VIII, 15 (на рисунке
показано напряжение на
сетке только одного ти-
ратрона). Этот способ
является наиболее рас-
пространенным.
Кроме разобранных
способов регулировки
можно регулировать мо-
мент зажигания тират-
рона с помощью комму-
татора, подающего плюс
на сетки тиратронов син-
хронно с переменным то-
ком. Однако, этот спо-
соб, требующий вращаю-
щихся частей и щеток,
мало употребителен.
Рассмотрим теперь ко-
личественные соотношения при регулировке выпрямленного напря-
жения изменением момента зажигания.
Рис. VIII, 15.
Рис. VIII, 16.
Если расположить начало координат в точке 0 (рис. VIII, 16),
то уравнение выпрямленного напряжения выразится как
е= — ец — Ецт cos оЛ,
164
причем это уравнение будет справедливо лишь в пределах
Постоянная слагающая напряжения выразится
Emil COS (totdtot —
=1- [sin u +а) -sin (^-а
или, принимая во внимание ур-ние (IV, 2),
Е— = Е—о cos а.
Em/fsin cos “
ТС
т
(VIII, 1)
Рассмотрим область применения этой формулы. При больших
значениях а напряжение работающей фазы может сделаться отри-
цательным и фаза прекратит свою
работу, прежде чем начнет ее
следующая фаза (рис. VIII, 17).
Если выпрямитель работает
на чисто активную нагрузку, то
фаза прекратит работу, как толь-
ко напряжение на фазе сделает-
ся равным нулю. Ток, текущий
через нагрузку, получит разрывы,
и выпрямленное напряжение
будет выражаться законом Ет11
cos a>t только до значения <»t —
= 90°. Далее е = = 0. Следова-
тельно, при чисто активной на-
грузке ф-лу (VIII, 1) можно при-
Рис. VIII, 17.
менять лишь для
а <60° для шестифазного выпрямителя
а <=30° „ трехфазного выпрямителя
и она вообще неприменима для двух- и однофазного выпрямителя.
В случае работы на индуктивную нагрузку при достаточно
большой индуктивности сглаживающего дросселя, выпрямленный
ток не сможет сразу прекратиться и будет протекать даже при
отрицательном значении эдс фазы (ток будет протекать за счет
эдс, возникающей на зажимах дросселя при спадании тока). Сум-
марное напряжение, получающееся между анодом и катодом, будет
положительно, и ток сможет проходить через тиратрон. Если
165
принять, как мы это делали раньше, L = <x>, то г= будет посто-
янным, и форма тока каждой фазы сохранит форму прямо-
угольника.
Таким образом, в случае работы выпрямителя на индуктивную'
нагрузку (причем L = оо) ф-ла (VIII, 1) применима для всех значе-
ний а в пределах от 0 до 90°. При этом выпрямленное напряжение
будет меняться плавно.
На рис. VIII, 19 изображен случай, когда при т = 6 а = 90°.
Как видно, при этом значении в течение периода напряжение,
развиваемое выпрямителем, положительно, а другую периода
отрицательно. В результате оказывается, что среднее значе-
r 1	, з	ние£=о=О.
Рис. VIII, 18.	Рис. VIII, 19.
Регулировка выпрямленного напряжения путем воздействия на
сетки вентилей чрезвычайно удобна тем, что здесь регулировка
происходит путем лишь изменения фазы сеточного напряжения, т. е.
поворотом потенциал-регулятора весьма малой мощности. Регули-
ровка напряжения происходит при этом без потери мощности.
Вместе с тем этот способ регулировки обладает и значительными
неудобствами.
Во-первых, регулировка изменением угла зажигания уменьшает
cos <р. Действительно, из рис. VIII, 18 видно, что при А = оо ток,
даваемый фазой, имеет ту же форму, что и при работе без регу-
лировки, но сдвинут по отношению к нему на угол а. Таким
образом, в первичном токе помимо появления гармоник, присущих
каждому выпрямителю, появляется еще сдвиг фаз между напря-
жением фазы и током первой гармоники. При этом, как это не
трудно видеть, cos tp = cosa.
166
Во-вторых (что самое неприятное для выпрямителей, рабо-
тающих в установках связи), переменная слагающая выпрямленного
напряжения при такой регулировке резко увеличивается.
Величину переменной слагающей можно определить по общему
правилу. Для £-той гармоники находим
1 Л	1 • \ m	/
У =	-(“Ч"
т V  к	2	г.	2
= -:£m„sin » cos-(W^T = ~£-0 C0SaG^T;
fc+a)
В ___—	2
k л I E TT cos <ot sin km wt d <ot = - E rr sin — sin a -—- =
m J mI1	“ nI1 m (mk)2 -1
-(--«)
\m 1
= E n sin a . •
= 0 (zni)2 — 1
Отсюда находим амплитуду ft-той гармоники
Е = /JvEE'ff Е	cos +
mk у	£=0 C0S “ (OTfe)2_l	—
_ F2v/l + (;raA!)2tg2a_
“ = (m*)2 - 1	“ c = k >
где
(VIII, 2)
167
На рис. VIII, 20 изображены кривые ^k=f(a), а на рис. VIII, 21
«
к	\Е =t)J
Из этих кривых видно, что глубокая регулировка приводит
к очень сильному повышению переменной слагающей. Уже при
уменьшении напряжения на 10% для шестифазного выпрямителя
получаем увеличение пульсаций с 0,057 до 0,17, т. е. в 3 раза.
В соответствии с этим необходимо увеличить размеры сглаживаю-
щего фильтра, что повышает его стоимость. Таким образом, регу-
лировку напряжения путем воздействия на сетки вентилей целесо-
образно применять в силовых установках (при отсутствии жестких
требований к величине cos «) и при настройках передатчиков.
Регулировку же напряжения при работе передатчиков следует
производить лихнь в очень малых пределах (порядка 5—8%), так
как в противном случае требуется очень громоздкий и дорогой
фильтр.
ГЛАВА IX.
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ВЫПРЯМИТЕЛЕЙ.
§ 1.	Порядок проектирования.
Спроектировать выпрямитель, это значит:
1)	выбрать схему выпрямителя и схему фильтра,
2)	выбрать тип вентилей,
3)	произвести расчет режима выпрямителя и определить пара-
метры трансформатора,
4)	произвести расчет и определить параметры сглаживающего
фильтра,
5)	проделать конструктивный расчет элементов схемы (анодного
трансформатора, дросселя фильтра, трансформаторов накала и др.).
Кроме того, иногда задание на проектирование выпрямителя
может включать в себя еще конструктивное оформление всей
схемы выпрямителя, размещение деталей и т. д.
Чаще всего задание на проектирование выпрямителя дается
в таком виде: спроектировать выпрямитель на силу тока /= и напря-
жение Е=\ при этом указывается вид и особенности нагрузки:
приемник, передатчик и т. д. и максимально допустимый процент
пульсаций на нагрузке.
Кроме того, часто указываются дополнительные условия,
например, время пуска в ход, возможность регулировки напряжения
и т. д.
Выбор схемы выпрямителя и типа вентиля является основным
вопросом при проектировании выпрямителя. Все остальные пункты
проекта выполняются по готовым формулам и являются лишь тех-
ническим оформлением проекта.
1.	Выбор схемы.
Обычно для получения малых мощностей (меньше 1 кет}
употребляются двухфазные схемы.
Это объясняется тем, что при малых мощностях нет смысла
подводить энергию в форме трехфазного тока. Отсюда вытекает
необходимость применения двухфазных или однофазных схем. Как
уже указывалось выше, однофазные схемы дают слишком большую
переменную слагающую напряжения, трудно сглаживаемую; поэтому
однофазные схемы употребляются очень редко.
169
Для получения не очень высоких напряжений (до 1000—2000 в)
чаще всего применяют обычную двухфазную схему, требующую
наименьшего числа вентилей и всего один источник накала.
При необходимости получения от выпрямителя больших напря-
жений (таких, что даваемое простой схемой обратное напряжение
Еобр^3,1 Д = оказывается больше допустимого для данного типа
вентиля или если получается недопустимо большое напряжение
между концами обмотки трансформатора) применяют схему Латура
или чаще схему Греца.
Для получения малых токов при высоких напряжениях целесо-
образно применять схему Латура с кенотронами, как требующую
только 2 источника накала.
Схема Греца наиболее применима в тех случаях, когда выпря- '
митель должен отдавать большие токи при малых напряжениях
и когда можно в качестве вентилей поставить купроксные выпря-
мители.
Эти последние не требуют источников накала, что является
основным недостатком схемы Греца, требующей, как известно, три
изолированных катода.
В выпрямителях для непосредственного питания аппаратуры
связи, требующей хорошего сглаживания пульсаций, целесообразнее
применять выпрямление при фильтре, начинающемся с емкости.
Здесь необходимо в качестве вентилей применять кенотроны.
В некоторых случаях для получения небольших мощностей
(до 10 кет) высокого напряжения применяют схему Греца на газо-
тронах с фильтром, начинающимся с дросселя. При этом, однако,
требуется довольно дорогой и громоздкий фильтр.
Для зарядки низковольтных аккумуляторов иногда ставят малые
ртутные колбы (не имеющие дежурного зажигания), причем для
устойчивой работы колбы в цепь выпрямленного тока ставится
дроссель.
Для получения средних мощностей (порядка нескольких кило-
ватт) применяют уже трехфазные схемы.
Трехфазные схемы требуют трех проводов питания, что несколько
усложняет проводку. Однако, при мощностях в десятки киловатт
создавать несимметричную нагрузку на трехфазную сеть (что полу-
чается при двухфазном выпрямлении) уже недопустимо.
Кроме того, для сглаживания пульсаций при трехфазной схеме
требуется более дешевый фильтр.
Выбирать при средних мощностях шестифазную схему выпря-
мления нецелесообразно, так как она требует шесть вентилей
вместо трех.
В качестве вентилей при трехфазных схемах применяют почти
исключительно газотроны или ртутные колбы и в соответствии
с этим применяют схему фильтра, начинающегося с индуктивности.
Трехфазные схемы очень распространены в выпрямителях для
получения невысоких напряжений и больших токов (зарядка высоко-
вольтных аккумуляторов, силовая нагрузка и пр.).
170
Шестифазные схемы употребляются исключительно для полу-
чения больших мощностей. Это объясняется тем, что эти схемы
сложнее, требуют большого количества вентилей и пр.
При напряжениях, не превышающих 5—7 кв, целесообразнее
применять нормальные шестифазные, а не каскадные схемы, так
как в шестифазных схемах вентили нагружаются меньшим током,
требуется лишь один источник накала и потери в вентилях меньше.
В мощных выпрямителях при выпрямлении высоких напря-
жений, создающих большое обратное напряжение, приходится
прибегать уже к каскадным схемам (схемы Вологдина, Греца).
2.	Выбор типа вентилей.
Выбор типа вентилей производится, исходя из режима работы,
в котором вентилю придется работать в данной схеме выпрямле-
ния и при данной нагрузке.
В случае работы на емкость амплитуда тока через вентиль
достигает величины (zn = 2)
+	(а)
Обратное напряжение на вентиль при работе на емкость (т = 2)
получается порядка
EdSp=(3^3.S)E^.	(6)
Исходя из этих ориентировочных данных, выбирается такой
вентиль, чтобы допустимое обратное напряжение для данного
типа вентиля было бы выше полученного из ф-лы (б) и допустимый
максимальный ток вентиля выше полученного из ф-лы (а).
При работе выпрямителя на индуктивную нагрузку можно
считать для простых схем:
Е л ~ 2,5 Е .	(г)
Для каскадных же схем
(д)
После того, как расчет выпрямителя будет сделан, необходимо
проверить допустимость применения данного типа вентиля более
точно. Для выпрямителей, работающих на емкостную нагрузку,
лучше всего применять кенотроны.
Для схем выпрямления, работающих на индуктивную нагрузку,
обычно применяют газовые вентили.
При токах нагрузки порядка нескольких ампер или десятков
ампер целесообразно применять стеклянные ртутные колбы или
газотроны.
При токах порядка сотен ампер целесообразнее применять уже
металлические ртутные выпрямители.
171
При решении вопроса, какой тип вентиля ставить в данном
конкретном случае, большую роль играет вопрос о стоимости
комплекта вентилей и стоимости их эксплоатации (стоимость часа
горения).
Для ориентации в этом отношении в таблицах, содержащих
технические данные вентилей (в конце книги), указаны также цены
на эти вентили.
После выбора схемы выпрямления и типа вентилей переходят
либо к расчету фильтра, либо к расчету режима выпрямителя
и определению параметров трансформатора.
3.	Расчет фильтра.
Основным параметром, характеризующим работу фильтра,
является коэфициент сглаживания q, определяющий произве-
дение LC. В случае, если в результате расчета величина LC полу-
чается порядка нескольких десятков, наи-
более экономичным решением является
применение однозвенного фильтра. При
больших значениях LC приходится прибе-
гать к двух- и трехзвенным фильтрам.
После определения произведения LC
находят необходимую величину выходной
емкости фильтра С для усилителей и те-
лефонных передатчиков или отношение
для телеграфных передатчиков.
После этого уточняют отдельно вели-
чины L и С (выбирая определенный тип и
количество конденсаторов) и производят
конструктивный расчет дросселя. При этом
уточняется величина падения напряжения
в дросселе Едр.
Выбор типа конденсаторов фильтра про-
изводят, исходя из следующих положений.
Для высоких (выше 1000 в) напряже-
ний применяют бумажно-масляные или бу-
мажно-парафиновые конденсаторы (табл.
Рис. IX, 1.	VI в конце книги).
Для невысоких напряжений (до 200—
300 в) ставят как бумажно-парафиновые, так и электролитические
конденсаторы.
Электролитический конденсатор представляет собой алюминие-
вый сосуд К, в котором помещается алюминиевый же электрод А
большой поверхности (рис. IX, 1).
Промежуток между электродом А и стенками сосуда запол-
няется электролитом—раствором двууглекислой соды, борнокислого
натра и пр. Сверху сосуд заливается какой-либо массой М.
При пропускании тока через такой элемент в направлении от
электрода А к К электролит разлагается. Водород и металлы
172
выделяются на стенках сосуда, а кислотный остаток осаждается
на электроде А и окисляет его.
Полученная на электроде А пленка окислов алюминия является
изолятором и вследствие этого протекание тока через электролит
вскоре прекращается. (Остается ток порядка долей миллиампера).
Благодаря малой толщине пленки окислов удельная емкость
такого конденсатора, т. е. емкость на 1 см2 поверхности электрода,
получается очень большой—порядка долей микрофарады на 1 см2
при высоких напряжениях и нескольких микрофарад—при низких.
Особенности этих конденсаторов таковы:
1.	Электролитические конденсаторы можно применять только
в цепях постоянного тока. Переменная слагающая напряжения не
должна превышать 5—10% от постоянной слагающей, так как
в противном случае пленка разрушается обратным током и конден-
сатор портится.
2.	При включении конденсатора после некоторого периода
бездействия через конденсатор вначале идет довольно большой
ток, восстанавливающий растворившуюся частично пленку окислов.
3.	Емкость электролитического конденсатора непостоянна. Дело
в том, что емкость конденсатора зависит от толщины пленки,
а последняя зависит от величины приложенного напряжения, следо-
вательно, при изменении напряжения емкость конденсатора будет
меняться. Чем выше напряжение, тем меньше будет емкость кон-
денсатора.
Кроме того, емкость электролитического конденсатора сильно
зависит от его температуры. При повышении температуры емкость
сильно растет, но вместе с тем сильно растет и ток утечки. При
замерзании раствора емкость падает в сотни раз.
4.	В случае пробоя конденсатора достаточно снять напряжение
и выдержать затем конденсатор некоторое время под пониженным
напряжением, после чего пленка восстановится, и конденсатор опять
будет работать.
5.	Электролитические конденсаторы малы по габаритам и благо-
даря простоте конструкции дешевы. Их особенно удобно применять
в небольших выпрямителях с напряжением до 500 в.
В табл. VII (в конце книги) приведены данные электролитических
конденсаторов, выпускаемых заводом „Электросигнал".
Если данные фильтра рассчитаны, то после этого переходят
к расчету режима выпрямителя и определению параметров транс-
форматора.
4.	Расчет режима выпрямителя и определение параметров
трансформатора.
При работе на емкостную нагрузку расчет производится по
приведенным в гл. III графикам. При расчете по этим графикам
требуется знать активное сопротивление фаз трансформатора. Если
эта величина.заранее неизвестна, то ею следует предварительно
задаться, исходя из опыта.
173
Для ориентировки в этом вопросе приводим небольшую таблицу
(она составлена по данным опыта).
Мощность выпрями- теля в впг	Активное сопротивление фазы трансформатора rTp = rIl+r'l
1 -	10 10— 100 100 — 1 000	0,07 — 0,06 ( £ = 0,06 — 0,04 -у	 0,04 — 0,03 1 1 ~ 1
После конструктивного р'асчета трансформатора нужно уточнить
значение гТр и, следовательно, всех остальных параметров выпря-
мителя.
При работе на индуктивность прежде всего определяем (ориен-
тировочно) VA трансформатора. Для этого находим (ориентиро-
вочно) расчетное напряжение, соответствующее напряжению холо-
стого хода выпрямителя
где A ZT-—падение напряжения в выпрямителе.
Для ориентировочных расчетов можно принимать Д£ для про-
стых схем порядка 0,1 Е=, а при каскадных 0,15	0,2Е-.
Зная выпрямленное напряжение Е=о и ток нагрузки Z-, находят
расчетную мощность
Р = F /_
* = расч	0^—>
а отсюда и вольтамперы трансформатора
= —
Тр kTp — расч-
Выбрав по соответствующему ОСТ номинальную мощность
трансформатора, т. е. (VA)HOM, находят (также по ОСТ) величину
напряжения короткого замыкания вА.(%) и cos%r.
Далее находят по таблице для выбранной схемы значение Е—
и путем расчета определяют активное сопротивление гТр и индук-
тивность Xs фазы по следующим формулам
тцЕ2Ц ек (°/°)
<Z __ mIIE'2II ек (О/о)
— юо(ил)Г/, sin
После этого можно уточнить величины А£, Е=о и определить
уже точно все остальные данные трансформатора.
Ниже приведены примеры расчета выпрямителей — одного,
работающего на емкость, и другого, работающего на индуктивность.
174
ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА ВЫПРЯМИТЕЛЕЙ.
Пример 1.
Расчет кенотронного выпрямителя для приемника с питанием от
сети переменного тока 110 в, 50 гц.
Требуется рассчитать выпрямитель для питания 4-лампового
радиоприемника, с полосой частот от 60 до 6000 гц. Общий
выпрямленный ток, потребляемый приемником, около 80 мсц на
анодном трансформаторе помещены обмотка накала вентиля и об-
мотка накала ламп усилителя, потребляющая 4 а при 4 в.
Выпрямленный ток и напряжение распределяются следующим
образом:
Обмотка возбуждения динамического громкоговори-
теля потребляет................................... 35	ма при
ЕЕ о = 260 в.
Оконечный каскад приемника потребляет...........35	ма при
E=i=240^
Первые 3 каскада (усиление высокой частоты, детектор,
усиление низкой частоты) в сумме потребляют .... 7 ма при
Е=2=220я.
Пульсация питания в обмотке возбуждения динамика
допускается......................................... <0,2
Пульсация питания оконечного каскада ....... £4 = 0,005
Пульсация питания первых 3 каскадов (с учетом до-
полнительного сглаживания развязывающими фильтрами,
стоящими в цепи питания детекторной лампы и лампы
высокой частоты) ................................  U2	=0,001
1.	Схема выпрямителя.
Как видно из требований, предъявленных к выпрямителю, он
должен давать мощность около 20 в in. Пульсация, допущенная для
питания ламп, невелика; это заставляет нас выбрать схему двухполупе-
риодного выпрямления
(рис. IX, 2); однополупе-
риодная схема, примене-
ние которой в этом слу-
чае также возможно, по-
требовала бы значительно
более дорогого сглажи-
вающего фильтра (вслед-
ствие большей амплитуды
переменной составляю-
щей выпрямленного на-
пряжения и более низкой
частоты пульсации).
Рис. IX, 2.
175
2.	Схема фильтра.
Выпрямитель должен давать 3 напряжения и 3 различные вели-
чины тока для питания 3 нагрузок. Допустимые пульсации для всех
3 нагрузок также разнятся между собой. При полосе рабочих
частот 60-:-6000 гц и наличии развязывающих фильтров в каскаде
высокой частоты и детекторной лампе можно не опасаться связи
между каскадами через выпрямитель; поэтому звенья сглаживаю-
щего фильтра могут быть включены последовательно.
Так как допустимая пульсация для динамика Z70'<0,2, т. е.,
примерно, равна нормальной пульсации на входной емкости фильтра,
то обмотка возбуждения динамика может быть включена прямо
на вход фильтра, параллельно входной емкости.
Для питания оконечного каскада пульсация не должна превы-
шать О',005, т. е. необходимо дополнительное сглаживание <7 = 40
-4-50 раз. Это сглаживание можно получить, включив еще одно
звено фильтра и подав после него напряжение на оконечный
каскад.
Для питания первых 3 каскадов ставим дополнительно еще
одно звено фильтра, после которого подается питание (параллельно)
на первые 3 каскада; для уничтожения связей между каскадами'
в схеме приемника предусмотрены развязывающие фильтры. Таким
образом, полная схема выпрямителя получается такой, как она
изображена на рис. IX, 2.
3.	Вентиль.
В качестве вентиля на 80 ма выпрямленного тока и 260 в
выпрямленного напряжения рациональнее всего применить кено-
трон, так как он невелик по габаритам и наиболее прост в экспло-
атации (что очень важно для радиоприемника) и, кроме того,
более всего подходит для данных значений тока и напряжения.
Так как схема выпрямителя нами выбрана двухполупериодная, то
наиболее подходящим будет двуханодный кенотрон. Для выпрями-
теля будет достаточно одного кенотрона. Из таблицы кенотронов,
выпускаемых нашей промышленностью (см. в конце книги), не
трудно видеть, что наиболее подходящим кенотроном для указан-
ной силы тока и напряжения является кенотрон 2-В-400, имею-
щий следующие параметры:
Напряжение накала............................. 4	в
Ток накала......................•	•........... 2	а
Внутреннее сопротивление.................... 350	ом
Максимальная мощность, рассеиваемая анодом . 10 вт
Максимальная амплитуда рабочего тока........0,4 а
Максимальная амплитуда обратного напряжения . 1200 в
176
4.	Расчет режима выпрямителя.
Прежде всего определим вспомогательный коэфициент А
тс г/_
Д = =+.
тЕ_
Для этого найдем полный выпрямленный ток 1=
/= = 35+ 35 + 7 = 77 ~ 80 лш = 0,08 а.
Сопротивление цепи выпрямления г состоит из сопротивления
самого вентиля и сопротивления обмоток трансформатора
г = гТр + Ri.
Сопротивление кенотрона 2-В-400, как указано выше, равно
около 350 ом; сопротивление обмоток трансформатора гТр берем
из таблицы (стр. 174).
Для нашего случая, при мощности выпрямителя около 20 вш,
Е=
берем гТр = 0,05 {	, т. е.
ГтР = 0,05 -QQg-160 ом.
Отсюда найдем
Г = гтр + Ri = 160 + 350 = 510 ом.
Теперь можно определить величину А
т.1=г	3.14-0,08.510
Д = —„— = —,, — = 0,246.
тЕ^ 2,260	’
Далее по графикам рис. III, 4, III, 7, III, 5, III, 12 находим для
А— 0,246 значения
5 = 1,03; /7=2,17; 5 = 6,2; //а = 400.
Отсюда находим эффективное напряжение половины вторичной
обмотки трансформатора
5^ = 5=5 = 260 • 1,03 = 268 в
Эффективный ток вторичной обмотки будет
/_ ~	0,08
/=: = -+Z> = -2- • 2,17 = 0,087 а.
Рассеяние на аноде кенотрона
5а = 12и Rt = 0,0872 • 350 = 2,65 вт <С 10.
12 Б. П. Терентьев, Выпрямители-
177
Максимальный импульс тока через кенотрон
г F 0,08
Im =	= - V • 6,2 = 0,25 а<С0,4.
т т z
Максимальное обратное напряжение на вентиле
Есбр ^2х/2Еп = 2/2 • 268 = 757	1200.
Сравнивая полученные результаты с данными кенотрона, легко
убедиться, что выбранный кенотрон вполне подходит по мощ-
ности, рассеиваемой на аноде, по максимальному импульсу тока
и по обратному напряжению. Следовательно, окончательно оста-
навливаемся на кенотроне 2-В-400.
Найдем ток первичной обмотки трансформатора, пренебрегая
током намагничивания и потерями в железе
Ii ~ Ii, п + h, ш + Ii, iv *),
где Ii, и—составляющая первичного тока, вызванная анодной
обмоткой,
Ii, ш — составляющая первичного тока, вызванная накальной
обмоткой,
Ii, iv—составляющая первичного тока, вызвайная второй
накальной обмоткой.
Очевидно, что нужно определить отдельные составляющие тока
первичной обмотки; найдем их. Для двухполупериодной схемы
составляющая первичного тока, вызванная анодной обмоткой,
ЛII = п1ц^2 ‘ = -Е- 1п \/2 = J** 0,087 ^2 ~ 0,3 а
Составляющие тока, вызванные обмотками накала, найдем, зная
ток накала кенотрона 1щ= 2 а и ток накала ламп усилителя
/1Г=4 а. Напряжение обмоток накала (полагая потери напряже-
ния в обмотках трансформатора равными 12%) будем считать
4 • 1,12 4, 5 в.
Отсюда
т	г	т Етп	4,5
Ii, ш = Iш Пш = I in	— 2 •	= 0,082 a
11U
Ii, iv = Iiv ^iv = Iiv пй — 4 •	— 0,164 a. 3
3 Более точно нужно было бы написать
~ \/ УI, п+!1, ш + h, iv>2 + ^1, цУ + Ui, п)2 + • • •
тдо h,n, h, и~первая, вторая и т. д. гармоники несинусоидального пер-
вичного тока, полученные из разложения тока, наводимого вторичной обмоткой.
178
Общий ток первичной обхмотки
Ii = Ii, и 4“ Л, ш 4" Ii, iv — 0,3 4- 0,082 4- 0,164 = 0,55 a.
Найдем габаритную (типовую) мощность трансформатора выпря-
мителя, определяющую размер сердечника
/т/дч ___ mI EI II^~mII^IlIir^mIIIEIIlIlIIJrmIV^IV !IV
(	)Ту? —	"	2	;----—
 110-0,55+ 2.268-0,087+ 4,5-2+ 4,5-4 _ . 1/л
Следовательно, в результате расчета трансформатора нами полу-
чены следующие данные:
Ток первичной обмотки 7г = 0,55 н-0,6 а; напряжение первич-
ной обмотки Ei =110 в.
Ток вторичной обмотки 1ц = 0,087 а; напряжение вторичной
обмотки Ец = (2682) в.
Ток третьей (накальной) обмотки 1ш — 2 а-, напряжение 3-й
обмотки £т = 4,5 в.
Ток четвертой (накальной) обмотки /Jy = 4 а; ее напряжение
Eiv — 4,5 в.
Габаритная (типовая) мощность трансформатора —65 ва.
5. Расчет сглаживающего фильтра.
Полагая коэфициент пульсации на входе фильтра (70 равным 0,2
(согласно заданной пульсации на обмотке возбуждения динамика),
найдем входную емкость фильтра
Со = ^ =	— 3,92^ 4 м.кф.
При выбранной емкости величина пульсаций на входе фильтра
будет (рис. IX, 2)
= -£- = +о=°-196-
C«q/	т JI V
Величина пульсаций на оконечном каскаде усилителя согласно
заданию
/Л S 0,005.
Отсюда необходимый коэфициент сглаживания первого звена
фильтра
_ U0E=0 _ 0,196-260
71 ~ '-^1 £=1	0,005-240
Активное сопротивление последовательного элемента 1-го звена
должно быть
Е.-Е_ 1	260-240
R, =	—- =----------т = 470 ом
4=1,2	42-Ю3
(так как 7=1,2 = 35 ма	7 лш = 42 ма).
12*
179
Если
емкости,
выполнить первое звено фильтра из сопротивления и
то при сопротивлении R1 — 470 ом потребуется емкость Сх
„	IO6?!	106-42,5	...	,
С1~2-314-470 — 144
вариант, очевидно, неприменим; следовательно, первое
Этот
звено фильтра должно состоять из индуктивности и емкости.
Найдем произведение
L,c, =. W1+1,L =	+1>  110 гн х w
т2
Полагая коэфициент частотных искажений, вносимых фильтром,
Л1 = 0,97 и зная ток оконечного каскада /=1 = 0,035 а и напряже-
ние .£=1 = 240 в, для низшей рабочей частоты 2« = 60 • 2^ = 377
найдем минимально необходимую емкость по ф-ле (VII, 13), поло-
жив Rt -f- Rt = 5000 ом ’)
~	1 м
'2*
0,97
---------------—------------------	.	^2-10-б = 2 мкф. ,
Q(/?a4-7?,-) /1—ЛР 377-5000	у/1—6,972
Отсюда находим индуктивность дросселя
110 с,
-^- = 55 гн.
г __
1- Сг
Теперь можно найти коэфициент сглаживания второго звена
фильтра
Ux Е=х 0,005-240
= '772”£Z7== 0Д1Г220 ~
Активное
звена
сопротивление последовательного элемента второго

£=1 - Е=2 _ 240 - 220
~ГГ2 ~ 0,007
2900 ом.
Если сделать второе
емкость
звено состоящим из
, С2, то потребуется
с _ 10в<72 _	10е-5,5	_
°2-314-2900 ~’
Этот вариант вполне приемлем; на нем
Рассчитаем перенапряжения в нашем фильтре, имеющие место
при включении и выключении установки.
При включении установки, пока лампы приемника не прогре-
лись, напряжение на входном конденсаторе фильтра будет дохо-
дить почти до амплитудного значения напряжения вторичной
обмотки, так как вследствие большой индуктивности дросселя Lx
“и индуктивности обмотки возбуждения динамика, выпрямитель
3 мкф.
и останавливаемся.
1 Величины Ra и являются данными приемника и должны быть нам
известны.
180
в первые моменты после включения будет работать почти вхоло-
стую. В этом случае на конденсаторе будет напряжение
&С max =: Ещ II — Ец 2 = 268 \/2 ~ 370 в.
При сбросе нагрузки в самых невыгодных условиях оказываются
конденсаторы С\ и С3, включенные после дросселя с большой
индуктивностью. При внезапном обрыве цепи всех трех нагрузок
возможно перенапряжение на конденсаторах G и С2, причем это
перенапряжение может быть даже больше полученной выше вели-
чины еСтах. Точный расчет перенапряжения для нашего случая
весьма сложен; ввиду малой вероятности одновременного обрыва
всех цепей выбираем конденсаторы фильтра по найденному выше
максимальному напряжению, т. е. берем конденсаторы фильтра
с испытательным напряжением
Еисп. — 2 • 380 х 800 в.
Следовательно, элементы фильтра имеют следующие данные:
дроссель Ц: рабочий ток /= = 42 ма-, индуктивность Л = 55 г«;
активное сопротивление обмотки /?1 = 470 ом.
Сопротивление R2. рабочий ток 7 ма-, величина 7?2 = 2900 ом.
Конденсатор Со: емкость 4 мкф. Испытательное напряжение
800 в.
Конденсатор Сх: емкость 2 мкф. Испытательное напряжение
800 в.
Конденсатор С2: емкость 3 мкф. Испытательное напряжение
800 в.
На - этом электрический расчет выпрямителя нужно считать
законченным.
Пример 2.
Расчет выпрямителя для телеграфно-телефонного
передатчика
Требуется рассчитать выпрямитель и сглаживающий фильтр
для оконечного каскада телеграфно-телефонного передатчика:
Напряжение, требуемое для питания передатчика Е = 10 кв.
Максимальная сила тока	/= = 5а.
Напряжение сети, питающей выпрямитель	Ег = 220 в.
Частота сети	50 гц.
Время, потребное для включения выпрямителя,
не должно превышать	30 секунд.
Допустимая пульсация анодного напряжения
при работе телефоном	t/omj5 = 0,001
При работе телеграфом	/7отг = О,О1.
Низшая рабочая частота модуляции передатчика
при телефонной работе	2„ = 400.
Максимально допустимое изменение анодного напря-
жения при телеграфной работе	0,1.
181
1.	Схема выпрямителя и выбор типа вентиля.
Значительная величина выпрямленной мощности Р= — [=Е~ =
= 5- 10 — 50 кет. и необходимость высокого коэфициента сгла-
живания пульсации заставляют в нашем случае применить много-
фазную схему с числом фаз не менее шести, по схеме работы на
индуктивность. Следовательно, могут быть выбраны шестифазная
схема (обычная или с зигзагом во вторичной обмотке), схема
Кюблера, схема Вологдина и схема Греца.
При выпрямленной мощности в 50 кет наиболее подходящим
типом вентиля является газотрон или ртутная колба (металличе-
ский ртутный выпрямитель применяют при более высокой мощ-
ности).
Максимальная величина обратного напряжения для ртутных
колб и газотронов, производимых нашей промышленностью,
в настоящее время не превосходит 15 кв, поэтому при выпрямлен-
ном напряжении Е^—\0 кв возможно применение лишь таких
схем, у которых обратное напряжение не превосходит 1,5 Е=.
Этому условию удовлетворяют схема Вологдина и схема Греца.
Ограничение времени включения установки 30 секундами застав-
ляет отказаться от применения в выпрямителе газотронов, требую-
щих предварительного прогрева в течение нескольких минут перед
включением высокого напряжения, поэтому в качестве вентиля
выбираем ртутную колбу, которая, как известно, не требует
предварительного прогрева. Применение ртутной колбы в схеме
Греца нерационально, поэтому выбираем для выпрямителя схему
Вологдина.
Теперь выберем тип колбы. Схема Вологдина требует примене-
ния двух трехфазных колб; выпрямленный ток, на который дол-
жна быть рассчитана колба, составляет 5 а. При работе в схеме
Вологдина колба должна выдерживать максимальное обратное
напряжение не менее: 1,05 £‘=о = 1,05(£'=о-|-Д£’) = 1,05(£'=о +
+ 0,1 £=0) = 1,05 • 1,1 • 101 —12 кв.
Из таблицы ртутных колб (в конце книги)находим, что наиболее
подходящим типом колбы в нашем случае является колба
типа ЗВН-6 -15000 с максимальным выпрямленным током 6 а,
максимальным обратным напряжением 15 в и током дежурного
горения 4—6 а, требующая охлаждения вентилятором.
Итак, выбираем для выпрямителя схему Вологдина с двумя
колбами типа З ВН - б -15 000.
2.	Схема фильтра.
Так как схема выпрямителя шестифазная и выпрямитель при-
меняется для питания оконечного каскада, то очевидно, что фильтр
будет однозвенным как при телеграфной работе, так и при теле-
фонной.
Для того, чтобы не иметь двух самостоятельных фильтров
для телефонной и телеграфной работы, что удорожает установку,
делаем лишь фильтр для телефонной работы. Дроссель этого
182
фильтра при работе телеграфом шунтируем сопротивлением, рас-
считанным на необходимое сглаживание пульсаций при телеграф-
ной работе.
Принципиальная схема выпрямителя с комбинированным фильт-
ром для телефонной и телеграфной работы изображена на рис.
IX, 3; анодный трансформатор применен с первичной обмоткой,
соединенной в звезду.
Рис. IV, 3.

3.	Расчет режима работы выпрямителя.
Для того чтобы определить падение напряжения в выпрями-
теле, проделаем ориентировочный расчет параметров трансформа-
тора, пренебрегая потерями.
Найдем (приблизительно) вольтамперы трансформатора
(UA>Тр = ктР Л= Е= = 1,27 • 5 • 10 = 63,5 ква.
Напряжение фазы вторичной обмотки будет (ориентировочно)
£л= 0,427 £= = 0,427 • 10 = 4,27 кв.
Найдем активную (г//) и реактивную (АД) составляющие сопро-
тивления трансформатора, приведенные к фазе вторичной обмотки,
по формулам
ri[—CQS^lW(UA)Tp
/------.--& k Шц т т
Хи = у/1 cos- о* 10у•
Для определения г1Т и Хц необходимо предварительно найти
по справочнику или соответствующему ОСТ ориентировочное
значение ек и cos для трансформатора типовой мощностью около
Л
70 ква, напряжением 220/4500 в и схемой х • Для определения ек
Y
и coswj, можно также воспользоваться приводимой ниже таблицей,
183
дающей приблизительные значения ek cos<pA в зависимости от
типовой мощности трансформатора.
Типовая мощность трансформатора ква	ek 0/0	cos %
5—10	5,5	0,8 -0,65
10 — 100	5,5	0,65 - 0,45
100 - 500	5,0	0,45 — 0,3
Воспользуемся данными таблицы; для мощности в 70 ква берем
ek = 5,5 % и cos= 0,5.
Отсюда
п с 5,5-6-4270 _ .»
Гтт —0,5 100  63,5 • Ю3	ом’
Хп— \/1	0,5- юо-63,5-108 —82 ом.
Теперь определим падение напряжения в выпрямителе; для
этого найдем отдельные составляющие падения напряжения
Д£=Д^ + Д£в + Д£г + Д£„
где Д£ —общее падение напряжения,
\Еф—падение напряжения в фильтре,
&Ев— падение напряжения в вентиле,
ДЕГ—падение напряжения в активных сопротивлениях транс-
форматора,
&ЕХ— падение напряжения в реактивном сопротивлении транс-
форматора.
Так как сопротивление дросселя фильтра еще неизвестно, то
падение напряжения в фильтре возьмем из приводимой ниже
ориентировочной таблицы, дающей величину падения в фильтре
в зависимости от мощности выпрямителя.
А— кет	*Еф
1-4-	10 10 —- 100 100 -4-1 000	0,05 -н 0,015 0,015 -4- 0,005 0,005-4- 0,002
Для мощности в 50 кет берем Д Еф = 0,007 Е- или
Д Еф 0,007 Е= = 0,007 • 104 = 70 в.
184
Падение напряжения в вентилях (полагая падение напряжения
в каждой колбе по 30 в) будет
£g = 30 • 2 = 60 в.
Падения напряжения на активном и реактивном сопротивле-
ниях трансформатора
Д£’г = /=2гл=5 • 2 • 47^480 в
 г, г тХц____-	6-82 опг.
/= 2тс — 5 • 2 зд4 3908.
Следовательно, полное падение напряжения в выпрямителе
Д£ = 704-60 4-480 4-390 = 1000 в.
Теперь, зная напряжение холостого хода выпрямителя
Z+o = £4 + А £= 10 000 + 1000 = 11 000 8 = 11 кв,
определим данные анодного трансформатора более точно, с учетом
падения напряжения в выпрямителе.
Найдем напряжение фазы вторичной обмотки трансформатора
Ец = 0,427 Е= 0 = 0,427 • 11= 4,7 кв.
Типовая мощность трансформатора
(VA)Tp = 1,27/=£'==0=1,27 • 5 • 11=70 ква.
Выпишем данные трансформатора, полученные в результате
расчета,
Ei = 220 8, Ец = 4700 в; kVA = 70 ква.
4.	Расчет фильтра.
Найдем амплитуду первой гармоники на входе фильтра
Е~о = Е~о = 0,057 • 1,1 • 10* = 630 8.
Допустимая амплитуда первой гармоники на выходе фильтра
при работе телефоном
£+1 = 0,001 • 10* = 10 в.
Отсюда необходимый коэфициент сглаживания фильтра при
телефонной работе
_ £~0 __бзо_
Утф Ю О'3’
185
Необходимое произведение LC для телефонной работы получим
равным
(LCU =	= 17.8 » X W.
Определим минимально допустимое значение емкости фильтра
при телефонной работе для низшей частоты модуляции 2н = 440
(Лн = 70 гц}.
По ф-ле (VII, 14) находим (принимая коэфициент модуляции
m — 1)
С = л- = 5,2 мкф-, берем С — б мкф.
Найдем индуктивность дросселя фильтра
r LC 17,8 _ о
L =	3 гн.
с о
Определим величину сопротивления, шунтирующего дроссель
фильтра при работе телеграфом.
При данных параметрах фильтра телеграфная работа будет
получаться очень плохо, так как сигнал будет искажен. Действи-
тельно, провал в телеграфном сигнале при резонансной частоте
будет (стр. 152, ф-ла VII, 20)
Л-Л2г_'1	£
~Е=~'т. ’ С ' Е=г'
где г—внутреннее активное сопротивление выпрямителя и дрос-
селя.
Величину г можно определить из того условия, что при
нагрузке в 5 я в выпрямителе происходит падение напряжения
1 000 в. Отсюда
1 000 ППЛ
г — —— — 200 ом.
Таким образом, принимая 1а ,, — 0,5 А 1а = 0,5 • 5 = 2,5 а.
Рис. IX, 4.
,	4	3	2,5 _AQ
’ 6-Ю-5 ’ 104-200 — °’8’
Мы видим, что провал в сигнале
достигает недопустимо большой
величины. Поэтому необходимо
дроссель зашунтировать сопроти-
влением. Это сопротивление должно
быть таково, чтобы падение напря-
жения на нем не превышало (по условию) 0,1 от£=.
Падение напряжения на этом сопротивлении при телеграфной
манипуляции будет получаться только от переменной слагающей
тока при манипуляции 1ая (рис. IX, 4). Постоянная слагающая
тока будет проходить, главным образом, через дроссель.
186
Принимая ток при отжатом ключе равным нулю, находим, что
при подаче точек постоянная слагающая тока равна 2,5 а. Первая
гармоника переменной слагающей lai — А • 2,5 = 3,2 а. Под дей-
тс
ствием переменной слагающей тока в шунтирующем сопротив-
лении будет падение напряжения
А Е = 1а 1 RM.
Так как по условию не должно превышать 0,1 Е== 1000 в,
то отсюда мы можем определить величину Rlu
п \Е 1000
Rm = I 1 — 3 2~ "" 310 0М‘
Принимаем RM = 300 ом.
При данном значении сопротивления /?ш, значительно меньшем,
чем индуктивное сопротивление дросселя (<o^Z = 237 -3 x 700 ом),
сглаживание будет определяться величиной
Чтг =	= y/f=F(300 • б • 314 • 6 • 10-^=3,6.
Пульсация анодного напряжения
(t/ob = °g7= 0,016.
Так как телеграфные передатчики допускают величину пульса-
ции до 0,03-н 0,04, то полученное значение может быть принято.
5.	Выбор элементов фильтра.
При шунтировании дросселя фильтра сопротивлением (что
имеет место при работе телеграфом), фильтр практически является
апериодичным, и перенапряжения на нем при включении выпрями-
теля и сбросе нагрузки практически отсутствуют. Поэтому найдем
приблизительное значение перенапряжения на конденсаторе
фильтра при включении выпрямителя на телефонную работу
eCIM^0(lA “*).
Собственная частота фильтра равна
ю! io3 _
О) , ~	= —Г---= - 2Э/
Ф~>/ЬгнСмкф /17,8
Коэфициент а равен
__ 1 /г	1 \ _ 1 /	_£\ _ I /Ю00
а~2	2 ( 773 А СЁЁ /	2 3-5
б-10~6-104
187
Отсюда амплитуда напряжения на конденсаторе при включе
НИИ
/ —75 • 3>14 \
1 + « “	)=15-10’«.
Амплитуда напряжения на конденсаторе при сбросе нагрузки
(при обрыве цепи высокого напряжения).
/	/ /L	/	3-52
естах = Е= о у 1 + с EL^ —11  1°3 у 1 + 6-Ю6 (11000)’ = 11 550 в.
Как видно, перенапряжение при сбросе нагрузки невелико; для
снижения перенапряжения при включении выпрямителя необхо-
димо применить ступенчатое включение первичной обмотки анод-
ного трансформатора.
Таким образом, фильтр имеет следующие элементы:
1.	Дроссель фильтра: индуктивность L — 3 гн; рабочий ток
/===5 а; должен выдерживать в момент включения напряжение
£ = 11 кв.
2.	Конденсатор фильтра: емкость С—6 мкф; рабочее напряже-
ние £= = 10 кв; испытательное напряжение £аст = 25 кв.
3.	Сопротивление, шунтирующее дроссель при работе телегра-
фом, = 300 ом, рабочий ток 1Л = 2,5 а.
Приложение 1.
I. РАСЧЕТ ВЫПРЯМИТЕЛЯ, РАБОТАЮЩЕГО С ВЕРХНИМ
•УГЛОМ ОТСЕЧКИ.
1.	Применение режима работы с верхним углом отсечки.
При использовании кенотронов с вольфрамовым катодом в схемо
выпрямителя, работающего на емкость, проектировщик нередкй
встречается с тем фактом, что при полном использовании всея
эмиссии катода (т. е. при	рассеяние на аноде получаетсе
значительно ниже величины, допустимой для кенотрона данного
типа. Следовательно, кенотрон оказывается недоиспользованным и
поэтому ток, снимаемый с кенотрона, может быть увеличен до зна-
чения, при котором рассеяние
на аноде получается близким
к максимальному.
В ряде случаев это позво-
ляет уменьшить количество
кенотронов в установке или
заменить более мощный кено-
трон менее мощным. В резуль-
тате сокращается расход энер-
гии на накал, повышается кпд
и снижается стоимость экспло-
атации установки.
Однако, кроме преимуществ
этот режим работы имеет и
свои недостатки. Импульс ток
усеченного отрезка косинусоиды (рис. 1), т. е. кроме нормального
угла отсечки 6 появляется угол, в течение которого ток через
кенотрон равен току насыщения; назовем этот угол верхним
углом отсечки и обозначим его через <р.
Режим работы с верхним углом отсечки очень чувствителен
к колебаниям напряжения питающей сети, так как при изменении
напряжения сети, питающей выпрямитель, меняется напряжение
накала кенотронов; даже небольшое изменение напряжения накала
резко меняет ток насыщения вольфрамового катода. В результате
Рис. 1.
через кенотрон приобретает форму
189
верхний угол отсечки сильно меняется, а вместе с ним резко ме-
няется и выпрямленное напряжение.
Как показывает расчет, при изменении напряжения сети на 1%
выпрямленное напряжение может измениться на Зн-4%, тогда как
при работе без верхнего угла отсечки (т. е. когда импульс не до-
стигает тока насыщения) один процент изменения напряжения сети
меняет выпрямленное напряжение также, примерно, на один про-
цент.
Кроме того, при работе кенотрона с верхним углом отсечки
внутреннее сопротивление выпрямителя несколько повышается, так
как в результате появления верхнего угла отсечки среднее сопро-
тивление кенотрона за период его работы увеличивается.
Метод расчета выпрямителя, работающего на емкость (при обя-
зательном условии, что импульс тока всегда меньше тока насыще-
ния), был изложен ранее. В случае, если импульс тока через кено-
трон в некоторый период времени равен току насыщения, расчет-
ные формулы и графики, приведенные выше, уже не верны
и должны быть соответственно изменены.
Проще всего анализировать в этом случае процесс в общем виде;
при этом не потребуется вводить дополнительных поправок, учи-
тывающих верхний угол отсечки, и порядок расчета будет одина-
ково пригоден как для расчета выпрямителя, работающего с верх-
ним углом отсечки, так и для случая обычного режима (/тах<С4).
Рис. 2.
2.	Анализ режима.
Эквивалентная схема цепи выпрямления для рассматриваемого
случая приведена на рис. 2. Она содержит источник переменной
эдс еп — Ет cos приве-
денное ко вторичной об-
мотке сопротивление фазы
трансформатора гТр, и со-
противление вентиля /?£(при
напряжениях на вентиле,
превышающих напряжение
насыщения, /?х зависит от
напряжения, приложенного
к вентилю).
Полагая, как и прежде,
входную емкость фильтра достаточно большой, заменим конденса-
тор фильтра противодействующей эдс Е- . Тогда мгновенное зна-
чение тока через вентиль 1ц при напряжении на вентиле, меньшем
напряжения насыщения вентиля Es, найдем из выражения
где
г = гТр^^.	(2)
190
Мгновенное значение тока при напряжении на вентиле, равном
или большем Es,
,in = Is.	(3>
Напряжение насыщения цепи выпрямления Esg будет равно
= Л <ГТр + ) -Isr = ES(\ +		(4)
Из рис. 1, иллюстрирующего процесс работы выпрямителя
с верхним углом отсечки, непосредственно видно, что
Emil cos ср = Esg 4- £=,	(5)
Е= = EmII cos 0.	(6)
Определяя отсюда cos ср и обозначив множитель при cos ср
через М, получим зависимость между верхним и нижним углом
отсечки
cos ср.— (1 cos 9 = М cos 6.	(7)
Отсюда
<Р = arccos (М cos 0).	(8)
Найдем полный выпрямленный ток, отдаваемый выпрямителем.
Так как в промежутке от 0 до ср ток, текущий через вентиль, опре-
деляется выражением (3), а в промежутке от ср до 0 определяется
выражением (1), то полный выпрямленный ток /_ будет
с	°
/= = ~J j fsdmt-^J —(cos <ot—COS®) dad .	(9)
U	'C
После интегрирования и несложных преобразований выраже-
ние (9) приводится к виду
/..^m^ng9-9 + 'pCOS^-^\	(10)
Т.Г \	1 ‘ cos 6 cos 0/	4	'
Перенося* все известные величины в левую часть равенства и
обозначив ее через Д, полупим после замены угла чере-з угол 6
А — ~4^- = tg 9 — 6-1-714 arccos 9 (Д4 cos 9) — 1/” —~ —М2. (11)
°	1	4	' г cos2 О	v
Решая графически это уравнение относительно угла отсечки 9
для различных значений 714, получим кривую 9—/(Д) при
191
2И= const (рис. 3). По кривой, найдя предварительно М и А из
выражений
Ж = 1
(12)
и
Д = —в— ,
тЕ=
(13)
легко определить нижний, а затем и верхний угол отсечки, исполь-
Рис. 3.
щие кривые рис. 4 и 5 непосредственно показывают, работает ли
в данном режиме выпрямитель с верхним углом отсечки или без
него. Если точка с найденными координатами М н А лежит на
огибающей, являющейся геометрическим местом начала кривых для
различных значений 7И, то выпрямитель работает без верхнего
угла отсечки; если точка расположена не на огибающей, то вы-
прямитель работает с верхним углом отсечки.
3.	Напряжение вторичной обмотки трансформатора.
Эффективное напряжение фазы вторичной обмотки трансфор-
матора, необходимое для получения заданного выпрямленного
напряжения, может быть определено обычным путем
Еп ~E=F3,	(14)
192
где
В =	.
у 2 cos 6
(15)
Вычисленная кривая зависимости коэфициента В от А для
различных значений М приведена на рис. 4. По этой кривой при
расчете выпрямителя находят значения В по известным величинам
А и М, у затем из выражения (14) определяют необходимое £#.
Рис. 4.
4.	Эффективное значение тока вторичной обмотки.
Эффективное значение импульса тока в фазе вторичной обмотки
за период может быть найдено из выражения
Лт =
cos 6
(16)
После интегрирования и тригонометрических преобразований
результат приводится к виду
г -_/л/"	। (2-J- cos20) (0 — ср) — 4 (sin 0 — sin ср) cosO + 0,5 (sin 2 0 — sin 2 ср),
111	'Р'Т	2 (COS <p — COS 6)2	' '
Для целей практики удобнее определить эффективное значение
импульса тока через среднее значение тока фазы /теа и формфак-
тор кривой kf = D
—	(18)
13 Б П. Терентьев. Выпрямители.
193
Значение формфактора D, равное отношению эффективного зна-
чения тока к среднему значению, может быть найдено из выраже-
ния (17) и выражения для среднего значения тока
Aned — —
— cos6)d<oH, (19)
О	<р	J
которое после интегрирования и ряда преобразований может быть
приведено к виду
Т — h Г „ { sin 6 — 6 cos 6 — sin ср 4- ср cos ср~]	/ 9П\
/med к ? "Т"	cos — cos в	J *	'
Отсюда получаем значение формфактора
U __ him —
у/тс”y/cp-f- (24-cos 20) (0—ср) — 4 (sinO— sincp) cos 6+^,5 (sin 26 — sin 2cp). / о ч \
t sin 6—6 cos 6 — sin cp 4-cp cos cp	' '
У ’	cos cp — cos 0
Рис. 5.
Определяя по графику рис. 3 для ряда значений А верхний
и нижний угол отсечки и пользуясь выражением (21), можно вычи-
слить соответствующее этим значениям А и М значение формфак-
тора D и, таким образом, построить кривую D—f(A).
Такая кривая приведена на рис. 5.
194
Определение эффективного значения тока через вентиль при
пользовании этими кривыми сводится к следующему: для известных
значений А по кривой рис. 5 находят значение D, а затем,
по выражению (18) определяют искомое 1ц.
5.	Мощность, выделяемая на аноде вентиля.
При определении мощности, выделяемой на аноде вентиля, рабо-
тающего с верхним углом отсечки, эту мощность нельзя определить
как произведение квадрата эффективного значения тока на сопро-
тивление вентиля Pit так как в период времени верхнего угла
отсечки +<р сопротивление вентиля повышается.
В этом случае для определения мощности, теряемой на аноде,
нужно просуммировать за период импульса полную мощность
потерь в цепи выпрямления, а затем вычесть из результата мощ-
ность, теряемую в обмотках трансформатора.
Мгновенное значение мощности потерь в цепи вентиль—трансфор-
матор определится как произведение напряжения, падающего
в цепи, на силу тока; полная мощность за период поэтому опре-
делится выражением
= ~ j J" IsEmII (cos	—cos 6) cM-\- f -^(coso>£—cos6)2t/to^ . (22)
(o	<p
После интегрирования и преобразования результат приводится
к виду	_
&P—IS Е=	£sin <f — <р cosO 4“
 (2 4~ cos 2 6) (0 — у) —• 4 cos 6 (sin 6 — sin у) 0,5 (sin 20 — sin 2<p)~
*7	2 (cos tp — cos 0)	---------UJ. (23)
Обозначив множитель при IsEn в правой части равенства через
р, получим
bP=IsEup.	(24)
Воспользовавшись графиком 3 и выражением (23), можно пост-
роить кривую зависимости р от А, что весьма удобно для пра-
ктических целей. Такая кривая приведена на рис. 6.
Определение мощности, выделяемой на аноде вентиля, произво-
дится таким образом: по известной величине А находят значение
р из рис. 6 и определяют по выражению (24) полную мощ-
ность потерь в цепи трансформатор-вентиль. Вычитая отсюда
мощность, выделяемую в фазе вторичной обмотки трансформатора
(и потери в первичной обмотке, отнесенные к одной фазе вторич-
ной обмотки), находят мощность, выделяемую на аноде вентиля Ра
(25)
13*
195
Здесь Ii — ток первичной обмотки, вызванный обмоткой, напря-
жение которой выпрямляется (вторичной). Нахо-
дится Ii таким же образом, как и при отсутствии
верхнего угла отсечки;
ги — активное сопротивление фазы вторичной обмотки
трансформатора;
г,—активное сопротивление фазы первичной обмотки
трансформатора;
mi-> w#—число фаз первичной и вторичной обмоток.
6.	Расчет входной емкости фильтра.
Так как выпрямитель, работающий на фильтр с емкостной реак-
цией, имеет фильтр, начинающийся с конденсатора, то, как уже
указывалось, амплитудное значение падения напряжения первой
гармоники на входном конденсаторе фильтра достаточно точно
может быть определено из выражения
Ет\ = —~^г.	(26)
ml тшС0	'
Обозначая через Uo отношение амплитуды первой гармоники на
входном конденсаторе к выпрямленному напряжению, т. е. пульса-
цию на входе фильтра
и9=-.^	(27)
196
и определяя из выражения (26) емкость входного конденсатора
в микрофарадах, получим для заданной пульсации
=	(28)
Для определения амплитуды тока первой гармоники усеченного
косинусоидального импульса воспользуемся выражением
7С
(СЕ
1п| j (cos u>t — cos 6) cos nW dwt —
0
— / (cos —cos®) cos nWtw}.	(29)
о
После интегрирования, подстановки результата в выражение (28)
и преобразований, получим следующие выражения для определе-
ния величины емкости входного конденсатора фильтра:
для однополупериодного выпрямления
C0^=-g- мкф,	(30)
где
/у = 106 26-2?-sin29 +sin2?	(31)
1	cos □	’	'	7
для двухфазного выпрямления
Со = -^ МКФ	(32)
и для трехфазного выпрямления
Со = ^~ мкф.	(33)
Графики коэфициентов Ht, Н2, Н3, построенные в зависимости
от А, приведены на рис. 7, 8 и 9.
Емкость входного конденсатора фильтра (Со) определяют, на-
ходя по известной величине А значение Нг, ,Н2 или Н3,
в зависимости от того, какова схема выпрямления, и подставляют
затем найденное значение Н в выражение (30), (32) или (33). Пуль-
сацию на входе фильтра UQ берут обычно порядка 0,10-н 0,25.
7.	Построение внешней характеристики выпрямителя.
Для построения внешней характеристики выпрямителя можно
воспользоваться выражением (11), заменив в нем Е= на Emii cos 6,
откуда
/= =	[sin 6 — 6 cos 6 -j- M cos Oarccos (M cos 0)] —\/l—M* cos29. (34)
197
861
Рис. 9-

Рис. 10.
199
Обозначив
Esg __ Esg
Етц En /2
(35)
выражение (34) можно привести к виду
j т^тп	sin 9—0cos 0+(cos 9-j-TV) arccos (cos 04-jV) — y/1 — (cos 94-.iV)2 (36)
Обозначая второй член в правой части через у0, из выражения
(36) получим
Вычисляя зависимость между f0 и cos 9 для различных значе-
ний N, можно получить кривую cos 9 =/(то) при N= const (при-
ведена на рис. 10). Построение внешней характеристики выпрями-
теля по этой кривой производится следующим образом: задаваясь
несколькими значениями тока /=, находят по выражению (37)
соответствующие значения f0; далее определяют из выражения (35)
значение N и находят по известным и АС значения cos 9 для
каждого значения тока /= по графику рис. 10.
Умножая Етц на найденные значения cos 9, находят выпрямлен-
ное напряжение £=, соответствующее взятым значениям тока /=.
Приложение 2.
ОСНОВЫ КОНСТРУКТИВНОГО РАСЧЕТА ДРОССЕЛЕЙ
ФИЛЬТРА.
К дросселю фильтра выпрямителя малой мощности (например,
к дросселю фильтра выпрямителя, питающего анодную и сеточную
цепи радиоприемника) и дросселю фильтра, питающего мощный
радиопередатчик, предъявляются различные требования.
В выпрямителе большой мощности падение выпрямленного
напряжения на дросселе фильтра составляет небольшой процент
от напряжения на нагрузке, т. е. коэфициент полезного действия
фильтра весьма велик, достигая значения 99—99,5%. Однако, по
абсолютной величине потери в фильтре велики, а потому расчет
и конструкция дросселя фильтра должны обеспечивать хорошее
охлаждение его, так как во время работы выпрямителя в дросселе
выделяется значительное количество тепла.
В выпрямителях малой мощности (порядка нескольких ватт или
десятков ватт) кпд фильтра значительно ниже, но вместе с тем по
абсолютной величине потери в дросселе ничтожны и опасность
перегрева дросселя в этом случае отпадает. Поэтому расчет дрос-
селя для выпрямителя малой мощности должен производиться,
200
исходя из того условия, чтобы падение напряжения на дросселе
фильтра не превосходило допустимой, заранее заданной величины.
Поэтому при расчете дросселя для выпрямителя мощностью
свыше киловатта следует считать заданными: рабочий ток
индуктивность L и необходимую охлаждающую поверхность.
При расчете дросселя к выпрямителю малой мощности задан-
ными величинами являются: /=, L и падение напряжения в фильтре
или сопротивление дросселя гдр, так как ток, текущий через дрос-
сель, известен. В этом случае диаметр провода обмотки дросселя
выбирают с таким расчетом, чтобы получить при выбранных раз-
мерах сердечника и найденном количестве витков нужную вели-
чину активного сопротивления обмотки.
Ниже приведен пример конструктивного расчета дросселя
фильтра для выпрямителя большой мощности (1 кет).
ПРИМЕР КОНСТРУКТИВНОГО РАСЧЕТА ДРОССЕЛЯ ФИЛЬТРА
ДЛЯ МОЩНОГО ВЫПРЯМИТЕЛЯ.
Проведем конструктивный расчет дросселя фильтра для выпря-
мителя, питающего мощный каскад передатчика.
Из расчета выпрямителя известен рабочий ток, текущий черев
дроссель, 5 а и индуктивность дросселя L — 3 гн. Напряжение
холостого хода выпрямителя £=0= 11000 в.
1.	Выбор типа сердечника и определение его размеров.
Вследствие необходимости иметь возможно большую охлаждаю-
щую поверхность, дроссели фильтра мощных выпрямителей обычно
делают с сердечником стержневого типа и
двумя катушками, каждая из которых соста-
вляет половину обмотки дросселя. Сечение
стержней сердечника делается либо прямо-
угольным, либо ступенчатым, приближающимся
к круглому.
Линейные размеры в сантиметрах стерж-
невого сердечника прямоугольного сечения,
выполненного из трансформаторной стали тол-
щиной 0,5 мм, могут быть определены из сле-
дующих эмпирических формул (рис. 1) 9
/г = 8 p/ZAZ-l-0,5 • 1О_3£=о;
b х 0,4b; )'i = 3 LI1^;
^2 = 1,5^.
При желании сконструировать дроссель с ступенчатым сечением стержня
можно пользоваться приведенными выше формулами, но заменить прямоуголь-
ный сердечник ступенчатым с таким же чистым сечением.
201
здесь h — высота окна сердечника,
b — ширина окна.
_Vi—ширина стержня,
у2—толщина пакета пластин.
Найдем размеры сердечника для нашего примера:
h = 8	+ 0,5 • 10-3 • 11 000 ~ 29 см,
b = 0,4h = 0,4 • 29 = 11,6 см,
у1 = 3 р/з . 52 = 8,8 см,
у2 — 1,5у! — 13,2 см.
Средняя длина магнитной силовой линии в сердечнике будет
1ж = 2к-{-2Ь-\-пу1 = 2 • 29 + 2 • 11,6 + 3,14 • 8,8^109 см.
Чистое сечение магнитного материала сердечника
Qw=j1j2^ac = 8,8 • 13,2 • 0,9 = 104,5 см*.
Здесь кж — коэфициент заполнения площади сечения сердечника
магнитным материалом, равный ~0,9 для стали толщиной 0,5 мм,
оклеенной тонкой бумагой.
2.	Определение размеров изолирующей гильзы и щек
(или каркаса катушки).
Размеры каркаса или гильзы,' изолирующей обмотку дросселя
от сердечника, зависят от рабочего напряжения выпрямителя и
размеров сердечника. Для сер-
дечника стержневого типа с пря-
лгг г
Рис. 2.
моугольным сечением и двумя катушками размеры гильзы и щек
(рис. 2) можно ориентировочно определить из приведенной на
след, странице таблицы, где дается зависимость основных разме-
ров от напряжения выпрямителя £=о.
202
Таблйца дает значения размеров для каркасов, сделанных из
пресшпана (рис. 3).
Выпрямленное напряжение		Толщина гильзы S мм	Толщина крайних щек Д мм	Расстояние крайней щеки от края каркаса f мм	Расстояние между поверхностями обмоток обеих катушек g мм
	в				
ДО	200	1,5	2		2
	500	2,0	3	—	2
99	1000	2,5	4	—	3
99	2 000	3	5	—	5
»	3 000	4	4	5	7
»	5 000	5	6	7	12
»	7 000	6	7	10	18
	10 000	8	10	15	25
»	12000	10	12	20	30
Длина гильзы каркаса I берется, примерно, 0,98 h.
Толщина прокладок между отдельными секциями намотки
берется порядка 1 4~1,55 мм на каждую тысячу вольт напряжения
между соседними секциями. Стороны отверстия в каркасе /, и Z2
берут несколько больше, чем соответственные стороны сердечника.
Согласно таблице толщину гильзы каркаса для нашего случая
(£=о = 11 кв) берем 9 мм; толщину крайних щек —11 мм; расстоя-
ние их от края каркаса —17 мм; гильза каркаса имеет внутренние
размеры 90 X 133 мм. Расстояние между катушками берем 30 мм.
Размеры каркаса и допустимая толщина намотки провода даны на
рис. 2.
3.	Расчет обмотки дросселя и диамагнитного зазора.
Зная размеры выбранного сердечника и заданную величину
индуктивности дросселя, число витков обмотки находят из выра-
жения	_______
Кроме — эквивалентной магнитной проницаемости сердечника
с учетом оптимального диамагнитного зазора, все величины, вхо-
дящие в формулу, известны. Значение находят из графика рис. 3,
где дана зависимость от коэфициента Л1, характеризующего
степень магнитного насыщения сердечника. Здесь же приведена
кривая зависимости наивыгоднейшего (оптимального) зазора от
того же коэфициента 7И. Кривая дает отношение оптимального
зазора к длине средней магнитной силовой линии сердечника
в процентах. График построен на основании экспериментальных
исследований ряда партий трансформаторной стали толщиной 0,35
и 0,5 мм, выпускаемой Верхне-Исетским заводом.
203
Значение М определяется из выражения
LP_
чж1ж
Найдем М для нашего дросселя
Q.C2
М ~ 104,5 • 109 = 6’6 ’ Ю 3'
По графику рис. 3 находим для полученного значения М вели-
чину |Хг = 60 и z=l,4.
Отсюда число витков на дросселе
w = 10<	= 1041/	3 -I09	= 2040	2100.
г 1,26 ^zQjtc У 1,26 • 60 • 104,5
Толщина изолирующей прокладки (диамагнитного зазора) (дере-
вянной, пертинаксовой, пресшпановой) между ярмом и сердечни-
ком
j' __
~ 2 • 100
1,4 • 109
2 • 100
0,8 СМ.
Из рис. 2 находим площадь, которую занимает обмотка. Допу-
стимая толщина обмотки hH = 34 мм (между катушками при этом
остаются заданные 30 мм); высота обмотки вдоль каркаса 1Н =
= 234 мм. Отсюда
Q06m ^2lHhH = 2 • 234 • 34 = 16 000 мм2.
Полагая коэфициент заполнения площади обмотки проводом
ko6M — 0,6, найдем диаметр провода с изоляцией из расчета извест-
ной площади, занятой обмоткой, и количества витков, которое
нужно намотать на дроссель,
dU3 = У-Qo6^-6+ =	= 2,14 мм.
Взяв провод с двойной бумажной изоляцией ПБД, выбираем
по стандарту подходящий диаметр по чистой меди </ = 1,88 мм.
с изоляцией равный 2,13 мм.
Для придания обмотке необходимой электрической прочности
в больших дросселях ее обычно выполняют из отдельных секций
(галет), которые мотаются отдельно, затем прошиваются ниткой и
оплетаются полотняной лентой. Готовые изолированные секции
надеваются на гильзу и соединяются последовательно.
Количество секций определяется из условия, чтобы на один
слой намотки в секции приходилось не более 30-г-50 в при
включении выпрямителя.
В нашем примере падение напряжения на дросселе при вклю-
204
чении выпрямителя равно 11000 в; на одну катушку приходится
5500 в. Число слоев провода на катушке
__толщина намотки X коэфициент заполнения_34 • 0,8_
диаметр провода с изоляцией	2,13
Следовательно, на каждый слой приходится ^|~ = 423л.
Полагая допустимое напряжение на слой около 40 в, находим
количество секций на каждой катушке равным 10.
Итак, вся обмотка дросселя будет состоять из 20 секций по
105 витков в каждой; секции оплетаются полотняной лентой и
пропитываются электрола-
ком с последующей про-
сушкой для предохранения
от действия влаги.
4.	Проверка охлаждения
обмотки.
В рабочих условиях об-
мотка дросселя фильтра
большой мощности сильно
нагревается выделяющимся
в ней джоулевым теплом;
железный сердечник дрос-
селя практически остается
холодным, так как перемен-
ная составляющая индукции
в нем обычно невелика. Если
плотность тока в обмотке
дросселя не превышает
1,6-г-2 а на 1 мм2, то по-
вышение температуры дрос-
селя в большинстве слу-
чаев не выходит за рамки
допустимого.
Значительно более надежным способом проверки охлаждения
является определение мощности, рассеиваемой единицей поверх-
ности обмотки. Можно считать, что повышение температуры вну-
тренних слоев обмотки не превзойдет 40-|-50оЦ, если с 1 см2
наружной поверхности обмотки будет рассеиваться не более
0,07 4- 0,08 в.
Проверим охлаждение обмотки дросселя для нашего примера.
Плотность тока в обмотке
4/_	4-5
д_____—____________1Q
гс —3,14-1,88’	’
Как видно, плотность тока не превышает допустимой.
205
Найдем сопротивление дросселя постоянному току. Для этого
найдем среднюю длину витка обмотки
Zmed = 2 [_У1 + 2rfi +У2 + 2</j] + Я А =
= 2[88 + 2 • 94-132 + 2 • 9]+3,14 • 34 =620 ми
и длину верхнего витка
1в = Zmed +А = 620 + 3,14 • 34 == 727 мм.
Полная длина провода будет
Z = Zmedw = 0,62 • 2 • 100 = 1300 м.
Сопротивление провода при Z = 50°U
ар = р[14-«(^-20)]^ =
= 0,0175 [1 — 0,004 (50—20)]	= 9,2 ом.
Мощность, выделяемая в дросселе,
Р = 12=гдр = 52 • 9,2 = 230 вт.
Наружная поверхность обмотки дросселя
SHap = 21в1 = 2  72,7 • 23,4 = 3400 см2,
где / — свободная высота каркаса, занятая обмоткой.
Отсюда находим мощность, приходящуюся на 1 см наружной
поверхности обмотки,
Д Р =	= 0,068 вт[см2.
Полученный результат показывает, что обмотка перегреваться
не будет.
Проверим в заключение падение постоянной составляющей
напряжения на дросселе
^.Еф = 1=ГдР = 5 • 9,2 — 46 в.
Как видно, падение напряжения получилось значительно меньше,
чем мы предполагали при расчете выпрямителя (70 в); но разница
в 24 в при выпрямленном напряжении в 10 кв не имеет практиче-
ского значения, и поэтому никаких поправок в сделанные расчеты
вводить не стоит.
LffZ
VOOO-^OsCn^CONO»-1	№№	
ooW оз СО S Ю	ОТ go	00	<1	|	1	?	? о NO	ND СО	6о	ND 1	1	Л»	NO •"J	О	О	О	О	о	о '	н-А	о	О	О	О	NO	новая маркировка	Тип
ОТОТОТОТОТОТОТОТОТ О о о о H-L	н-1	Н-k	1—1	1—1 CONDNONOi-^VOC©»-1 NO OOOO^J^^JOsOOOsCn	старая маркировка	
гп	1	। NO ND	в	Накал
СП M JO 03 NO ND J-1 О £	*00	Vj	СП	ND	\o	b-1	ЦЭ *11111111 Q,	Os	vo	h-1	Co	CO	ND	ND	О Os	00	'“l	00	СП	СЛ	ND	СП	а	
ND NO NO 00 о	О	О	О	»-*	\/	X/	SZ NJ	00	ОО	N3	к)	0	Q	0 СП	Д Os	СП	Ток насыщения а	
со О СП СП 00 СП	»—1 OOOOOSOVDCnVO ООООООООСЛ	Напряжение насы- щения в	
NO	NO CntUOO^J»U|\3»-At-i QOOOOONOND-J ООООООООСЛ ооооооооо	Допустимое обрат- ное напряжение в	
ND ND ND -	XXX g	00 о м О	СП	о	О	СП	»—к О	О	О	О	О	СП	Допустимая мощ- ность рассеивания на аноде вт	
NO	»-1	ND Сп Os О СП	ь-i ЦЭ Os OOCnOO*JOs*JO ооооослоспо	Средняя величина внутреннего сопро- тивления	
ОТ	о о	& ta	о 3 s 3 а	о* 5	8	3	S "о	F	Тип катода	
О	О	00	о	NO	1	|	из	СП о	о	о	о	о	1	1	о	о о о о о о	о о	Срок службы час.	
w 2 >	ня to о	t	о о Л)	Я	S	8	8	8	9	5	К sc g £ *=*	§ 2 ? '	SC ’ —	Примечание	
О	Си	»—*	>—* О	о СП	СП СП	|	СП	чо | СП о	заводская	ЦЕНА
Os СП	н-ь 1-а ►U	>£ь NO	м о СП й 1	1	1	1	1	1	1	1 VO	О>	OS	СП	СО О О	СП	СП	00	о	розничная	
Основные данные кенотронов
Цоколевка кенотронов.
495.
8-38
Габаритные размеры кенотронов.
14. Б. П. Терентьев. Выпрямители.
209
Таблица II
Основные данные газотронов
Тип	Накал		Максим, амплитуда тока а	Допуст. обр: напр. в	Допустим, средн, ток а	Время прогрева мин.	Срок службы час		Цена	
	а	а						заводск.	розничн.
ВГ-161 . . .	2,5	5	1	2600	0,35	2	1000	35		 	
ВГ-129 . . .	2,5	9	1,5	5000	0,6	5	1000	42-50	50 -
ВГ-130. . .	2,5	22	4	7000	1,3	5	1000	73	85—85
ВГ-131 . . .	5	30	10	10000	3,5	5	800	100	117-60
ВГ-126. . .	5	40	40	12000	10	10	800	269-50	317 —
ВГ-167. . .	5	50	100	1000	35	20	800	800	— —
ВГ-163 . . .	5	27	50	12000	15	40	1500	— —	— —
210
538'-?
490115
525115
Таблица III
Основные данные стеклянных ртутных колб
Тип	Число анодов		Средн, ток через катод		Допустимое обратное на- пряжение в	Ток деж. за- жигания а	। Срок службы часов	Система охлаждения 1			Цена Ц
	главн.	дежурн.	макс. а	миним. а					
2В-6 . . .	2			6	3,5	500			1000	естеств.	30—
4В-6 . . .	2 + 2	—	6 1	3,5 0,05	500 1000	—	1000	я	39—
2В-12 . . .	2	 	12	4	1500	—.	1000		44-
2ВН-12 . •	2	2	12	0,6	1500	5-7	1000	»	52—
2В-20 . . ,	2	—	20	5	1500			1000		76-
2ВН-20 . .	2	2	30	1	1500	5-7	1000	»	102—
ЗВ-ЗО . . .	3	—	30	5	1500	—	1000	»	98—
ЗВН-ЗО . .	3	2	30	1,5	1500	5-7	1000		108—
ЗВН-60 . .	3	2	60	3	1200	5-7	800	вентиля-	276—
ЗВН-100. .	3	2	100	5	1200	5-7	800	тор »	303-
3-ВН-4-3000	3	2	4	0,5	7000	5-7	800	»	126—
ЗВН-6-15000	3	2	6	0,5	15000	5-7	800		195-
Таблица IV
Основные данные металлических ртутных выпрямителей
Тип	Номинальное напряжение выпрямлен- ного тока в в	Номиналь- ная сила тока в а	Тип	Номинальное напряжение выпрямлен- ного тока в в	Номиналь- ная сила тока в а
РВ- 7		700	РВ- 7		700
РВ-12	230	1250	РВ-12		1250
РВ-22		2 250	РВ-22	600	2 250
РВ-40		4000	РВ-40		4 000
			РВ-70		7 000
РВ- 7		700			
РВ-12 РВ-22 РВ-40	275	1250 2 250 4000	РВ- 7 РВ-12 РВ-22	825	510 910 1640
			РВ-40		2 900
РВ- 7		700	РВ-70		5100
РВ-12	460	1250			
РВ-22		2 250			
РВ-40		4000	РВ-12		700
			РВ-22	1650	1200
РВ- 7		700	РВ-40		2 200
РВ-12		1250			
РВ-22 РВ-40 РВ-70	550	2 250 4000 7000	РВ-22 РВ-40	3 300	725 1250
2) Цены показаны согласно прейскуранта Главэспрома 1937 г.
212
4B-S	2B-I2	28-20
r-280-330 —i
2BH - 20
Габариты ртутных колб.
213
ЗвН-60
г255'300*-< »-«----------------------550-650---------------------*	±~-з45-405^ j- ..............................— 570-610
Зв"'100	3вп4 - 3000 ЗВ^-15003
Габарит ыртутных колб.
214
Таблица V
Основные данные тиратронов
Тип	Накал		Допуст. обрат, напр. в	Максимальн. аплитуда тока а	Средн, анодн. ток а	Максим, регул, напряж. в	Ширина пус- ков. области	Рекоменд. сопротивл. в сетке 10-ом	Время прог- рева мин.	Цена 9	
	хо										
										заводск.	розничн.
ТГ-160 .	• 2,5	5	1000	1		750	2	1—1000	2	75		88-20
ТГ-205 .	2,5	9	1000	1,5	0,5	750	3	1-500	5	144-50	169-90
ТГ-203 .	2,5	22	3000	4	1,3	2250	5	1-50	5	250		294	
ТГ-204 .	5	30	3000	10	3,5	2250	5	1-10	•10	400		470	
ТГ-162 .	5	40	5000	40	13	3500	5	1-5	20	595		699—70
Тиратрон Т Г-162.
Тиратрон ТГ-204.
*) Цены согласно прейскуранта Главэспрома 1937 г.
215
216
Тиратрон ТГ-160.
Ф70
315~JS
Тиратрон ТГ-203,
Тиратрон ТГ-205,
Таблица VI
Конденсаторы постоянной емкости
Тип	Конструкция	Емкость в мкф	Рабочее- напряжение в в	Испытатель- ное напря- жение в в	Цена !)		Размер ы
					руб.	К.	в мм
							
Б-1С05	Бумажно-	1	10000	25 000	200			110 х 350 XI415
Б-1004	масляный	2	6 ОСО	15 000	280			110 X 350 X 415
Б-1001		2X10	1500	—	225	—	110 X 350 X 415
Б-1002		2Х 1	3 000	7-000	225	—	120 X 220 X 275
Б-1003		4Х 1	4 000	10000	235	—	110X350X415
—		5	12 000	—	2 300	—	—
Б-501	Бумажно-	2	500	1500	5		20X120X121
(Треву) Б-502	парафиновый	1	500	1500	3	20	20 X 120 X 210
Б-401		1	400	1000	Е>—	—	30 X 40Х1Ю
Б-306		2	300	600	1	90	30 X 40X110
Б-305		1	300	600	—	—	30 X 40Х1Ю
Б-203		1	200	400	—	—	27 X 55ХЮ0
Б-204		2X1	200	400	—	—	27 X 55ХЮ0
Б-205		2	200	400	—	—	27 X 55ХЮ0
Б-206		2X2	200	400	—	—	27 X 55ХЮ0
Б-207		4	200	400	—	-—	27 X 55X 100
Б-106	39	1	200	400	—	—	20 X 40X60
Б-107	9	2	200	400	—	—	20 X 40X60
Таблица VII
Электролитические конденсаторы
1.	Высоковольтные
Тип	Номинальная емкость в мкф	Напряжение в в		Размеры корпуса в мм		Цена !)	
		рабочее	пиковое	диаметр	высота	руб.	к.
Э-101	10	450	525	35	112	12		
Э-102	7	450	525	35	112	12	—
Э-103	10	400	450	35	112	—	—
Э-104	7	400	450	35	112	—	—
Э-105	10	350	400	35	112	12	—
Э-106	7	350	400	35	112	—	—
Э-107	10	250	300	35	112	—	—
Э-108	7	250	300	35	112	—	—
!) Цены показаны согласно прейскуранту Главэспрома 1937 г.
217
Примечания: 1. Допускаемая величина переменной составляю-
щей не свыше 5% от рабочего напряжения.
2.	Отклонения емкости от номинала:
для емкости 7 мкф........................20%
I в сторону повышения .50%
для емкости 10 мкф | в СТОрОНу понижения .20%
3.	Ток утечки при рабочем напряжении (через 1 мин. после вклю-
чения) не свыше 0,1 ма)мкф.
4.	Тангенс угла потерь при частоте 800 гц 0,2 —1,0.
5.	Максимальная температура 45° С.
Таблица VIII
2. Низковольтные
Тип	Номинальная емкость мкф	Напряжение в в		Размеры корпуса в мм		Цена !)	
		рабочее	пиковое	диамер	высота	руб.	к.
Э-201	40	40	50	35	112	10	40
Э-202	50	40	50	35	112	—	—
Э-203	200	40	50	45	115	—	—
Э-204	500	40	50	65	115	34	—
Э-205	200	12	15	35	112	1»	40
Э-206	300	12	15	35	112	10	40
Э-207	500	12	15	45	115	—	—
Э-208	1000	12	15	65	115	34	—
Э-209	1800	12	15	80	115	48	—
Э-210	2000	12	15	80	115	48	—
Примечания: 1. Отклонение емкости от номинала ±20%.
2. Ток утечки при рабочем напряжении (через 1 мин. после вклю-
чения) :
для рабочего напряжения 40 в не свыше 0,01 ма/мкф
для рабочего напряжения 12 в не свыше 0,01 ма./мкф
!) Цены показаны согласно прейскуранту Главэспрома 1937 г.
218
Данные обмоточного провода (по ОСТу №^4123)
D— диаметр провода в изоляции; d — диаметр голого провода (жилы)
Таблица IX
Провод голый					Толщина изоляции											
| номинальный 1 диаметр	; 1 в мм	предельное отклонение в мм	сечение в мм2 		вес 1 км в кг	сопротивление 1 км в омах (при 20еС)	Марки											
					ПЭ		ПЭШО		пшо		пшд		ПВО |		ПБД	
					i D— d в мм \		। предель- ное откл. в мм	D-d в мм	предель- ное откл. в мм	тз 1 Q »	предель- ное откл. в мм	кк S р-а	предель- ное откл. в мм	D-d в мм	предель- ное откл. в мм	D-d в мм	предель- ное откл. в мм
0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 0,08 0,09 0,10 0,11 0,12 0,13 0,14 0.15 0,16 0,17 0,18 0,19 0,20 0,21 0,23	± 0,003 0,003 0,003 0,003 0,003 ± 0,005 0,005 0,005 0,005 0,005 0,005 0,005 0,005 0,005 0,005 0,005 0,005 0,005 0,005 0,005	0,00071 0,00126 0,00196 0,00283 0,00385 0,00502 0,00636 0,00785 0,00950 0,01131 0,01327 0,01539 0,01767 0,02011 0,02270 0,02545 0,02835 0,03142 0,03464 0,04155	0,0063 0,0120 0,0175 0,0252 0,0343 0,0448 0,0567 . 0,0700 0,0850 0,1010 0,1180 0,1370 0,1580 0,1790 0,2020 0,2270 0,2530 0,2800 0,3090 0,3700	24,620 13,870 8 920 6,180 4,540 3,480 2,750 2,230 1,840 1,546 1,317 1,136 989 869 770 687 617 556 505 421	0,010 0,010 0,010 0,010 0,010 0,015 0,015 0,015 0,015 0,015 0,015 0,015 0,015 0,015 0,015 0,015 0,020 0,020	± 0,005 0,005 0,005 0,005 0,005 0,005 0,005 0,005 0,005 0,005 0,005 0,005 0,005 0,005 0,005 0,005 0,005 0,005	0,075 0,075 0,075 0,075 0,075 0,075 0,075 0,075 0,075 0,075 0,075 0,080 0,080	±0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01	0,06 0,06 0,06 0,06 0,06 0,06 0,06 0,06 0,06 0,06 0,06 0,06 0,06	± 0,005 0,005 0,005 0,005 0,005 0,005 0,005 0,005 0,005 0,005 0,005 0,005 0,005	0,12 0,12 0,12 0,12 0,12 0,12 0,12 0,12 0,12 0,12 0,12 0,12 0,12	±0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01	0,09 0,09 0,09 0,09 0,09 0,09 0,09 0,09 0,09 0,09 0,09 0,09 0,09	±0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01	1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1	1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
ocz
p р о р ОО р р р р о о р р О О О О О О О ООО р р р р р 40 00 00*00 kj кк О' 04 ©4 04 1л LA 1л 1л 1л к кк kkokoЪэ Ъэ к КЗ к ‘ЧО-О^н-дООСЛООь-1 40	(Л	номинальный диаметр в мм			I	Провод голый	1
н-	н- ООООООООООООООООООООООООООООО о о2 2 222 2 2 ~2 ~2 2 2 2 2 22 222 2 2~2 2 2~2 2 2 ininlniPUilnlnlninOOOOOOOOOOOOOOOOOOOln	предельное отклонение в мм			
ppp ООО op орррррр оооооооооо op о о к 0s 04 СП 1л Ln к к к к ио Ъэ Ъэ к к к к к к к Т—1к к О © о о о о K3*UQ000rfxOO\00O<ICnfc4>O<I<-nU0tOO00<JC^U0t-* 40 00 04 (л Ji» W400\O^NJlnO<W«M-‘O5Ln-JOiSbOOUON3tQW04UnCn04-J40 CObJ^OOOOUtOM^Lno^^OlninbOrfx^OO^NJln^OtOO КЭ<ОМООО4«Л04ООСЛЦО04О»-‘ОШОО*-‘00Q04OCnb0>-4--*0300t-nO\<O	сечение в мм2			
P p p p *. P p 03 09 p N3 N3 to p ь-Д ь-д M b-* b-* b-1 p p О P О P к» О *04 к 00 к кд oo 04 Ъэ к 00 04 к» к к 40 00 04 1л Ъэ к* О 00 к 04 СП СП к CnUi<<NJlOCnWNJW^'J\OU>0i-i0K)<q^bln<i-‘ (Л 04 *^J 00 •“* U5 M^0<t>5O0W<DWNJ^r- *J*J00O^-CntnCn*Jb^-<ItOU040O*J OO OO	вес 1 км в кг			
M M M M M KJ (СЮМ WW W W^^^b^Lh U1 00^)<OO4OO^WLnOOO ^VivlOM^<Ot>:0^4i.v]WOOW\D СЛ p OU1 W	bJ kkk Окк!л 04 40к 04 wlolocn 04 к 04 *4 00 ok О О О й 04 Q (Л jx из ч0 vj ль	S~ —J /-. X *5^	КЗ (Л (Л 04	сопротивление 1 км в омах (при 20°С)			
ООО 000 орррррррррррррррррррр ор ОООООО000ООоооОООООООООООООоо <Л(Л<Л(Л<Л'Л<Л<Л'£ь£ь»£ь>£ь>»«Ь'£ь»£ь'£ь£ь^СОСоиоООООиоио(>ОЬ«ЗЬСКЗ ООООООООООООООООООСЛСЛСЛСЛООООСЛСЛО	D—d в мм	ПЭ 1	2 -о ?: S	Толщинаизоляции	1
н- о о о о о о ор оррр ор оооооооо орр ор о о ОООоОООООООООООООООООООООООоо ММН‘»-Д|-ДМГ-»-Д|-‘>-‘>-‘|-Ч-Д|-ДМММ1-‘М|->НДНД|-‘М>-‘МОСО О СП <л <л	предель- ное откл. в мм			
ооооооооооооооооооооооор о о о о о 7-к кд к- кд кд кд кд кд к* кд кд ’к к- кд к к к к О О О О О О О О Ъ О О Н,_М1-Д|-ДЬД|-Д|-‘OOOOOOOOOO'^OvO'O4O404O4O40OOOOOO 000000000000000<л(л(л<л0000<л(л0	D-d в мм	i пэшо		
н- ооооооооооо ор ор ор ор оррррр о р о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о с <Л<ЛСЛ<ЛСЛ<ЛСЛ<Л1Л(ЛШСЛСЛСЛСЛ1Л(Л<Л1ЛСЛ<Л<ЛСП(Л1ЛСПСПСП	предель- ное откл. в мм			
оооооооо оррр о оррррр оррррррррр "о о ООО 000 О О О О ООО 000 О ООО 000 0*0 оо 04 04 04 04 Q4 Q4 04 04 04 04 04 04 04 04 04 04 04 04 Q4 04 04 04 04 04 04 04 04 04 04	D—d в мм	I пшо		
ооооооооооооооррррррррр ор орр о ООООООооооооооооооООООООооооо ооооооооооооооооооооооооооооо сл<л<лич<л<л<л<л<лсл<л(л1л(л<лич<л<л<л<л<л(л(л<л<лсл<л<лш	предель- ное откл. в мм			
рррррррррррррррррppppopрррррр bObJbJtjStQbObOrObjStQtCtObOtQtQtQtCtQtQtQtQtQtQbCbOtQtQ	D-d в мм	1 пшд		
1 0,01 ’ 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01	предель- ное откл. в мм			
ООООООООООООООООООООООООООООО кд к к к* к ккк к к к к к к к кк к к к к к к к кккк о |_1|_4Мь,>_д>_д^д|_4|-ДМ>-Д^|-ДМНДНДНННД>-Д(-Д|-Д|-ДН‘»-ДНД>-Д>-Д4О ООО	D—d в мм	1 ПБО I		
о ор О ор ор Орррррррррррррррррррр "о О*О О О О О О О О О 0*0*0 о*о'о о о о о о о о'о'о о о о о оо	предель- ное откл. в мм			
о О CDJOJO o,pjDjo^o^ojo^o^op>-Р<0)<0 |	I	|	I I	|	|	I | |	| кэ ьоКэкокэкэТоккэкзкэкэкзкэкэ кэ кэ ьэ 1	1	1	1 1	1	1	1 1 1	1 оооооооооооооооооо	D—d в мм	ПБД		
н- ОООООООООООООООООО1I।II1•|]I1 о о о'о о о о о о о О О О О О ООО 1 1	1 1 1 1	1 N3ts3tQN3t43(s3t43K3N3K3N3K3t\3ts3N3t\3N3N3	предель- ное откл. в мм			
Продолжение
	1,00 1,04 1,08 1,12 1,16 1,20 1,25 1,30 1,35 1,40 1,45 1,50 1,56 1,62 1,68 1,74 1,81 1,88 1,95 2,02 2,10 2,26 2,44 2,63 2,83 3,05 3,28 3,53 3,80	0,015 ± 0,020 0,020 0,020 0,020 ± 0,020 0,020 0,020 0,020 0,020 0,020 0,020 0,020 0,020 0,020 ± 0,025 0,025 0,025 0,025 0,025 0,025 ±0,03 0,03 0,03 0,03 ±0,04 0,04 0,04 0,04	0,78540 0,84950 0,91610 0,98520 1,05680 1,13100 1,22720 1,32730 1,43140 1,53940 1,65130 1,76710 1,91130 2,06120 2,21670 2,37790 2,57300 2,77590 2,98650 3,20470 3,4637 4,0115 4,6759 5,4325 6,2902 7,3062 8,4496 9,7868 11,3410	7,000 7,872 8,165 8,781 9,410 10,081 10,937 11,830 12,757 13,721 14,717 15,750 17,035 18,371 19,757 21,194 22,933 24,742 26,617 28,563 30,870 35,753 41,675 48,418 56,062 65,117 75,309 87,226 101,08	22,250 20,570 19,080 17,740 16,540 15,430 14,250 13,170 12,180 11,360 10,570 9,890 9,145 8,480 7,885 7,350 6,793 6,300 5,853 5,454 5,046 4,357 3,738 3,217 2,778 2,392 2,068 1,786 2,541	0,050 0,050 0,060 0,060 0,060 0,060 0,060 0,060 0,060 0,060 0,060 0,060 0,060 0,060 0,060 0,060 0,060 0,060 0,060 0,060	0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 ±0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01	0,11 0,11 0,12 0,12 0,12 0,12 0,12 0,12 0,12 0,12 0,12 0,12 0,12 0,12	0,015 0,015 0,015 0,015 0,015 ± 0,015 0,015 0,015 0,015 0,015 0,015 0,015 0,015 0,015	0,06 0,06 0,06 0,06 0,06 0,06 0,06 0,06 0,06 0,06 0,06 0,06 0,06 0,06	0,005 0,005 0,005 0,005 0,005 ± 0,015 0,015 0,015 0,015 0,015 0,015 0,015 0,015 0,015	0,12 0,12 0,12 0,12 0,12 0,12 0,12 0,12 0,12 0,12 0,12 0,12 0,12 0,12	0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 ±0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01	0,110 0,110 0,125 0,125 0,125 0,125 0,125 0,125 0,125 0,125 0,125 0,125 0,125 0,125 0,125 0,125 0,125 0,125 0,125 0,125 0,16 0,16 0,16 0,16 0,16 0,16 0,16 0,16 0,16	0,010 0,010 ±0,015 0,015 0,015 ± 0,015 0,015 0,015 0,015 0,015 0,015 0,015 0,015 0,015 0,015 0,015 0,015 0,015 0,015 0,015 ±0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02	0,20 0,20 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,30 0,30 0,30 0,30 0,30 0,30 0,30 0,30 0,30	0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 ±0,02 0,02 0 0 0 0 0,0 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 ±0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03
to to																j	
ОГЛ АВЛЕНИЕ
Стр.
Предисловие.......................................................... 3
Введение . . . . .................................................... 4
Глава I.	Вентили..................................................... 6
§ 1.	Требования к вентил’ям....................................... 6
§ 2.	Кенотрон ... -............................................... 7
§ 3.	Газотроны................................................... 10
§ 4.	Стеклянный ртутный выпрямитель.............................. 24
§ 5.	Металлические ртутные выпрямители........................... 29
§ 6.	Купроксный выпрямитель...................................... 35
§ 7.	Управляемые вентили......................................... 36
Глава II. Выпрямитель без потерь при работе на различные виды
нагрузки....................................................... 40
§ 1.	Схема выпрямителя........................................... 40
§ 2.	Работа	выпрямителя	на	омическое сопротивление.............. 41
§ 3.	Работа	выпрямителя	на	индуктивную нагрузку................. 43
§ 4.	Работа	выпрямителя	на	противоэлектродвижущую силу.......... 45
§ 5.	Работа	выпрямителя	на	емкостную нагрузку................... 46
§ 6.	Работа	выпрямителя	на	смешанную нагрузку................... 47
Глава III. Выпрямитель, работающий на нагрузку с емкостной реак-
цией .......................................................... 51
§ 1.	Общее положение............................................ 51
§ 2.	Напряжение вторичной обмотки............................... 55
§ 3.	Максимальное значение тока фазы 1т......................... 56
§ 4.	Эффективное значение тока фазы во вторичной обмотке транс-
форматора ...................................................... 57
§ 5.	Мощность, рассеиваемая на аноде кенотрона................. 59
§ 6.	Ток в первичной обмотке трансформатора..................... 60
§ 7.	Потери в трансформаторе.....................................62
§ 8.	Потребляемая мощность и электрический	кпд.................. 63
§ 9.	Коэфициент использования мощности, спользование трансфор-
матора ......................................................... 63
§ 10.	Переменная слагающая напряжения............................ 66
§ 11.	Внешняя характеристика выпрямителя......................... 69
Глава IV. Выпрямитель без потерь, работающий на индуктивную на-
грузку ......................•............................•	• • . .	71
§ 1.	Выпрямленное напряжение..................................... 71
§ 2.	Ток вторичной обмотки......................................  75
§ 3.	Вольтамперы вторичной обмотки............................... 76
§ 4.	Ток в первичной обмотке и линии . . •....................... 77
§ 5.	Вольтамперы первичной обмотки и всего трансформатора ....	81
§ 6.	Вынужденное намагничивание.................................. 82
222
Стр.
Глава V. Выпрямитель с потерями при работе на нагрузку с индуктив-
ной реакцией.....................................•........... 86
§ 1.	Вывод общей формулы....................................... 86
§ 2.	Выпрямитель с малым активным сопротивлением при работе на
нагрузку с индуктивной реакцией................................ 92
§ 3.	Выпрямитель с малым реактивным сопротивлением при работе
на нагрузку с индуктивной реакцией ............................ 98
§ 4.	Работа выпрямителя при учете как активного, так и реактивного
сопротивлений в фазах...................................  .	.	100
Глава VI. Схемы выпрямителей..................................
102
§ 1.	Однофазные схемы...........................................
а)	работа на фильтр с емкостной реакцией......................
б)	работа на фильтр на индуктивность...................•	. . .
§ 2.	Двухфазные схемы.............•.............................
а)	Нормальная схема при работе на „емкостную(.нагрузку*.......
б)	обычная двухфазная схема при работе на индуктивную нагрузку
в) двухфазная схема Греца ....................................
г) схема Латура...............................................
§ 3.	Трехфазные схемы...........................................
§ 4.	Шестифазные схемы .........................................
а)	шестифазная схема треугольник-звезда............ч..........
б)	шестифазная схема звезда-звезда ...........................
в)	звезда—двойной зигзаг......................................
г)	схема с разделяющей катушкой (схема Кюблера)...............
д)	схема Вологдина............................................
е)	шестифазная схема Греца ...................................
102
103
105
105
106
109
113
116
117
117
119
121
123
125
130
Глава VII. Сглаживающий фильтр
136
§ 1.	Расчет фильтра на сглаживание пульсаций.................... 136
§ 2.	Расчет фильтра для питания усилителей низкой частоты и радио-
телефонных передатчиков ......................................... 148
а)	расчет	фильтра	для	усилителей низкой частоты............... 143
б)	расчет	фильтра	для	радиотелефонного передатчика............ 145
§ 3.	Расчет	фильтра	для	радиотелеграфных передатчиков........... 147
§ 4.	Перенапряжения на фильтре...................... •.......... 153
Глава VIII. Регулировка напряжения выпрямителей..................... 157
§ 1.	Регулировка на стороне постоянного	тока........... 157
§ 2.	Регулировка на стороне переменного	тока .........  158
§ 3.	Регулировка напряжения изменением	параметров вентилей . . .	160
Глава IX. Проектирование выпрямителей............................... I69
§ 1.	Порядок проектирования..................................... 169
Примеры расчета выпрямителей:
Расчет выпрямителя к приемнику.............................. 175-
Расчет выпрямителя для телефонно-телеграфного передатчика . .	184
ПРИЛОЖЕНИЯ
1.	Расчет выпрямителя на емкость, работающего с верхним углом
отсечки....................................................... 189
2.	Конструктивный расчет дросселя с железом.....•............. 200
3.	Справочные таблицы........................................ 207.
Научно-технический редактор И. А. Цинговатов. Редактор В. И. Шамшур.
Техн. ред. П. Я. Королев
Книга сдана в набор 5/VII-38 г. Подписана к печати 23/VIII-38 г. Инд. Р-10.
Тираж 6000. Уполномоч. Главлита Б-47321. Зак. изд. № 1737. Бумага
€0Х92!/1в. Печати, листов 14-|-вклейка. Автор, листов 15,75. Зак. № 3209.
2-я фабрика детской книги Детиздата ЦК ВЛКСМ,
Ленинград, 2-я Советская, 7.
о 4* сю	0,74	0,855	р	0,855	0,855	1—1 i-4 Н4	Эффективное фазное напря- жение Е при Е = 1
о к	р 3	0,289	р 3	о 8	р СП 00	0,785	Эффективный фазн. ток /п при выпр. токе I = =1
чо	00 1—»		1—1 00 1-4	(-4 40	*»и 40	к-4 £ь	Мощность вторичной обмот-. ки трансформатора при £=0 Z= = l или (УД)П
о	р ~сл СП	О 3	р СП СП	О 04	О 3	i 0,575	Коэфициент использов. вто- ричной обмотки трансфор- матора klx
<=> 00 tO	о СП 00	Р 1-4	р	О ~>к	р 3	' 0,555	Эффективный фазный ток Ц при выпрямленном токе 1== 1
»—‘ О сп	»-1 &	1-4 О СП	Ь-4 О СП	к) к—4	Н-к ьо »—к	to СЮ	Мощность первичной обмот- ки трансформатора при 7—^=0=- 1 или (К4),
0,955	0,78	0,955	0,955	0,825	0,825	0,815	Коэфициент использ. пер- вичной обмотки трансфор- матора kr
»-4 bj	Хп СП		1—1 ио	1-4 СО СП	СЮ сп	>—* 4^ 00	Типовая мощность или коэф, увелич. мощности трансформ. (VA)Tp
р й	0,65	р й	р о	р	р	0,675	Коэфициент использ. транс- форматора
о 00 ью	О 00 ьо	о 1-4	о 4*	о 00 to	р 3	0,555	Эффективное значение ли- нейного тока 1л
>—к 8	1—к о СП	ь-к О СП	8	к—к из 1-4	»—к to »—к	к—к Т-4 1-4	VA линии при мощности выпрям. тока £ =э/_ = 1
0,955	0,955	0,955	0,955	0,825	0,825	О 40	Фактор искажения kf
СЮ о о	сю 8	U0 О о	СЮ о о	СП о	Ь-4 СП о	Ь-4 О о	Частота наибольшей гармо ники при частоте сети f = 50 гц
0,057	0,057	0,057	0,057	р к> СП	о ь?	о 3	Амплитуда наибольшей гармоники E^q = 1
торичная обмотка Первичная обмот- Весь транс- Линия Перемен, состав,
трансформатора	катрансформатора форматор	выпрямл. напряж.
					0,855	0,58	1,49	0,67	0,47	1,21	0,825	1,35 (	),74 C	1,82^1,21^0,825^ 150	0,25				
^5^2,	-j-—	=д				0,74	0,41	1,81	0,55	0,47	1,05	0,955	1,43 I	Э,70 1	I 1,47 1,05 0		,955	300	0,057
					0,855	0,289	1,49	0,67	0,41	1,05	0,955	1,27	0,79	0,41	1,05 (	),955	300	0,057
			ffi	!’’!	0,74	0,41	1,81	0,55	0,58	1,28	0,78	1,55	0,65	0,82	1,05	0,955	300	0,057
	(^ЛЛ^Г\				0,43	0,58	1,49	0,67	0,82	1,05	0,955	1,27	0,79	0,82	1,05	0,955	300	0,057
																		
(>—	-*					t)?43“	-0^8-	'—1149-	- ~v,O/		--ЛО5,	—0955.	1*27	079	1,42	1,05	0,955	300	0,057
о	J т 1 пл о>1					0,855	0,289	1,49	0,67	0,41	1,05	0,955	1,27	0,79	0,41	1,05	0,955	300	0,057
					0,855	0,289	1,49	0,67	0,41	1,05	0,955	1,27	0,79	1,71	1,05	0,955	300	0,057
«Ач^		1	Jf 'л П/ЛЭТ	_ r<	0,43	0,41 0,58	1,81	0,55	0,82	1,05	I 0,955	1,43	0,7	0,82	1,05	0,955	300	0,057
*-4wu!j		lUf Ил/тя		RJX	0,43	0,41 0,58	1,81	0,55	0,82	1,05	0,955	1,43	0,7	1,42	1,05	0,955	300	0,057
					0,43	0,82	1,05	0,955	0,82	1,05	0,955	1,05	0,955	1,42	1,05	0,955	300	0,057
z±?					0,74	0,47	1,05	0,955	0,82	1,05	0,955	1.05	0,955	0,82	1,05	0,955	300	0,057
S. П. ТЕРЕНТЬЕВ. Выпрямители для радиоустройетв
ПРИЛОЖЕНИЕ 4
Приводим ниже более подробные кривые для расчета выпрямителя, работающего на фильтре
с емкостной реакцией при работе с верхним углом отсечки. Этими кривыми следует пользоваться
вместо приведенных в тексте оис.эЗ—10 (см. стр. 192—199).
Рис.
Рис. 6,
Рис. 8.
Рис. 10.
Редактор В. И. Ш а м ш у р.
Сдано в набор 28/IX 1938 г. ,	Подписано к печати 11/Х 1938 г.
Уполн. Главлига РСФСР ,№ Б-43620.	Тираж 6000 экз. Связьрадиоиздат № 1737,
Типография „Дер Эмес“, Москва, Покровка, 9. Зак. 1525.
4p, 50k;