Из числа широко применяемых выпрямителей тока наиболее сложно обеспечить климатическую защиту полупроводниковых выпрямителей. Защита от климатических воздействий ртутных выпрямителей с жидкостным и накаливаемым катодами сводится в основном к выбору соответствующих материалов и защитных покрытий.
Ртутные выпрямители чувствительны к качке, и поэтому при их работе на судне возникала бы опасность токопроводящего соединения между ртутью катода и корпусом или работа нарушалась бы в результате образования брызг ртути, что может вызвать обратное зажигание выпрямителя. Поэтому такие выпрямители на судах не применяются.
Выпрямители с накаливаемым катодом применяются в весьма ограниченных случаях.
Наряду с меднозакисными сухими выпрямителями, служащими для измерительных цепей, несмотря на наличие германиевых и кремниевых выпрямителей, наиболее широко применяются селеновые выпрямители (меднозакисные элементы, в частности, недопустимы для тропических условий эксплуатации из-за низкой теплостойкости, составляющей +45, +50° С).
Вентильные преобразователи не должны устанавливаться в помещении, где они могут подвергнуться действию газов, выделяемых аккумуляторами, а также вблизи паропроводов, нагревательных приборов и других источников теплового излучения, которые могут создать дополнительный нагрев.
При эксплуатации селеновых выпрямителей необходимо учитывать температуру охлаждающей среды. Обычно селеновые выпрямители рассчитываются таким образом, что обусловленные потерями рабочие температуры их элементов при температуре охлаждающей среды + 35°С не превышают +75°С. Селеновые элементы нечувствительны к термическим воздействиям; кратковременно они могут выдерживать температуры до 170° С. При повышении температуры охлаждающей среды величина тока или соответственно напряжения должна быть понижена. Пример понижения нагрузки на селеновый выпрямитель приведен на рис. 8-1 [Л. 18].
Рис. 8-1. Влияние температуры охлаждающей среды на нагрузочную способность селеновых выпрямителей.
В табл. 8-1 приведены различные варианты режимов и допустимые напряжения для селеновых выпрямителей в зависимости от температуры окружающего воздуха. Данные табл. 8-1 не распространяются на селеновые выпрямители, работающие в трансформаторном масле.
Установленные на судах селеновые выпрямители морского исполнения работают ненадежно, часто выходят из строя (танкер «Таллин» и др.). в основном из-за повышенной температуры воздуха в тропической зоне. Поэтому их приходится охлаждать дополнительно путем обдува вентилятором.
При недостаточной влагозащите может происходить некоторая расформовка выпрямителей, выражающаяся в возрастании обратного тока, который может увеличиться в 3 раза. Кроме того, может наблюдаться так называемое качание обратного тока, т. е. произвольное изменение его величины. В силовых схемах это явление отрицательных последствий не имеет, но в цепи обратной связи магнитных усилителей это может привести к ухудшению параметров. Селеновые выпрямители исполнения ХЛ ничем не отличаются от обычно применяемых и выпускаются категории Н или П.
Выпрямители исполнении Т, ТС и ТМ выпускаются также исполнения Н или Л (в основном П) и от выпрямителей нетропического исполнения отличаются лучшей влагозащитой: более влагостойкими лакокрасочными покрытиями, более влагостойкой изоляцией (например, концевые шайбы из влагостойкой пластмассы или стеклотекстолита), а также применением бесконтактных элементов (отсутствует контактная звездочка, роль которой выполняет контактная шайба).
Таблица 8-1
Величины переменного напряжения и выпрямительного тока в зависимости от температуры окружающей среды
В тех случаях, когда это возможно по условиям конструкции, желательно применение герметизированных выпрямителей. В последнее время такие выпрямители выпускаются в керамическом или металлическом корпусе с масляным заполнением. Хотя теплоотдача у таких выпрямителей меньше, чем у негерметизированных, а сами они дороже, они должны применяться в тех случаях, когда нужны особая надежность и отсутствие колебаний обратного тока.
При применении селеновых выпрямителей открытого исполнения концы выводов, а также перемычки между ними должны быть облужены горячим способом (допускается закрашивание луженой поверхности выводов и перемычек).
Выпрямители тропических исполнений должны иметь влагозащитные покрытия, предохраняющие от коррозии и увлажнения изоляции.
Выпрямители, предназначенные для работы в трансформаторном масле, не окрашиваются.
Широкое применение находят также германиевые и кремниевые выпрямители, которые должны заменять селеновые во всех случаях, когда это возможно.
При использовании германиевых диодов и триодов следует учитывать, ЧТО ЭТИ приборы ВЫХОДЯТ из строя, если их температура превышает 70° С. Поэтому режим их работы в изделии и технология изготовления должны быть рассчитаны так, чтобы температура этих приборов не поднималась выше указанного значения.
Более надежны в этом отношении кремниевые диоды и триоды, наивысшая допустимая температура эксплуатации которых составляет 150° С.
При повышении температуры у германиевых и кремниевых приборов снижаются предельные значения параметров (по мощности и напряжению). Поэтому следует соответственно снижать предельно допустимые напряжения, особенно обратные.
Как германиевые, так и кремниевые диоды и триоды являются полностью герметичными. Эти приборы могут применяться без дополнительной защиты как в холодном, так и в тропических климатах. Для изделий тропического исполнения применяемая окраска эмалью ПФ-28 (6.2086) должна быть заменена лакокрасочным покрытием, стойким в тропических условиях (см. §12-9).
При изготовлении статических преобразователей мощностью до 1 ква все комплектующие изделия (конденсаторы, сопротивления, реле и т. д.) должны быть стойкими к воздействию соответствующего климата. Для тропических исполнений рекомендуется весь статический преобразователь в сборе пропитывать трижды в лаке Э-4100 или
СБ-1c для повышения влагостойкости электрической изоляции и уменьшения возможных токов утечки.
Мощные силовые преобразователи с диодами и триодами на основе кремния должны изготавливаться с учетом температурных ограничений работы полупроводниковых приборов, снижения токов утечки, выбора монтажных проводов и защиты, трансформаторов от влаги. Высокий к. п. д. и отсутствие вращающихся элементов в статических преобразователях обеспечивают им большое преимущество перед электромашинным вариантом, сохраняя при этом возможности управления скоростями судовых механизмов.
При окраске металлических поверхностей следует пользоваться лакокрасочными материалами, указанными в § 12-9. Монтажные провода должны быть устойчивыми в соответствующем климате. При изготовлении различных дросселей и трансформаторов, входящих в статический преобразователь, следует пользоваться соответствующими рекомендациями, приведенными в гл. 5 и 6.
