Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_128
.pdf
высоких скоростях в машинах, которые работают как двигатели часть времени 70, а в остальное время как
генераторы, замедляя нагрузку с помощью электрического торможения.
На фиг. 5 показана модификация нашего изобретения 75, которая обеспечивает тормозные характеристики
для динамо-электрических машин, которые при определенных обстоятельствах могут быть более
желательными, чем в описанной выше схеме. Следует понимать, что изобретение в целом одинаково в
каждом случае, и что модифицированная конструкция показана лишь для иллюстрации возможности
адаптации нашего изобретения к определенным условиям эксплуатации. На этом рисунке показана схема,
предназначенная для работы только в одном направлении и только для последовательного привода, но это
сделано лишь для упрощения понимания схемы. Также будет видно, что мы предусмотрели контроллер
барабана, который напрямую регулирует скорость вращения машин при работе двигателя и тормозной ток
при торможении. 95 Считается, что специалисты в данной области легко поймут, как можно модифицировать
эту схему для работы в обратном направлении, и как можно управлять этой схемой с помощью так
называемого дистанционного управления, то есть с помощью главного выключателя, который управляет
электромагнитными выключателями и контакторами, которые, в свою очередь, управляют цепями
динамо-электрических машин.
На рис. 5 показаны динамо-электрические машины с якорями 63, 64, 65 и 66 и соответствующими
последовательными обмотками возбуждения.
67. 68, 69 и 70 приспособлены для управления с помощью барабанного контроллера 71, который имеет
связанный с ним переключатель 72, первое положение которого устанавливает моторные соединения, а
второе положение — тормозные соединения. Исходя из вышеизложенного, считается, что понимание данной
модификации будет легко получено из описания работы устройства 120i.
I 169,208 соглашение. Предположим, что переключатель 72 перемещен влево в первое рабочее положение,
при котором устанавливаются последовательные соединения двигателя, а контроллер 71 повернут вправо в
первое рабочее положение. Это позволит соединить динамоэлектрические машины последовательно в цепи
питания, как показано на рис. 6, при этом цепь идет от тележки 73, через сегменты контроллера 71, резистор
74, сегмент 75 переключателя, сегмент 76, через сегмент 77 контроллера 71, через большую часть резистора
78, сегмент 79 переключателя 72, сегмент 80 этого переключателя, через якоря и обмотки возбуждения
динамоэлектрических машин, соединенные последовательно с землей. Резисторы 74 и 78 будут отключаться
поэтапно, с практически одинаковыми значениями сопротивления, по мере перемещения контроллера через
его последовательные рабочие положения вправо. Таким образом, двигатели будут соединены
непосредственно последовательно в цепи питания для обеспечения полноценного режима работы двигателя
в конечном положении контроллера.
Предположим, что теперь необходимо заставить динамо-электрические машины работать в качестве
генераторов с электрическим торможением.
Контроллер 71 сначала нужно повернуть влево в положение «выключено». Переключатель 72 будет
перемещен влево во второе рабочее положение, в котором устанавливаются соединения для торможения.
Когда контроллер 71 поворачивается вправо в первое рабочее положение, аналогично тому, как это
происходит во время работы двигателя, динамоэлектрические машины подключаются к источнику питания
для работы в качестве генераторов электрического торможения, и соединения устанавливаются, как показано
на рис. 7, где резистор 78 подключен параллельно последовательному полю 70 возбуждающей части
динамоэлектрических машин, а якорь возбуждающей части 66 соединен в замкнутый контур с полями всех
машин.
В первой позиции контроллера устанавливаются следующие соединения.
Якоря 63, 63 и 65 соединены последовательно в цепи питания последовательно с частью резистора 78,
причем цепь идет от тележки -73, через резистор 74, сегмент 75 селекторного переключателя, сегмент 81
этого переключателя, якоря 63, 64 и 65, сегменты 82 и 83 селекторного переключателя, через сегменты
контроллера к сегменту 77, через большую часть резистора 78 к сегменту 79, сегмент 84 к земле. Схема
шунтирования вокруг возбуждающего поля 70 6a выглядит следующим образом. От земли сегменты 84 и 79,
через весь резистор 78, сегмент 85, сегмент 86, до левого вывода возбуждающего поля 70. Замкнутая цепь, в
которую входят обмотка возбуждения 70 и последовательные обмотки других машин, может быть прослежена
следующим образом: от левого вывода якоря 66, через сегменты 82 и 83 переключателя 75, сегмент 87
контроллера барабана, к сегменту 77 этого контроллера, через большую часть резистора 78, сегмент 79
переключателя, сегмент 84, к правому выводу 80 обмотки возбуждения 70.
Таким образом, направление тока через якорь возбудителя будет противоположно направлению тока в
режиме работы двигателя. При перемещении контроллера вправо через S,5 и его последовательных рабочих
положений возникает эффект изменения соединения между левым выводом якоря возбудителя 66 и
резистором 78. На этом рисунке, аналогично рис. 1, 2 и 3, возбуждение поля возбуждения 70 реагирует на
разницу между падением напряжения на правой части резистора 78 и падением напряжения 95 на левой
части этого резистора. Следует отметить, что данное расположение имеет множество общих черт с
расположением, показанным на рис. 1, 2 и 3. Регенеративный ток 100 протекает через правую часть резистора
78 и через якоря 65, 64 и 63, но не протекает ни через обмотку возбуждения якоря, ни через обмотки 67, 68 и
69 105 регенеративных машин. Также будет замечено, что через возбудитель и поля 67, 68 и 69 протекает
только ток возбуждения, но для тока регенерации и тока возбуждения существует общий путь через правую
часть резистора 78.
Таким образом, ток регенерации можно точно регулировать, перемещая переменный вывод 11,5 вперед и
назад относительно резистора 78, а часть резистора 78, включенная как в цепь регенерации, так и в цепь
возбуждения, обеспечивает средства, с помощью которых гарантируется внутренняя компенсация изменений
напряжения в сети 120 169,208. Также следует отметить, что контроллер 71 последовательно перемещается
через одни и те же рабочие положения как во время торможения, так и во время движения на электротяге.
На рис. 8 показана еще более модифицированная форма нашего изобретения. Следует также понимать, что
это очень упрощенная схема соединений, устанавливаемых во время торможения. Считается, что из
приведенного выше описания нашего изобретения нет необходимости описывать способ управления данной
системой с помощью главного контроллера, барабанного контроллера, селекторного переключателя или
реверсивного переключателя. Специалисты в данной области без труда смогут найти подобные соединения,
исходя из приведенного выше описания нашего изобретения. В этой схеме резистор 8S зашунтирован вокруг
всех полей динамо-электрических машин, а возбудитель, имеющий якорь 89 и поле 90, включен в локальную
цепь с последовательными полями 91, 92 и 93 других машин посредством переменного соединения 94 с
резистором 88.
Данная схема, хотя и обеспечивает тормозные характеристики, которые могут быть желательны при
определенных условиях, имеет тот недостаток, что компенсирующий эффект, реагирующий на изменения
потенциала в сети, проявляется не так быстро, как в описанной выше схеме, поскольку резистор 88
зашунтирован вокруг последовательных обмоток всех машин. Индуктивный эффект всех этих полей,
соединенных последовательно, существенно замедлит компенсирующий эффект, но конечный результат
будет в основном таким же, как и при описанной выше схеме. На фиг. 9 показана еще одна модификация
нашего изобретения, которая по существу идентична той, что показана на фиг. 1, 2 и 3, за исключением того,
что резистор 95, соответствующий резистору 61 на фиг. 1, 2 и 3, зашунтирован двумя резисторами 96 и 97.
Резисторы 96 и 97 позволяют изменять характеристики торможения динамо-электрической машины,
незначительно отличающиеся от тех, которые получаются при схемах, показанных на рис. 1, 2 и 3. В
остальном работа схемы аналогична показанной на рис. 1, 2 и 3.
При определенных обстоятельствах достаточный тормозной эффект может быть не достигнут при
использовании одной из приводных динамоэлектрических машин в качестве последовательного возбудителя
для полей остальных машин, и для обеспечения таких условий мы в упрощенной форме показали схемы,
представленные на рис. 10, 11 и 12.
Рисунок 10 в основном идентичен рисунку 7, за исключением того, что для обеспечения возбуждения машин
во время торможения предусмотрена отдельная динамо-электрическая машина с якорем 98 и
последовательным полем 97. Последовательное поле 70 97 этой машины шунтируется резистором 99,
который является частью пускового сопротивления во время работы двигателя, и этот отдельный
возбудитель соединен в замкнутую цепь с полями 75 машин таким же образом, как возбудитель на фиг. 7
соединен в замкнутую цепь с полями якоря машин. Этот возбудитель будет приводиться в движение любым
подходящим способом, предпочтительно от нагрузки, хотя при желании его можно приводить в движение и
отдельно. Этот возбудитель также может использоваться в качестве приводного двигателя, если это
необходимо.
На рис. 11 представлена упрощенная схема 85, схема которой аналогична тормозным соединениям на рис. 3,
за исключением того, что для питания возбуждения 90 динамо-электрических машин предусмотрен
отдельный возбудитель, имеющий якорь 100 и последовательное поле 101. Исходя из приведенного выше
описания нашего изобретения, предполагается, что принцип работы данного устройства будет легко понятен
без дополнительных пояснений.
На рис. 12 показана схема, аналогичная схеме на рис. 10, за исключением того, что возбудитель, имеющий
якорь 102 и последовательное поле 103 1(0), является частью мотор-генераторной установки, включающей
двигатель с параллельным возбуждением 104, который получает энергию от подходящего источника
потенциала, такого как цепь питания 105. Возбуждение возбудителя 105 данной схемы также обеспечивается
блоками вспомогательного возбудителя 106 с параллельной обмоткой, приводимого в движение двигателем
104 и расположенного на том же валу, что и якорь 102. Этот небольшой вспомогательный возбудитель 106
110 будет обеспечивать отдельное возбуждение поля 107 на основном возбудителе для полей
регенерирующих динамо-электрических машин. Резистор 108, который будет использоваться для ускорения
во время работы двигателя (11.5), зашунтирован вокруг последовательного поля 103 возбудителя 102, а
якорь возбудителя 102 подключен к замкнутой цепи, которая включает в себя последовательные поля
основных динамо-электрических машин (120), часть резистора 108 и поле 103 возбудителя.
Торможение регулируется изменением возбуждения поля 107 посредством работы реостата 109 в этой цепи
поля. В остальном схема функционирует практически так же, как и схема на рис. 10.
Датировано 6-м днем месяца Млай. 19'0.
Джон С. Грей, Кэннон-стрит, 83, Лондон. Е.С., представитель заявителей.
ПОЛНАЯ ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА.
Усовершенствования в системах электрического управления динамо-электрическими машинами и связанные
с ними разработки.
Мы, компания «The BurTisH THoLIsoK-Hor STOX COMPANY LIMITED», британская компания,
зарегистрированный офис которой находится по адресу: S3, Cannon Street, London, E.C. 4, настоящим
заявляем, что характер данного изобретения (сообщение от компании General Electric, корпорации,
организованной в соответствии с законами штата Нью-Йорк, графства Шенектади, штат Нью-Йорк,
Соединенные Штаты Америки) и способ его осуществления должны быть подробно описаны и определены в
следующем заявлении:
Наше изобретение относится к системам управления динамо-электрическими машинами, и в частности, к
системам, в которых динамо-электрические машины либо работают как двигатели для привода нагрузки, либо
приводятся в движение нагрузкой и работают как генераторы для замедления нагрузки.
3
.5 Хотя это использование не ограничивается только этим.
Наше изобретение особенно полезно для управления электродвигателями электромобилей, таких как,
например, электровозы и тому подобное.
Наше изобретение обеспечивает усовершенствованные средства, позволяющие заставлять двигатели
работать либо как двигатели для привода электромобиля, либо как генераторы для замедления движения
транспортного средства.
Предусмотрены усовершенствованные средства, позволяющие очень точно и эффективно контролировать
тормозной эффект простым и действенным способом; электрический тормозной эффект может быть увеличен
или уменьшен по желанию, а при использовании системы для электрического торможения транспортного
средства путем подачи энергии к источнику питания, колебания напряжения источника или источника питания
автоматически компенсируются.
В некоторых аспектах наше изобретение предлагает усовершенствованные средства, позволяющие
использовать часть приводных двигателей для подачи возбуждения поля на остальные двигатели, чтобы
создать эффект электрического торможения для замедления движения транспортного средства, хотя оно
также применимо к системам, в которых отдельная динамоэлектрическая машина используется в качестве
возбудителя для полей основных динамоэлектрических машин.
Одной из целей нашего изобретения является создание усовершенствованной конструкции, в которой ток
через возбуждающую часть динамо-электрической машины 70 представляет собой только ток возбуждения
для полей машины, при этом конструкция должна быть такой, чтобы возбуждающая часть могла быть
практически полностью нагружена, а тормозной ток мог точно регулироваться 75.
Одной из целей нашего изобретения является создание устройства, в котором во время торможения
соединения устроены таким образом, что обеспечивается внутренняя защита от чрезмерных колебаний
тормозного тока. В ранее предложенных системах рекуперативного торможения применялись различные
усложнения для компенсации колебаний напряжения в цепи питания, которые обычно наблюдаются в
системах электрической тяги. Одной из целей нашего изобретения является создание простого и
эффективного устройства, обладающего внутренним компенсирующим эффектом для компенсации этих
колебаний.
Еще одной целью нашего изобретения является создание простой и эффективной системы, в которой
компенсирующее действие 95 против изменений потенциала источника возрастает по мере уменьшения
возбуждения динамо-электрических машин и увеличения скорости машин.
Это очень важная особенность, поскольку 100 динамо-электрических машин, работающих частично в режиме
двигателя, а частично в режиме генератора, очень склонны к перегоранию на своих коммутаторах при работе
в режиме генератора, а тенденция к перегоранию всегда выше при слабых полях и высоких скоростях.
Еще одной целью нашего изобретения является создание усовершенствованной конструкции, в которой часть
динамо-электрических машин работает в качестве последовательного возбудителя для остальных машин, а
тормозной эффект регулируется путем изменения сопротивления, включенного в цепь возбуждения.
Еще одной целью нашего изобретения является создание тормозного устройства, в котором обмотка
возбуждения возбуждающей части машины шунтируется неиндуктивной цепью с предусмотренным путем для
тормозного тока через часть цепи, так что изменения возбуждения возбудителя не зависят от индуктивности
остальных обмоток возбуждения.
Еще одной целью нашего изобретения является создание устройства, в котором практически тот же самый
прибор, который используется для управления ускорением во время работы двигателя, также используется
для управления торможением во время работы генератора динамо-электрических машин.
Еще одной целью нашего изобретения является создание устройства, в котором резистор используется для
изменения скорости вращения машин при их работе в режиме электродвигателей, а также для изменения
тормозного тока при работе машин в режиме генераторов, причем сопротивление изменяется с одинаковыми
приращениями как при работе в режиме электродвигателя, так и при работе в режиме торможения.
Еще одной целью нашего изобретения является создание устройства, в котором один контроллер
используется как для управления двигателем, так и для торможения, причем контроллер перемещается в
одни и те же рабочие положения как во время торможения, так и во время движения на двигателе.
Для лучшего понимания нашего изобретения следует обратиться к чертежам, прилагаемым к
Предварительной спецификации, на которых фиг. 1 представляет собой упрощенную схему системы
управления для множества динамо-электрических машин, воплощающую наше изобретение; фиг. 2
представляет собой упрощенную схему основных цепей, показанных на фиг. 1, а фиг. 3 — принципиальную
схему, в очень упрощенной форме показывающую соединения динамо-электрических машин, когда они
работают в качестве генераторов электрического торможения; фиг. 4 представляет собой упрощенный чертеж
детали фиг. 1, показывающий блокировку между рукояткой главного контроллера, рукояткой для управления
двигателем или тормозами и рукояткой для изменения направления движения транспортного средства 65 или
другой нагрузки, приводимой в движение динамо-электрическими машинами; фиг. 5 представляет собой
упрощенную схему системы управления, воплощающей другой вариант нашего изобретения; фиг. 6
представляет собой соединение двигателя, установленное в первой точке контроллера на фиг. 5; На фиг. 7
представлена упрощенная схема соединений, установленных в схеме на фиг. 5, при подключении
динамо-электрических машин для электрического торможения; фиг. 8 и 9 представляют собой упрощенные
принципиальные схемы, иллюстрирующие в упрощенной форме модификации нашего изобретения, а фиг. 10,
11 и 12 представляют собой упрощенные принципиальные схемы, иллюстрирующие варианты осуществления
нашего изобретения в схемах управления динамо-электрическими машинами для электрического
торможения, в которых предусмотрена отдельная динамо-электрическая машина для обеспечения
возбуждения полей 85 основных динамо-электрических машин во время торможения.
На рисунках 1, 2, 3 и 4 показаны динамо-машины с якорями A', A9, A3, A4 и последовательными обмотками
возбуждения 90.
F', F2, F3, F4, соответственно, предназначены для управления в последовательном или параллельном
режиме работы, в режиме электродвигателя или для электрического торможения с помощью главного
контроллера MC, имеющего множество рабочих положений. В состав главного контроллера входит
селекторный переключатель SS, предназначенный для взаимодействия с главным контроллером с целью
активации механизма переключателя для установления 100 соединений двигателя или тормозного
соединения, или соединений двигателя с резисторами, зашунтированными вокруг последовательной обмотки
возбуждения. Взаимодействуя с главным контроллером, находится главный реверсивный переключатель RS.
105. Главный контроллер, селекторный переключатель и главный реверсивный переключатель соединены
между собой, как показано на рис. 4, таким образом, что реверсивный переключатель нельзя переключить,
если рукоятка управления 110 главного контроллера не находится в положении «выкл», или селекторный
переключатель нельзя переключить для установления тормозного или моторного соединения, если рукоятка
главного контроллера не находится в положении «выкл». Конструкция такова, что шунтирующие соединения
поля могут быть установлены с помощью селекторного переключателя только тогда, когда рукоятка главного
контроллера находится в положении полного последовательного моторного соединения 120 163,208 или в
положении полного параллельного моторного соединения.
Следует понимать, что соединения для шунтирования возбуждения предназначены для получения
дополнительных скоростных точек как при последовательном, так и при параллельном движении двигателя.
Для изменения параметров основных цепей подключения машин предусмотрено множество кулачковых
переключателей с номерами от 1 до 16, позволяющих соединять машины последовательно, параллельно (с
двумя двигателями, соединенными последовательно в каждой из параллельных цепей) или использовать
тормозные соединения с помощью динамоэлектрической машины, имеющей якорь A4 и обмотку возбуждения
F4 в качестве последовательного возбудителя для обмоток остальных машин.
Кулачки для управления этими переключателями обычно устанавливаются на вращающемся барабане, но
для простоты на чертежах кулачки показаны развернутыми на плоской поверхности. Барабан с рабочими
кулачками смещается в положение, в котором двигатели соединены последовательно, посредством пружин
17 и 18, а обмотка 19 предназначена для вращения барабана таким образом, чтобы верхний ряд кулачков
зацеплялся со своими контактами, обеспечивая параллельное соединение двигателей. Обмотка 20
предназначена для вращения барабана кулачков, чтобы нижний ряд кулачков зацеплялся со своими
контактами и обеспечивал соединение для работы тормозной системы. Для ограничения тока, потребляемого
двигателями во время работы в режиме двигателя, предусмотрены резистор R1 и резистор R', а резистор R2
также используется для изменения величины тормозного тока во время работы в режиме двигателя. Для
закорачивания резистора R2 на несколько последовательных приращений сопротивления предусмотрено
множество электромагнитных переключателей или контакторов с номерами от 21 до 30 включительно.
Для закорачивания резистора R' с различной периодичностью предусмотрено множество контакторов с 31 по
37 включительно. Контактор линии 38 предназначен для установления моторных соединений для
последовательного режима работы двигателя и торможения, а контактор линии 39 предназначен для
установления параллельного режима работы двигателя.
Реверсивный переключатель RS1 приспособлен для управления главным реверсивным переключателем RS
посредством действующих электромагнитов.
Считается, что более подробное и детальное описание данной системы будет лучше понято при описании
принципа ее работы.
Поскольку на рис. 2 показаны основные схемы подключения двигателя, считается, что понимание
изобретения будет легко достигнуто путем обращения к этому рисунку при построении схемы основных
соединений двигателя, а также путем обращения к рис. 1 при построении схемы рабочих обмоток различных
электромагнитных переключателей. Предположим, что детали находятся в положениях, показанных на рис. 1
и 2, 70, и что необходимо заставить машины работать как двигатели для привода нагрузки. Предположим
также, что желательно, чтобы операция проводилась в прямом направлении. 75 Однако сначала следует
обратиться к рис. 4, на котором в очень упрощенной и схематичной форме показана взаимосвязь между
различными частями главного контроллера. На этом рисунке 80 показана только верхняя часть главного
контроллера. На рисунке рукоятка 40 главного реверсивного переключателя находится в выключенном
положении, а поскольку рукоятка 41 главного контроллера MIC также находится в выключенном положении
85, поворотный фиксатор 42 освободится из паза 43 кулачка, закрепленного на рабочей рукоятке 41 главного
контроллера, когда рукоятка 40 реверсивного переключателя будет перемещена влево от положения,
обозначенного пунктирной линией и обозначенного буквой F. В этом случае конец поворотного фиксатора 42
выйдет из паза 43, и рукоятку 41 главного контроллера 95 можно будет повернуть по часовой стрелке.
На фиг. 1 рукоятка 44 переключателя режимов работы показана в положении, соответствующем режиму
работы двигателя, хотя на фиг. 1 переключатель режимов работы показан в выключенном положении. Когда
рукоятка 100 поворачивается вправо до положения, обозначенного пунктирной линией буквой B,
устанавливаются соединения для торможения, а когда рукоятка поворачивается влево до положения,
обозначенного пунктирной линией буквами FS, устанавливаются соединения для шунтирования полей F1 и F'
резистором 45 и полей F2 и F3 резистором 46, оба из которых показаны на фиг. 1 и 2. Для предотвращения
переключения рукоятки 44 селекторного переключателя 115 из одного рабочего положения в другое
предусмотрен поворотный фиксатор 47, имеющий ролик, взаимодействующий с кулачком 48, закрепленным
на рукоятке 41 главного контроллера. Конец поворотного фиксатора 47 взаимодействует с диском 49,
закрепленным на рукоятке 44 120 29.
169,208 переключателя режимов. Конец поворотного фиксатора 47 предназначен для входа в паз 50 в
кулачковом диске 49, когда рукоятка 44 переключателя режимов повернута вправо от положения торможения.
Радиальный рычаг 51 кулачкового диска 49 взаимодействует с кулачковым диском 52, закрепленным на
рукоятке контроллера 41. Конструкция такова, что рукоятку 44 нельзя перевести влево в положение
маневрирования, если рукоятка 41 главного контроллера не находится в положении полного
последовательного или полного параллельного привода.
Предположим, что рукоятка 44 селекторного переключателя на рис. 1 находится в положении, показанном на
рис. 4, то есть во втором рабочем положении, а реверсивный переключатель RS переведён влево для
движения вперёд. Если теперь повернуть рукоятку 41 главного контроллера MC влево в первое рабочее
положение, то катушка 53 реверсора электромагнита и обмотка контактора 38 будут включены
последовательно в цепь питания 54. Для питающей цепи 54 будет подаваться ток с подходящим потенциалом
для управления различными электромагнитными переключателями данной системы. Он указан как отдельный
источник, не связанный с тележкой, хотя это не обязательно. Контактор 21 также будет замыкаться под
напряжением, при этом цепь обмотки проходит через переключатель и через сегмент.
контроллер. Барабан, имеющий кулачки для управления главными переключателями цепи с 1 по 16
включительно, будет находиться в смещенном положении, показанном на рис. 1, поскольку ни одна из
обмоток 19 или 20 не находится под напряжением. Замыкание электромагнитного линейного выключателя 38
соединяет двигатели последовательно в цепи питания, которая идет от тележки 55 через контакты контактора
38, резистор RI, кулачковый выключатель 1, резистор R2, кулачковый выключатель 9, якорь Al, кулачковый
выключатель 10, якоря A2 и A3, кулачковый выключатель 7, последовательно соединенные обмотки
возбуждения F2 и F3, кулачковый выключатель 12, якорь A4, кулачковый выключатель 14 и обмотки
возбуждения F' и F4 к земле, на другой стороне цепи питания. Поворот главного контроллера во второе
рабочее положение замыкает контактор 33, тем самым замыкая накоротко две секции пускового устройства.
резистор RI. В третьем рабочем положении контактор 31 замыкается, тем самым замыкая еще две секции
пускового резистора RI. В четвертом рабочем положении контактор 36 замыкается, замыкая еще две секции
резистора R', а в пятом рабочем положении контактор 37 замыкается и замыкает весь пусковой резистор R'.
66 В шестом рабочем положении контактор 22 находится под напряжением, замыкая и закорачивая один
участок резистора R2.
Следует помнить, что контактор 21 остается замкнутым по причине 70 того, что его обмотка находится под
напряжением через контакт переключателя.
Контакторы с 23 по 30 включительно замыкаются последовательно при перемещении контроллера через 75
рабочих положений с 7 по 14 включительно, так что в конечном положении двигатели подключаются
непосредственно к источнику питания, при этом все пусковые сопротивления (RI и R2) закорочены. 80
Рукоятка 41 главного контроллера теперь будет находиться в положении, обозначенном пунктирной линией и
буквой S, а радиальный рычаг 51 на кулачковом диске 49 сможет войти в паз 56 в кулачковой пластине 52.
Затем рукоятку 44 переключателя 85 можно переместить влево, чтобы активировать контактор 57 и включить
резистор 4.5 в шунт вокруг последовательных полей F' и F4, а также контактор 58, чтобы замкнуть gfj и
включить резистор 46 в шунт вокруг полей F2 и F3.
На пятнадцатой позиции осуществляется переход от последовательного режима работы двигателя к
последовательно-параллельному режиму. В положении 95 главного контроллера контакторы сопротивления
37 и 31 обесточены, а контактор сопротивления 30 для замыкания накоротко резистора R2 также обесточен, в
результате чего резисторы R' и R2 включены в цепи двигателя.
Обмотка 19, приводящая в действие кулачковый барабан, активируется таким образом, чтобы разомкнуть
кулачковые переключатели 1, 7, 9, 10, 12 и 14 и замкнуть кулачковые переключатели 3, 4, 75, 105, 11, 14 и 16,
устанавливая соединения, в которых якоря A2 и A3 и их последовательные поля F2 и F3 соединены
последовательно с резистором R2, а якоря A' и A4 и их соответствующие последовательные поля F' и F4
соединены последовательно с резистором R'.
На схеме переключатель показан таким образом, что кулачки зацепляют контакторы только в крайних
положениях, однако последовательность размыкания и замыкания этих контактов на схеме 115 может
соответствовать любому утвержденному методу переключения с последовательного на параллельное
соединение.
В этом положении линейный контактор 39 также замкнут, и резисторы con169, Q0, контакторы 21 и 22
находятся под напряжением, замыкая и закорачивая две секции резистора R2. Одна параллельная цепь
включает в себя линейный контактор 38, резистор R', кулачковый переключатель 3, кулачковый
переключатель 11 якоря A', кулачковый переключатель 14 якоря A4 и обмотки возбуждения F' и FP,
подключенные к земле, на другой стороне цепи питания. Другая цепь, параллельная только что описанной,
включает в себя линейный контактор 39, контактор 21, контактор 22, остаток резистора RB2, кулачковый
переключатель 4, якоря A2 и A3, кулачковый переключатель 7, последовательно соединенные обмотки
возбуждения F2 и F3 и кулачковый переключатель 16, заземлённый на землю.
Два резистора R' и R2 соединены в несколько раз при замыкании кулачкового выключателя 9, так что каждая
цепь двигателя, соединенная параллельно, будет работать при одном и том же напряжении независимо от
изменений сопротивления между R' и R2. В шестнадцатом рабочем положении контактор 34 замыкается и
закорачивает часть резистора R', а контактор 23 замыкается и закорачивает часть резистора R2. В
семнадцатом положении контактор 35 включается, замыкая и закорачивая часть резистора R'. В
восемнадцатом положении контактор 25 включается, замыкая и закорачивая часть резистора R2. Замыкание
накоротко части каждого из резисторов R' и R2 происходит на протяжении последовательных этапов работы
главного контроллера до тех пор, пока рукоятка 41 главного контроллера не окажется в последнем, двадцать
четвертом рабочем положении, обозначенном пунктирной линией, обозначенной буквой P. В этом последнем
положении двигатели будут соединены по два последовательно, в несколько раз с двумя оставшимися
двигателями, также соединенными последовательно, непосредственно в цепь питания.
В этом положении рукоятки 41 главного контроллера фиксатор 51 может войти в паз 59 кулачкового диска 52
главного контроллера, так что рукоятку 44 селекторного переключателя можно перевести влево, чтобы
активировать контактор 57 и включить резистор 45 в шунтирующую цепь к полям F' и F', а также контактор 58 и
включить резистор 46 в шунтирующую цепь к полям F2 и F3. Таким образом, обеспечивается дополнительное
увеличенное положение для бега.
Если теперь необходимо остановить движение двигателя и затормозить нагрузку, подав энергию к источнику
питания, главный контроллер сначала следует вернуть в положение «выкл», чтобы рукоятку 44 селекторного
переключателя можно было перевести вправо для установления тормозного соединения. При повороте
селекторного переключателя вправо, рабочая обмотка 65 20 кулачкового барабана получает питание,
перемещая барабан таким образом, что нижний набор сегментов кулачка замыкает кулачковые
переключатели 2, 3, 5, 6, 8, 10, 13 и 15 и размыкает ранее замкнутые. Таким образом, один из концов 70
поворотного фиксатора 47, связанного с переключателем режимов, входит в паз 50 в кулачковой пластине 49.
Это позволит зафиксировать фиксатор 47 в таком положении, что рукоятка 41 главного контроллера 75 не
сможет быть перемещена за пределы положения полного последовательного соединения. Когда достигается
положение полного ряда, ролик на другом конце фиксатора 47 упирается в поверхность 60 на кулачковом
диске 48 и 80, предотвращая дальнейшее вращение рукоятки 41 главного выключателя по часовой стрелке.
Когда главный контроллер перемещается в первое рабочее положение, ролик фиксатора 47 85 опускается с
выступа на кулачке 48, позволяя другому концу войти в выемку в пазу 50 и зацепиться за нее. Это блокирует
селективную рукоятку 44, так что ее нельзя вернуть в положение M, за исключением случаев, когда рукоятка
41 90 находится в выключенном положении. Контактор линии 38 также замкнут, и якоря А'. Резисторы A2 и A3
включены последовательно с резистором R' и компенсирующим резистором 61 в цепи питания, при этом цепь
95 проходит через контактор 38, резистор R', кулачковый переключатель 3, якорь A', кулачковый
переключатель 10, якоря A2 и A3.
Переключатель кулачка 6 и резистор 61 подключены к земле.
Воздушное поле F4 зашунтировано резистором R2, резистором 62 и резистором 61, причем цепь идет от
левого вывода поля F4 через кулачковый переключатель 2, резистор 62, резистор R2, кулачковый
переключатель 5 и резистор 61 к правому выводу поля F4. Якорь А' соединен в замкнутую цепь с обмотками
возбуждения всех машин, причем цепь идет от левого вывода якоря А4, 110 через кулачковый переключатель
13, последовательное возбуждение F', последовательное возбуждение F', резистор 61, кулачковый
переключатель 5, резистор R2, контактор 21, кулачковый переключатель 8.
Последовательные обмотки возбуждения F2 и F3 и кулачковый переключатель 15 подключены к правому
выводу якоря A'. Соединения, установленные во время торможения, легко понять, взглянув на рис. 3, хотя
следует помнить, что соединения на рис. 3 установлены в промежуточном положении контроллера, в котором
резистор R' закорочен, а сопротивление резистора R2 изменено для увеличения тормозного тока. Следует
отметить, что в этой связи резистор 61, который мы называем балансировочным или компенсирующим
резистором, обеспечивает общий путь для тока в поле возбуждающей части динамоэлектрических машин и
путь для тока, подаваемого в цепь питания, который протекает через обмотки А', А2 и А3.
Когда рукоятка 41 главного контроллера перемещается во второе рабочее положение, контактор 33
активируется, замыкая и закорачивая часть резистора R'. В третьем положении контактор 31 находится под
напряжением, замыкая цепь и закорачивая еще два приращения сопротивления. В четвертом положении
контактор 36 замыкается и закорачивает еще два участка резистора R', а в пятом положении контактор 37
замыкает и закорачивает последний участок резистора R'.
Следует отметить, что резистор R' закорачивается поэтапно, аналогично тому, как это происходило во время
последовательного режима работы двигателя. Теперь якоря A', A2 и A.3 будут напрямую подключены к
основной цепи питания последовательно с балансировочным или компенсирующим резистором 61.
Теперь тормозной ток будет регулироваться, увеличиваться или уменьшаться, и изменяться любым
желаемым образом посредством управления возбуждением динамо-электрических машин. Это достигается в
диапазоне от пятой до четырнадцатой позиций контроллера. Предположим, что необходимо увеличить
возбуждение машин. Это будет сделано путем перемещения контроллера в шестое положение, что приведет
к замыканию контактора 22 и короткому замыканию приращения резистора R2. Когда контроллер
перемещается в седьмое положение, обмотка контактора 21 обесточивается, а обмотка контактора 23
включается, так что контактор 21 отключается, а контактор 23 замыкается. Это приведет к смещению вправо
регулируемого соединения, показанного на рис. 3, между левым выводом полевой клеммы F2 и резистором
R2. Будет замечено, что ток, протекающий через поле 1r,4 возбуждающей части динамо-электрической
машины, изменяется в зависимости от разницы между падением напряжения на резисторе 61 и той части
резистора R2, которая определяется положением переменного соединения 6-5 с резистором, и падением
напряжения на оставшейся части резистора R2 и резисторе 62.
Следует также понимать, что регулируемое соединение с резистором R2, упомянутым выше, 70
обеспечивается посредством контакторов 21–30 включительно, и что по мере пошагового перемещения
рукоятки 41 главного контроллера по часовой стрелке контакторы, управляющие резистором 1R2,
последовательно замыкаются 75, и при замыкании одного контактора размыкается ранее сработавший
контактор. Это приводит к смещению точки соединения с резистором вправо или влево в зависимости от
направления перемещения рукоятки 41 главного контроллера. В общем случае, вращение главного
контроллера по часовой стрелке усиливает тормозной эффект за счет увеличения падения напряжения 85 на
обмотке возбуждения F4 и, следовательно, увеличения тока в замкнутой цепи возбуждения. Резистор 62
никогда не будет закорочен, что предотвращает включение обмотки якоря A4 под углом 90° и полей F', F2 и F3
в локальную замкнутую цепь с настолько низким сопротивлением, что в этой цепи мог бы протекать
чрезмерный ток.
Будет видно, что во время электрического торможения 95 главный контроллер перемещается так же, как и во
время последовательного режима работы двигателя, и что резистор R2 изменяется с теми же приращениями
во время торможения, что и во время режима работы двигателя 1Q0. Также будет видно, что те же
электромагнитные переключатели, которые управляют пусковыми резисторами во время движения двигателя,
также управляют этими резисторами для изменения тормозного эффекта. Это 105 особенно важных
преимуществ нашего изобретения, и благодаря им наша система рекуперативного торможения устраняет
очень большое количество сложностей, которые обычно присутствуют в ранее предложенных системах
рекуперативного торможения.
Конструкция такова, что регулирование тормозного тока заложено в самих соединениях. Таким образом,
предположим, что потенциал источника питания внезапно снизится, как это часто происходит в тяговых
системах. В обмотках якорей A', A2, A3 и резисторе 61 произойдет кратковременный скачок тока. Это
приведет к большему падению потенциала на резисторе 61 и, таким образом, уменьшит падение напряжения
на поле возбуждения Fi. В результате возбуждение возбудителя уменьшается по мере увеличения тока,
протекающего через резистор 61. Это, в свою очередь, уменьшит ток, протекающий через поля F1, F2 и F3,
тем самым снизив генерируемый потенциал динамо-электрических машин и компенсируя колебания
потенциала в цепи тележки. Специалистам в данной области будет понятно, что эффект снижения
возбуждения динамо-электрических машин происходит практически одновременно с попыткой машин подать
в цепь питания больший ток, чем требуется.
Также следует отметить, что поскольку сопротивлением зашунтировано только поле возбуждения F4
динамо-электрических машин, компенсационное действие происходит особенно быстро, так как
индуктивность поля F4 мала по сравнению с общей индуктивностью замкнутой цепи.
Также будет отмечено, что направление тока через поля динамо-электрических машин во время торможения
совпадает с направлением тока во время работы двигателя, и что через поля этих машин и якорь возбудителя
А4 протекает только ток возбуждения.
Это является существенным преимуществом, поскольку возбуждающая часть машины может быть полностью
нагружена без необходимости пропускать какой-либо из регенерированных токов, а поля регенерирующих
машин, в свою очередь, пропускают только ток возбуждения. Это позволяет при желании полностью
нагружать как обмотки возбуждения, так и якоря всех машин, не ограничивая тормозной эффект до низкого
уровня из-за того, что часть динамо-электрических машин должна обеспечивать как ток возбуждения, так и
рекуперативный ток. Следует также отметить, что для обеспечения надлежащих тормозных характеристик в
данной схеме не требуются реле, моторизованные реостаты или другие автоматические устройства,
поскольку эти характеристики заложены в самих соединениях. Также будет отмечено, что компенсирующее
воздействие на изменения напряжения в сети усиливается по мере ослабления поля в качестве возбудителя
и увеличения скорости динамо-электрических машин. Это очень важное преимущество, поскольку склонность
к возникновению электрической дуги на коммутаторах всегда выше при слабых полях и высоких скоростях в
машинах, которые работают как двигатели часть времени и как генераторы для замедления нагрузки путем
электрического торможения в другую часть времени.
На фиг. 5 показана модификация нашего изобретения, которая обеспечивает тормозные характеристики для
динамо-электрических машин, которые при определенных обстоятельствах могут быть более желательными,
чем в описанной выше конфигурации. Следует понимать, что изобретение в целом одинаково в каждом
случае, и что модифицированная конструкция 75 показана лишь для иллюстрации применимости нашего
изобретения в определенных условиях эксплуатации. На этом рисунке показана схема, предназначенная для
работы только в одном направлении и только для последовательного привода, но это сделано лишь для
упрощения понимания схемы. Также будет видно, что мы установили 85-мм барабанный контроллер, который
напрямую регулирует скорость вращения машин при работе двигателя и тормозной ток при торможении.
Считается, что специалисты в данной области легко поймут, каким образом 90 данная схема может быть
модифицирована для работы в обратном направлении, и как схема может управляться с помощью так
называемого дистанционного управления, то есть 95 с помощью главного выключателя, который управляет
электромагнитными выключателями и контакторами, которые, в свою очередь, управляют цепями
динамо-электрических машин.
На рис. 5 изображены 100 динамо-электрических машин с якорями 63, 64, 65 и 66 и соответствующими
последовательными обмотками возбуждения.
Соседние файлы в папке патенты