Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_132
.pdf
шестерней 73, закрепленной на барабане 64, а за ней — штоки 74, которые могут перемещать поршни 71 и
71a в их среднее положение, когда поршни 69 и 70 перемещаются в свои самые внутренние положения.
Перемещение поршней контролируется с помощью электромагнитно управляемых клапанов регулирования
давления жидкости 75, 76 и 77.
Клапан 75 снабжен рабочей обмоткой 78, клапан 76 снабжен двумя рабочими обмотками 79 и 80, а клапан 77
снабжен рабочей обмоткой 81.
Когда обмотка 78 клапана 75 обесточена, давление жидкости сбрасывается из пространства между поршнями
70 и 71, тогда как, когда она насыщена энергией, давление жидкости поступает в указанное пространство.
Когда обмотки 79 и 80 клапана 76 обесточены, давление жидкости поступает в пространство между поршнями
69 и 71а, тогда как при подаче напряжения на любую из обмоток 79 или 80 давление жидкости сбрасывается
из указанного пространства. Когда обмотка 81 клапана 77 обесточена, давление жидкости сбрасывается из
пространства справа от поршня 69 и слева от поршня 70, тогда как при ее включении давление жидкости
поступает в указанные пространства.
Обмотки 78 и 79 соединены с проводником 82 и питаются от него, а обмотки 80 и 81 соединены с проводником
83 и питаются от него. Теперь станет ясно, что если ни проводник 82, ни проводник 83 не находятся под
напряжением, давление жидкости будет сбрасываться клапаном 75 из пространства между поршнями 70 и 71,
давление жидкости будет поступать клапаном 76 в пространство между поршнями 69 и 71а, а давление
жидкости будет сбрасываться клапаном 77 из пространства справа от поршня 69 и слева от поршня 70. Затем
поршни и барабан 64 будут перемещены в положения, показанные на рисунке, так чтобы проводники 19 были
подключены к восьмиполюсной обмотке двигателя 1.
Если проводник 82 обесточен, а проводник 83 подведен к источнику напряжения, давление жидкости будет
сбрасываться клапаном 75 из пространства между поршнями 70 и 71, давление жидкости будет сбрасываться
клапаном 76 из пространства между поршнями 69 и 71а, а давление жидкости будет поступать клапаном 77 в
пространство справа от поршня 69 и слева от поршня 70. Затем поршни 69 и 70 будут перемещены в свои
самые внутренние положения и, благодаря зацеплению со штоками 74, поршни 71 и 71а и расположенная
между ними зубчатая рейка 72 будут перемещены в среднее положение, тем самым поворачивая барабан в
положение, в котором проводники 19 будут подключены к шестиполюсной обмотке 65 асинхронного двигателя
1. Наконец, если проводник 82 находится под напряжением, а проводник 83 обесточен, то давление жидкости
будет подаваться клапаном 75 в пространство между поршнями 70 и 71, давление жидкости будет
сбрасываться клапаном 76 из пространства между поршнями 69 и 71а, а давление жидкости будет
сбрасываться клапаном 77 из пространства справа от поршня 69 и слева от поршня 70.
Затем поршни 71 и 71а будут перемещены в свои крайние правые положения, в результате чего барабан 64
будет повернут в положение, в котором он соединит проводники 19 с четырехполюсной обмоткой двигателя 1.
84 Обозначает электромагнитный переключатель управления, имеющий рабочую обмотку 85, сердечник 86,
контактные площадки 87, 88 и 89.
и контакты 87a, 88a и 89a, взаимодействующие с контактами 87, 88 и 89. 90 обозначает электромагнитный
переключатель управления, имеющий рабочую обмотку 91, сердечник 92, контакты 93 и 94 и контакты 93 и
94a, взаимодействующие с контактами 93 и 94. 95 обозначает электромагнитный переключатель управления,
имеющий рабочую обмотку 96, сердечник 97, контакты 98, 99 и 100 и контакты 98a, 99a и 100,
взаимодействующие с контактами 98, 99, 95 и 100.
Ручной селектор полюсов 63 снабжен электрически соединенными контактными сегментами 101, 102, 103,
104, 105 и 106, предназначенными для зацепления при определенных условиях с контактами 100, 102a, 103a,
104a, 105a и 106a.
Барабан 64 электроприводного переключателя полюсов 24 снабжен контактными сегментами 107, 108, 109,
110, 111 и 112, а также 105, предназначенными для замыкания при определенных условиях контактов 107a и
107b, 108a и 108b, 109a и 109b, 110a и 110b, 11b и 11b, а также 112a и 112b соответственно. Контакт Lola
подключен к управляющему проводнику 27. Контакт 102a соединен с контактом 107a, контакт 103a — с
контактом 108a, контакт 104a — с контактом 109a, контакт 105a — с контактом 100a, а контакт 100a — с
контактом 110a. Контакт ilia соединен с контактом 112a, а контакт 1llb — с контактом 112b.
Обращаясь к рис. 1 и 6, между проводником 83 и управляющим проводником 12 (169,297 27) проходит цепь
113, в которой расположены контакты 87a и контактная пластина 87 выключателя 84, блокировочного
выключателя 603 и блокировочного выключателя 459a. Между проводником 82 и контактом 1121 проходит
цепь 114, в которой расположены контакты 88a и контактная пластина 88 выключателя 84 и блокировочного
выключателя 6Gb.
Между правым контактом 89a выключателя 84 и управляющим проводником 27 проходит цепь 115. Между
незаземленным выводом рабочей обмотки 85 выключателя 84 и контактом 11Gb проходит цепь 116, в которой
расположены блокировочный выключатель 62a и блокировочный выключатель 61a. Между незаземленным
выводом рабочей обмотки 85 и контактом 109b проходит цепь 117, в которой расположены блокировочный
выключатель 61b и блокировочный выключатель 59b. Между левым контактом 89a выключателя 84 и
контактом 109b проходит цепь 118.
Между проводником 83 и управляющим проводником 27 проходит цепь 119, в которой расположены контакты
93а и контактная пластина 93 выключателя 90.
Между незаземленным выводом рабочей обмотки 91 выключателя 90 и контактом 108b проходит цепь 120, в
которой расположены блокировочный выключатель 61e и блокировочный выключатель 60c. Правый контакт
94a выключателя 90 соединен с правым контактом 93a выключателя 90, а левый контакт 94a соединен
посредством цепи 121 с контактом 108b. Между проводником 83 и управляющим проводником 27 проходит
цепь 122, в которой расположены контакты 983 и контактная пластина 98 выключателя 95, блокировочного
выключателя 62b и блокировочного выключателя 6ld. Между проводником 82 и управляющим проводником 27
проходит цепь 123 445, в которой расположены контакты 99a и контактная пластина 99 выключателя 95.
Между незаземленным выводом рабочей обмотки 96 выключателя 95 и контактом L07b проходит цепь 124, в
которой расположены блокировочный выключатель 62C и блокировочный выключатель 60d. Правый контакт
iooa выключателя 95 соединен с правым контактом 99a выключателя 95. Левый контакт 100а соединен
посредством цепи с контактом 107б. Между проводником 82 и управляющим проводником 27 проходит цепь
126, в которой расположен блокировочный выключатель 62d. Как указывалось ранее, проводник 82 подключен
к рабочим обмоткам 78 и 79 электромагнитно управляемых клапанов 75 и 76, а проводник 83 подключен к
рабочим обмоткам 80 и 81 электромагнитно управляемых клапанов 76 и 77.
Для адаптации системы к управлению несколькими поездами кабель 127 (см. рис. 1), включающий
проводники, соединенные с контактами 107a, 108a, 109a, 110a и 70 lila, управляющий проводник 27 и
проводники, ведущие к рабочим обмоткам 56 и 57 соответственно, проложен к соответствующим контактам и
проводникам других блоков системы, в которую входит устройство 75 на рис. 1.
По причинам, которые будут более подробно изложены ниже, необходимо, чтобы главный контроллер 25 был
соединен с контроллером реверса 36 таким образом, чтобы последний мог работать только тогда, когда
главный контроллер находится в выключенном положении, и чтобы главный контроллер мог работать только
тогда, когда контроллер реверса находится в прямом или обратном положении. Также важно, чтобы
реверсивное устройство было сконструировано таким образом, чтобы оно находилось в выключенном
положении, чтобы можно было снять его рукоятку управления. Также желательно, чтобы селектор полюсов 63
был 90 заблокирован с главным контроллером 25 таким образом, чтобы селектор полюсов находился в одном
из своих рабочих положений, прежде чем главный контроллер 25 можно будет перевести из выключенного
положения; и, наконец, важно, чтобы селектор полюсов 63 был заблокирован с контроллером реверса 36
таким образом, чтобы селектор полюсов находился в выключенном положении, чтобы можно было снять
рукоятку управления контроллера реверса 36. На рис. 4 показана система соединения различных элементов,
упомянутых выше, для обеспечения их правильной работы.
Главный контроллер 25 снабжен диском 128, на периферии которого 105 расположена выемка 129.
Реверсивный контроллер 36 снабжен диском 130, имеющим периферийные выемки 131 и 132. Диск 130
крепится к шпинделю 133, конец которого имеет форму 110, позволяющую ему входить в гнездо рукоятки
управления 134, показанной на фиг. 5. Неподвижный защитный кожух расположен над концом шпинделя 133 и
снабжен отверстием такой формы, что рукоятку 134 можно 115 устанавливать или снимать со шпинделя 133
только тогда, когда реверсивное устройство находится в выключенном положении, в этом положении оно
показано на фиг. 4. Селектор полюсов 63 снабжен диском 136, имеющим периферийную выемку 120 169,297
137 и периферийное удлиненное углубление 138, 139, 140 и 141, обозначающие блокирующие рычаги. Рычаг
139, который приводится в движение по часовой стрелке с помощью пружины 142, снабжен выступом 143,
предназначенным для взаимодействия с выемкой 129 диска 128, и выступом 144, предназначенным для
взаимодействия с выемками 131 и 132 диска 130. Рычаг 140, который приводится в движение против часовой
стрелки с помощью пружины 145, снабжен выступом 146, предназначенным для взаимодействия с выемкой
129 диска 128, и выступом 147, предназначенным для взаимодействия с углублением 138 диска 136.
Рычаг 141, приводимый в движение по часовой стрелке пружиной 148, снабжен выступом 149,
предназначенным для взаимодействия с выемкой 137 в диске 136, и барьером в виде «рыбьего хвоста» 150,
взаимодействующим с защитным кожухом 135, чтобы предотвратить вставку или извлечение рукоятки 134 из
шпинделя 133, за исключением случаев, когда выступ 1t9 находится в выемке 137 диска 136, в этом
положении он показан на фиг. 4.
Из приведенного выше описания конструкции блокировочного механизма становится очевидно, что для
перемещения главного контроллера 25 из выключенного положения 3(М), в котором он показан на рис. 4,
необходимо, чтобы контроллер реверса 36 находился в прямом или обратном положении, так чтобы выступ
144 вошел в паз 131 или 132, и чтобы селектор полюсов 63 находился во включенном положении, так чтобы
выступ 147 вошел в углубление 138. Также станет ясно, что при установке выступа 144 в выемку 131 или в
выемку 132 и при переводе главного контроллера 25 в положение «включено» управление контроллером
реверса 36 будет невозможно. Также станет очевидно, что если контроллер реверса 36 не находится в
положении «выключено», а селектор полюсов 63 также не находится в положении «выключено», то рукоятку
управления 134 контроллера реверса 36 невозможно снять со шпинделя 133.
В преддверии описания принципа работы нашего изобретения будет приведено краткое пояснение
характеристик крутящего момента и скорости вращения главной асинхронной машины или двигателя, 1,
используемой в системе на рис. 1, для заданной частоты питания и при различных приложенных напряжениях
и количестве полюсов, которые изображены на рис. 7. На рисунке по ординатам показана скорость
асинхронных двигателей в милях в час, измеренная для приводимого ими локомотива; по абсциссам,
измеренным справа от вертикальной линии, показан крутящий момент, развиваемый двигателями в фунтах на
радиусе одного фута; а по абсциссам, измеренным слева от вертикальной линии, показан тормозной момент,
развиваемый двигателями при работе в режиме генератора выше синхронного.
Кривые jia, 12a, 13a и 14a представляют собой характеристики скорости крутящего момента для
восьмиполюсного соединения с приложенными напряжениями 70°, обеспечиваемыми, соответственно,
замыканием переключателей 11, 12, 13 и 14, показанных на рис. 1. Аналогично, кривые 11b, 12b, 13b и 14b
представляют собой характеристики крутящего момента и скорости для шестиполюсного соединения 75 с
приложенными напряжениями, обеспечиваемыми, соответственно, замыканием выключателей 11, 12, 13 и 14.
Аналогично, кривые l1, 12e, 13c и 14d представляют собой характеристики скорости крутящего момента для
четырехполюсного соединения 80 с приложенными напряжениями, возникающими, соответственно, при
замыкании переключателей 11, 12, 13 и 14. При рассмотрении этих характеристик видно, что при
восьмиполюсном соединении переход от движения накатом к торможению или наоборот происходит при
скорости 12,1 миль в час, при шестиполюсном соединении — при 16,2 милях в час, а при четырехполюсном
соединении — при 24,3 милях в час. Также будет видно, что во время движения на автомобиле
соответствующие кривые для восьмиполюсного и шестиполюсного соединений пересекаются по практически
прямой линии, соответствующей скорости 8,6 95 миль в час, а соответствующие кривые для шестиполюсного
и четырехполюсного соединений пересекаются по практически прямой линии, соответствующей скорости 15,2
миль в час.
Также будет видно, что при генерации соответствующие кривые для четырехполюсного и шестиполюсного
соединений пересекаются вдоль линии, соответствующей скорости 26,2 мили в час, а соответствующие
кривые для шестиполюсного и восьмиполюсного соединений приблизительно совпадают вдоль линии,
соответствующей скорости 18,6 мили в час. Однако очевидно, что если при движении с восьми полюсов на
шесть или наоборот переключение осуществляется со скоростью 8,6 миль/час, а переключение с шести
полюсов на четыре или наоборот — со скоростью 15,2 миль/час, то такое переключение не будет
сопровождаться каким-либо существенным и внезапным изменением крутящего момента. Аналогично, если
при генерации переключение с четырех полюсов на шесть или наоборот осуществляется со скоростью 26,2
мили в час, а переключение с шести полюсов на восемь или наоборот — со скоростью 18,6 мили в час, то
существенного удара, вызванного внезапными и резкими изменениями крутящего момента, не произойдет.
Если для иллюстрации предположить, что наше изобретение реализовано в системе, имеющей машину или
машины с характеристиками крутящего момента и скорости, показанными на рис. 7, то наше изобретение
включает средства для обеспечения передачи, когда асинхронная машина или машины работают (1) как
двигатели, от восьмиполюсного к шестиполюсному соединению или наоборот со скоростью 8,6 миль в час и от
шестиполюсного к четырехполюсному соединению или наоборот со скоростью 15,2 миль в час, а также для
обеспечения передачи 15, когда асинхронные машины генерируют энергию от четырехполюсного к
шестиполюсному соединению или наоборот со скоростью 26,2 миль в час и от шестиполюсного к
восьмиполюсному соединению или наоборот со скоростью 18,6 миль в час. Станет очевидно, что если
оператор сможет осуществить переключение с одного количества полюсов на другое, например, с четырех
полюсов на шесть, независимо от скорости вращения двигателей, и такое переключение произойдет,
например, когда машины будут работать со скоростью 22 мили в час, то крутящий момент машин изменится
при условии, что на них подается полное напряжение, приблизительно с 60 000 фунтов.
развивая скорость приблизительно до 70 000 фунтов.
торможение. Такое резкое изменение характера и величины крутящего момента может привести к
деформации поезда, прикрепленного к локомотиву, на котором установлены двигатели. Также, если
асинхронные машины работали бы со скоростью 14 миль в час при восьмиполюсном соединении и
максимальном напряжении, и, следовательно, развивали бы тормозной момент приблизительно в 35 000
фунтов, а оператор переключился бы с восьмиполюсного на шестиполюсный режим, то развивался бы
момент вращения двигателя приблизительно в -73 000 фунтов.
Резкое изменение момента торможения с 35 000 фунтов до момента вращения двигателя в 73 000 фунтов
может привести к разрушению поезда, прикрепленного к локомотиву.
В таком виде и с таким расположением принцип работы изобретения следующий: сначала предположим, что
главный контроллер 25, селектор полюсов 63 и контроллер реверса 36 находятся в выключенном положении,
соответствующем положениям, в которых они показаны на фиг. 1 и 6. Оператор, которому предоставлена
только одна рукоятка или ключ 134 контроллера реверса, может затем приложить ее к шпинделю 133
контроллера реверса 36 и переместить контроллер реверса в положение вперед или назад. Предположим,
что он переместит его в переднее положение. Затем рабочая обмотка 34 реверсивного переключателя 20
будет соединена с управляющим проводником 27. Оператор также может переместить селектор опор 63 в
положение восьми, шести или четырех опор. Предположим, он переместит его на позицию восьмого полюса.
Поскольку контроллер реверса 36 находится в переднем положении, выступ 144 рычага 139 будет зажат в
периферийной выемке 131 диска 130 под действием пружины 142 на рычаг 139, и, следовательно, выступ 143
будет перемещен за пределы выемки 129 диска 128.
Поскольку селектор полюсов 63 находится во включенном положении, выступ 147 рычага 140 будет
зафиксирован в углублении 138 диска 126 под действием пружины 145 80 на рычаге 140, и, следовательно,
выступ 146 будет перемещен из выемки 129 диска 128. Теперь главный контроллер можно повернуть, и, если
предположить, что он перемещен в положение А, батарея 85 26 будет подключена к рабочей обмотке 15 реле
10, после чего проводники 10 будут подключены к отводам с самым низким напряжением вторичной обмотки 7
трансформатора 5. Провод управления 27 (90) также будет подключен к батарее 26 и, таким образом, получит
питание. Теперь рабочая обмотка 34 реверсивного выключателя 20 будет запитана от управляющего
проводника 27 95, и реверсивный выключатель 20 будет перемещен в положение, показанное на рис. 1. Затем
проводники 10 будут соединены через прямые контакты реверсивного выключателя 20, проводники 10o 19 и
далее через контакты выключателя переключения полюсов с восьмиполюсной обмоткой двигателя 1.
При подаче напряжения на управляющий проводник 27 переключатель 38 будет срабатывать в результате
подачи напряжения на его рабочую обмотку 39, пилотный двигатель 37 будет подключен к трехфазному
источнику переменного тока 4, и, следовательно, двигатель 37 начнет вращаться. При подаче напряжения 110
на проводник, проходящий между контроллером реверса 36 и рабочей обмоткой 34 реверсивного
выключателя 20, рабочая обмотка 57 будет запитана, чтобы поднять вал 52 и 115 обеспечить зацепление
шестерни 54, установленной на нем, с шестерней 3. Затем переключатель 55 будет эффективно пропускать
ток ко второму контакту реверсивного переключателя 20, откуда он проходит через сегмент 28, третий контакт
реверсивного переключателя 20 и блокировочный переключатель 38a, который теперь будет замкнут,
поскольку переключатель 38 замкнут, к рабочей обмотке 9 переключателя 8. Затем выключатель 8 будет
замкнут, и трехфазная цепь питания 4 будет подключена к первичной обмотке 6 трансформатора 5.
Затем двигатель 1 запустится и будет работать при минимальном напряжении, подаваемом на него.
Перемещая главный контроллер 25 в положения b, c и d, переключатели 12, 13 и 14 будут последовательно
срабатывать, и двигатель 1 будет последовательно подключаться к выводам более высокого напряжения на
трансформаторе 5.
Для наглядности предположим, что выключатель 13 замкнут, и, следовательно, на двигатель подается одно
из самых высоких напряжений. При наличии восьми полюсов характеристика крутящего момента и скорости
двигателя будет представлена кривой 13а на рис. 7. Соотношение крутящего момента привода к нагрузке
может быть таким, что скорость вращения двигателей достигнет или превысит 8,6 миль в час. При скорости
8,6 миль в час рычаг управления стрелкой 59 (см. рис. 1) будет перемещен в правое положение с помощью
дифференциального механизма 40, и блокировочные стрелки 59a и 59b будут замкнуты. При замыкании
выключателя 59b рабочая обмотка 85 управляющего выключателя 84 будет соединена с управляющим
проводником 27 через цепь 117, включающую блокировочные выключатели 61b и 59b, оба из которых
замкнуты, контакт 109b, сегмент 109, контакт 109a, контакт 104a, сегмент 104, сегмент 101, контакт 1013 с
управляющим проводником 27. Обмотка 85 находится под напряжением, контактные пластины 87 и 88
отсоединяются от контактов 87a и 8Sa, а контактная пластина 99 замыкается со своим контактом 89a.
Затем через обмотку 85 проходит цепь удержания, идущая от управляющего проводника 27 через цепь 115,
контакты 89a и контактную пластину 89 цепи 118 выключателя 84 до контакта 59b. Поскольку контактная
пластина 87 и контакты 87a разъединяются при срабатывании выключателя 84, проводник 83 остается
отсоединенным от управляющего проводника 27, несмотря на то, что блокировочные выключатели 59a и 60a
в цепи 113 замкнуты. Таким образом, восьмиполюсная обмотка двигателя 1 останется подключенной к
источнику питания, несмотря на то, что его скорость увеличится примерно на 8,6 миль в час.
Если поезд движется по ровному участку или на подъеме, двигатели будут продолжать разгоняться до тех
пор, пока скорость не станет ниже 12,1 миль в час, при которой крутящего момента будет достаточно для
движения поезда с такой скоростью. 65 Если сейчас, когда селектор полюсов 63 все еще находится в
восьмиполюсном положении, а контроллер 25 находится в положении c, поезд начинает спускаться с уклона,
вес поезда приведет к увеличению скорости двигателя 70 выше 12,1 миль в час, и асинхронная машина 1
начнет работать как генератор, а характеристика крутящего момента и скорости для работы генератора с
восьмиполюсным подключением представлена той частью кривой 13a, которая лежит слева от вертикальной
линии на рис. 7.
Из этой кривой видно, что с увеличением скорости двигателя тормозной момент также увеличивается при
обычных условиях эксплуатации, весе поезда и уклоне, так что при некоторой скорости от 12,1 миль в час до
18,6 миль в час будет создаваться достаточный тормозной момент для поддержания постоянной скорости
двигателя.
Также следует отметить, что в обычных условиях эксплуатации инженер, перемещая контроллер 25 в
различные положения под углом 90 градусов, может изменять тормозной момент двигателя для
регулирования скорости поезда при движении вниз по склону.
Предположим, однако, что вес поезда таков, что двигатель 95 не в состоянии его сдержать, и, следовательно,
его скорость продолжает увеличиваться.
Когда скорость асинхронного двигателя увеличивается до 15,2 миль в час, шток управления переключателем
60 приводится в действие дифференциальным механизмом 40 в правое положение, тем самым размыкая
блокировочный переключатель 60a и замыкая блокировочные переключатели 60b, 60e и 60d. Размыкание
блокировочного выключателя 60a разрывает цепь 113, проходящую между правым контактом 87a
выключателя 84 и управляющим проводником 27. Замыкание блокировочного выключателя 60b,
расположенного в цепи 110 (контакт 114), соединяет правый контакт ssa выключателя 84 с контактом 112b,
который, однако, в данный момент не находится под напряжением. Замыкание блокировочного выключателя
60%, расположенного в цепи 115 120, обеспечивает соединение рабочей обмотки 91 выключателя 90 с
контактом 108b, который, однако, в данный момент не находится под напряжением. Замыкание
блокировочного выключателя 60d, расположенного в цепи 124 (номер 120 169 297), обеспечивает соединение
рабочей обмотки 96 выключателя с контактом 107b, поскольку в этот момент замыкается блокировочный
выключатель 62C, расположенный в цепи 124.
Поскольку контакты 108b и 107b не находятся под напряжением, становится очевидно, что работа тяги
выключателя 60 не оказывает никакого воздействия на проводники 82 и 83.
В случае увеличения скорости асинхронных машин примерно до 18,6 миль в час, шток управления
переключателем 61 будет перемещен дифференциальным механизмом в правое положение, что приведет к
замыканию блокировочных переключателей 61a и 61d и размыканию блокировочных переключателей 61b и
610. Замыкание блокировочного выключателя 61а, расположенного в цепи 116, обеспечивает соединение
рабочей обмотки 85 выключателя 84 с контактом 1лоб, который в этот момент находится без напряжения,
поскольку блокировочный выключатель 62а, также расположенный в цепи управления 116, в это время
замкнут. Размыкание блокировочного выключателя 611, расположенного в цепи 117, приводит к
обесточиванию рабочей обмотки 85 выключателя 84, в результате чего контакты выключателя 87 и 88
зацепятся со своими контактами, а контакт 89 отсоединится от своих контактов. Поскольку блокировочный
выключатель 60a, расположенный в цепи 113, разомкнут, зацепление контактной пластины 87 выключателя
87a будет неэффективным для соединения проводника 83 с управляющим проводником 27.
Размыкание блокировочного выключателя 610, расположенного в проводнике 120, не окажет никакого
воздействия на выключатель 90, поскольку его рабочая обмотка 91 уже обесточена. Замыкание
блокировочного выключателя 61d, расположенного в цепи 122, обеспечит соединение между проводником 83
и управляющим проводником 27, поскольку контактная пластина выключателя 98 и взаимодействующие
контакты 98a, расположенные в цепи 122, находятся в зацеплении, и блокировочный выключатель 62b,
расположенный в цепи 122, замкнут.
Таким образом, проводник 83 будет под напряжением, и описанным выше способом рабочие обмотки 80 и 81
клапанов 76 и 77 будут запитаны, а благодаря работе клапанов 76 и 77 и двигателя 65 переключатель
полюсов 24 переместится в шестиполюсное положение. Таким образом, шесть полюсных обмоток
асинхронной машины 1 будут подключены к источнику тока. Переключение переключателя 24 в
шестиполюсное положение выведет сегмент 109 из зацепления с контактами 109a и 109b. Отсоединение
сегмента 109 от контактов 109a и 109b не оказывает никакого воздействия C5 на рабочую обмотку 85
выключателя 84, которая уже обесточена.
Причина перехода от восьмиполюсного к шестиполюсному соединению при скорости вращения двигателя в
данных условиях, достигающей 70 18,6 об/мин, заключается в том, что при скорости выше этого значения
двигатель будет развивать максимальный тормозной момент. Из рис. 7 видно, что тормозной момент,
создаваемый восьмиполюсным соединением 75, при скорости выше этого значения меньше, чем момент,
создаваемый шестиполюсным соединением.
Если теперь скорость асинхронного двигателя превысит 26,2 мили в час, то шток привода выключателя 62
будет перемещен в правое положение дифференциальным механизмом 40, и блокировочные выключатели
62a, 62b и 62C будут разомкнуты, а блокировочный выключатель 62d будет замкнут. Размыкание
блокировочного выключателя 62a, расположенного в цепи 116, не окажет никакого влияния на рабочую
обмотку 85 выключателя 84, поскольку контакт 110b не находится под напряжением.
Размыкание блокировочного выключателя 62b 90, расположенного в цепи 122, приведет к отсоединению
проводника 83 от управляющего проводника 27. Размыкание блокировочного выключателя 620,
расположенного в цепи 124, не окажет никакого воздействия на рабочую обмотку 96 выключателя 95, которая
уже обесточена.
Замыкание блокировочного выключателя 62d1, расположенного в цепи 126, приведет к соединению
проводника 82100 с управляющим проводником 27. Проводник 83 теперь обесточен, а проводник 82 —
насыщен, так что рабочие обмотки 80 и 81 переключателей 76 и 77 обесточатся, а рабочие обмотки 78 и 79
переключателей 75 и 76 будут насыщены.
По причинам, описанным выше, переключатель полюсов 24 теперь будет переведен в четырехполюсное
положение, так что четырехполюсная обмотка 110 асинхронной машины 1 будет подключена к источнику
питания, чтобы при дальнейшем увеличении скорости двигателей развивался максимально возможный
тормозной момент. 115 Однако в таких условиях локомотив вряд ли когда-либо сможет развить скорость 26,2
мили в час, поскольку для этого ему потребуется двигаться по очень крутому спуску с поездом, масса которого
на 120 10169 297 тонн превышает возможности локомотива. Инженер, вероятно, также заметит, что скорость
выше той, которую он предполагал, о чем свидетельствует положение селектора полюсов 63 для четырех
полюсов, и, следовательно, он применит пневматические тормоза для снижения скорости.
Из приведенного выше описания видно, что при восьмиполюсном положении селектора полюсов 63
восьмиполюсная обмотка асинхронного двигателя 1 остается подключенной к источнику тока до достижения
скорости 18,6 миль в час, после чего к источнику тока подключается шестиполюсная обмотка асинхронного
двигателя 1, поскольку при скорости выше этой величины тормозной момент, создаваемый шестиполюсной
обмоткой, больше, чем у восьмиполюсной обмотки. По той же причине четырехполюсная обмотка
подключается к источнику тока, когда скорость достигает 26,2 миль в час. Будет показано, что переход от
восьмиполюсного к шестиполюсному и от шестиполюсного к четырехполюсному соединению происходит при
скоростях, когда тормозной момент соответствующих соединений приблизительно одинаков.
Предположим теперь, что при скорости вращения двигателей от 8,6 до 18,6 миль в час и восьмиполюсной
обмотке, подключенной к источнику тока, инженер переводит селектор полюсов 63 в шестиполюсное
положение. Обращаясь к рис. 7, можно заметить, что изменение типа соединения с 8 на 6 полюсов в данный
момент приведет к серьезному изменению крутящего момента. Однако существующая схема в настоящее
время не позволяет изменить способ подключения к опоре, поскольку переключатель 24 не может
переместиться из восьмиполюсного положения до тех пор, пока не будет достигнута скорость 18,6 миль в час
и обмотка 85 переключателя 84 не будет обесточена. Затем переключатель 24 перемещается в
шестиполюсное положение описанным выше способом. Поворот контакта 108 в зацепление с находящимся
под напряжением контактом 108W> в это время не оказывает никакого эффекта, поскольку цепь 120
разомкнута в точке блокировки выключателя 61e, и цепь 121 разомкнута в точке контакта 942 выключателя 91.
Если бы инженер переместил селектор 64 на столбе 53, то переключение столба происходило бы
аналогичным образом со скоростью 18,6 миль в час. Перемещение контакта 110 в положение включения при
наличии напряжения на контакте 110a замыкает цепь 116, которая включает обмотку S5 выключателя 84 и
блокировочные выключатели 62a и 61a. Срабатывание выключателя 85 отсоединяет контактную пластину 88
от контактов 88a и, следовательно, предотвращает замыкание цепи 114 для питания проводника 83 после
того, как переключатель полюсов 24 будет перемещен в шестиполюсное положение. Таким образом,
становится очевидно, что если селектор полюсов 63 переместить в положение 70 (шестиполюсное или
четырехполюсное) после того, как скорость двигателей достигнет 8,6 миль в час, то работа системы будет
такой же, как если бы селектор полюсов остался в восьмиполюсном положении 75. Следовательно, инженеру
будет невозможно добиться значительного изменения крутящего момента путем несвоевременной замены
соединений полюсов.
Предположим теперь, что инженер 80 при запуске перемещает селектор полюсов в шестиполюсное
положение вместо восьмиполюсного. Работа системы аналогична описанной выше до достижения скорости
8,6 миль в час, после чего рычаг управления стрелкой 59 перемещается в правое положение и замыкает
блокировочные стрелки 59a и 59b. Замыкание выключателя 59b не замыкает цепь обмотки 851 выключателя
84 (90) на управляющий проводник 27 через цепь 117, поскольку сегмент 104 не находится в зацеплении с
контактом 101a. Замыкание выключателя 59a соединяет проводник 83 с управляющим проводником 27 через
цепь 113. Таким образом, проводник 83 будет запитан, и переключатель полюсов 24 переместится в
шестиполюсное положение. Следует отметить, однако, что изменение на 100 происходит со скоростью, при
которой нет существенной разницы в крутящем моменте между восьмиполюсным и шестиполюсным
соединениями. Если поезд движется по ровному участку или на подъеме, двигатели будут продолжать
разгоняться до тех пор, пока не будет достигнута скорость, при которой крутящий момент двигателей будет
равен тормозящей силе, создаваемой поездом.
Однако, если поезд движется под уклон, скорость 110 двигателей продолжает увеличиваться.
При достижении скорости 18,2 миль в час стержень 60 перемещается в правое положение с помощью
дифференциального механизма 40 и блокировочных выключателей 11; выключатели 60b, God и 60d
замыкаются, а блокировочный выключатель 60a размыкается.
При размыкании выключателя 60а цепь 113, посредством которой проводник 83 соединен с управляющим
проводником 120 169,297 27, размыкается, но проводник 83 остается под напряжением следующим образом:
При замыкании выключателя на 60% цепь 120 замыкается, и поскольку сегмент 108 переключателя полюсов
24 находится в зацеплении с контактами 108a и 108b, а сегмент 103 селектора полюсов 63 находится в
зацеплении с контактом 103a, обмотка 91 реле 90 подключается к управляющему проводнику 27. Контакт 91
активируется и перемещает переключающие лезвия 93 и 94 в зацепление с контактами 93a и 94a
соответственно. Замыкание контактного лезвия выключателя 93 с контактами 93а замыкает цепь 119, так что
проводник 83 остается под напряжением. Когда контактная пластина выключателя 94 замыкается на контакты
94a, цепь удержания через обмотку 91 замыкается, и эта цепь проходит от управляющего проводника 27,
контактов 94a и контактной пластины выключателя 94 до цепи 120. Замыкание выключателя 60d замыкает
цепь 124, соединяющую обмотку 96 выключателя 95 с контактом 107b, но поскольку сегмент 107 не входит в
зацепление с контактами 107a и 107b, обмотка 96 остается обесточенной. Замыкание выключателя 60b
замыкает цепь 114, которая соединяет проводник 83 с контактом 112b переключателя 24, но поскольку
селектор полюса 63 находится в шестиполюсном положении, эта цепь не подключена к управляющему
проводнику 27.
Таким образом, шестиполюсная обмотка двигателя 1 останется подключенной к источнику питания, несмотря
на то, что его скорость увеличится примерно на 15,2 мили в час.
Когда скорость асинхронного двигателя увеличивается примерно до 18,6 миль в час, приводной стержень 61
приводится в действие, как указано выше, в результате чего размыкаются блокировочные выключатели 61b и
61d и замыкаются блокировочные выключатели 61a и 61d. Размыкание выключателя 61b размыкает цепь 120
и приводит к обесточиванию обмотки 91 выключателя 90. Размыкание выключателя 61c открывает цепь 117,
но в данный момент это не оказывает никакого эффекта, поскольку обмотка 85 выключателя 84 уже
обесточена. Замыкание выключателя 61a замыкает цепь 116, соединяя обмотку выключателя 84 с контактом
110b, но поскольку селектор полюсов 63 находится в шестиполюсном положении, эта цепь не соединена с
управляющим проводником 27, и, следовательно, обмотка 85 остается обесточенной. Замыкание
выключателя 61d замыкает цепь 122, соединяя проводник 83 с управляющим проводником 27, тем самым
заменяя цепь питания 6e проводника 83 цепью, которая размыкается при обесточивании обмотки 91
выключателя 90.
Таким образом, шестиполюсная обмотка двигателя будет оставаться подключенной к источнику питания при
скорости выше 18,6 миль 65 в час.
Если скорость асинхронного двигателя увеличивается выше 26,2 миль в час, то приводной стержень 62
переключателя приводится в действие описанным выше способом, в результате чего размыкаются
блокировочные выключатели 62a, 62b и 62c и замыкается блокировочный выключатель 62d. Размыкание
блокировочного выключателя 62а, расположенного в цепи 116, не повлияет на рабочую обмотку 75 85
выключателя 84, поскольку эта обмотка уже обесточена. Размыкание блокировочного выключателя 62б,
расположенного в цепи 122, приведет к отсоединению проводника 83 от управляющего проводника 27.
Размыкание блокировочного выключателя 62С, расположенного в цепи 124, не окажет никакого влияния на
обмотку 96 выключателя 95, поскольку она уже обесточена. Замыкание блокировочного выключателя 85 62d,
расположенного в цепи 126, соединит проводник 82 с управляющим проводником 27.
Следовательно, по причинам, описанным выше, переключатель полюсов 24 теперь приводится в действие
для перемещения в четырехполюсное положение, так что четырехполюсная обмотка асинхронной машины 1
подключается к источнику питания.
Предположим, что инженер 95 отключает контроллер 25 и включает пневматические тормоза, когда скорость
двигателя превышает 26,2 мили в час, и поддерживает их в включенном состоянии до полной остановки
двигателя. Перемещение контроллера 25 в положение «выкл» отключает управляющий проводник 27 от
батареи 26 и, следовательно, вызывает обесточивание обмоток 34, 57, 39 и 9. Отключение 105 обмоток 34 и
57 в данный момент не влияет на выключатели 20 и вал 52 соответственно, поскольку они остаются в
рабочем положении, но отключение обмотки 39 размыкает выключатель 38 110, который отключает пилотный
двигатель 37 от цепи питания 4. Отключение обмотки 9 размыкает выключатель 8 и отключает двигатель 1 от
цепи питания 4. Поскольку якорь 115 двигателя 1 соединен с вращающимся элементом локомотива, он будет
продолжать вращаться до тех пор, пока локомотив не остановится, но якорь пилотного двигателя 37 очень
скоро перестанет вращаться после размыкания выключателя 38.
Обесцвечивание управляющего проводника 27 также приводит к обесцвечиванию проводника 82, так что
переключатель полюсов 6 24 возвращается в восьмиполюсное положение, в результате чего контроллер 24
снова переходит в положение «включено», а восьмиполюсная обмотка двигателя 1 подключается к цепи
питания 4. Как видно, пилотный двигатель 37 необходимо подключить к источнику питания 4 до того, как
обмотка 9 реле 8 будет активирована для подключения трансформатора 5 к цепи питания. Это необходимо
для того, чтобы дать пилотному двигателю 37 время начать работу и переместить 15 дифференциальных
валов 59, 60, 61 и 62 в их левое положение, если они еще не находятся в нем.
Датировано 28 июня 1920 года.
Джон Грей, Кэннон-стрит, 2033, Лондон, E.G.
Представитель заявителей.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствования в области электрических регенеративных систем управления и связанных с ними
устройств и систем.
Мы, компания THE BmiTiSH ToWisox.-HOUSTON, и, соответственно, переход от одной компании COMPiANY,
LIMITED, британской компании с номером опоры к другой компании с номером опоры, зарегистрированный
офис которой находится по адресу: 83, Кэннон, осуществляется в соответствии с настоящим документом. 65
Стрит, Лондон, E.C. 4, настоящим заявляют о том, что изобретение производится со скоростью, относительно
заданной частоты питания, при которой связь от General Electric Company, корпорации, организованной в
соответствии с законами штата Нью-Йорк, приблизительно одинакова для обоих полюсов. В тяговых
системах, включающих локомотивы, оснащенные асинхронными двигателями с изменяемым числом полюсов,
особенно важно учитывать следующее: Am nod ir-- - h1 -Xzmr -ho A4-b-a-n n tnn++h. fli trn.-ngitin fronm onel tan
WER-r- w' 1 w Ai I -12 165,297 t.1,297 скорость, развиваемая при этом моментом вращения, и скорость, до
которой они будут замедляться при развитии при этом момента торможения.
Для того чтобы изобретение было понятным и легко осуществимым, оно будет более подробно описано со
ссылкой на чертежи, прилагаемые к предварительному описанию, на которых: — Рис. 1 представляет собой
схему системы, выполненной в соответствии с изобретением; Рис. 2 и 3 представляют собой вид спереди и
сбоку механизма дифференциального управления L5, используемого в системе, показанной на рис. 1; Рис. 4
представляет собой план механизма блокировки между главным контроллером, селектором полюсов и
контроллером реверса, который может быть использован в системе, показанной на рис. 1; Рис. 5
представляет собой перспективный вид рукоятки управления контроллером реверса; Рис. 6 представляет
собой упрощенную схему некоторых цепей управления, показанных на рис. На рис. 1 и рис. 7 представлен ряд
кривых, показывающих зависимость крутящего момента и скорости асинхронного двигателя или двигателей,
используемых в системе на рис. 1, для заданной частоты питания и приложенных напряжений, а также при
различном количестве полюсов.
На фиг. 1, 1 обозначает асинхронную машину с регулируемым числом полюсов, или двигатель, вал которого
снабжен шестерней 2, посредством которой он может быть соединен с любой желаемой нагрузкой, и
конической шестерней 3 для целей, описанных ниже. 4 обозначает трехфазную цепь питания, 5 обозначает
трансформатор, имеющий первичную и вторичную обмотки 6 и 7, а 8 обозначает электромагнитный
переключатель, имеющий рабочую обмотку 9, для соединения трехфазной цепи питания 4 с первичными
обмотками 6 трансформатора 5. 10 обозначает трехфазные проводники, которые могут быть соединены с
различными точками вторичных обмоток 7 трансформатора 5 посредством электромагнитных
переключателей 11, 12, 13 и 14, которые снабжены рабочими обмотками 15, 16, 17 и 18 соответственно.
Проводники 10 соединены с трехфазными проводниками 19 посредством реверсивного выключателя 20 с
электроприводом, который будет описан ниже более подробно.
Проводники 19 соединены с одним или другим из трех комплектов проводников 21, 22 и 23 посредством
управляемого двигателем переключателя полюсов 24, который будет описан ниже более подробно.
Проводники 21 подключены к восьмиполюсной обмотке, проводники 22 — к шестиполюсной обмотке, а
проводники 23 — к четырехполюсной обмотке асинхронного двигателя 1. Из вышеизложенного следует, что
при замкнутых выключателях 8 и 11 и переключателе полюсов 24 в положении, показанном на рис. 1,
восьмиполюсная обмотка асинхронного двигателя 1 будет питаться от трехфазной цепи питания 70 4
посредством выключателя 8, трансформатора 5, выключателя 11, проводников 10, реверсивного
выключателя 20, проводников 19, переключателя полюсов 24 и проводников 21.
Рабочие обмотки 15, 16, 17, 75 и 18 электромагнитных переключателей 11, 12, 13 и 14 могут выборочно
активироваться с помощью четырехпозиционного главного контроллера 25, который в положении a
подключает батарею или другой источник тока 26 к рабочей обмотке 15 переключателя 11, а в
последовательных положениях b, c и d подключает батарею к рабочим обмоткам 16, 17 и 18 переключателей
12, 13, 85 и 14 соответственно. Во всех своих рабочих положениях контроллер 25 соединяет батарею 26 с
управляющим проводником 27.
Переключатель реверса 20 с электроприводом включает в себя барабан, на котором расположены 90 главных
контактов цепи и блокировочные контакты 28 и 29. Барабан приводится в действие, как показано на рисунке,
посредством зубчатой рейки 30 и шестерни 31, к которой присоединены противоположно расположенные
сердечники 32 и 33, приводимые в действие обмотками 34 и 35. Обмотки 34 и 35 могут выборочно
активироваться с помощью реверсивного контроллера 36, который в положении «f» (прямое направление)
Соседние файлы в папке патенты