Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_132
.pdf
соединяет обмотку 100 34 с управляющим проводником 27, в положении «r» (обратное направление)
соединяет обмотку 35 с управляющим проводником 27, а в положении «o» (выкл.) не может соединять
обмотку 105 34 или 35 с управляющим проводником 27.
37 обозначает асинхронный двигатель, к которому цепь питания 4 может быть подключена посредством
электромагнитного выключателя 38, имеющего рабочую обмотку 39 110, соединенную с цепью управления 27.
При переводе главного контроллера 25 в рабочее положение и последующем включении цепи управления 27
переключатель 38 замкнется. 115 обозначает дифференциальный механизм, конструкция которого лучше
всего объясняется со ссылкой на рис. 2 и 3, где показаны его детали.
Каждое из этих устройств включает в себя -скос 120 =-13 i:
169,297 Шестерня 41 установлена на валу 42, коническая шестерня 43 установлена на валу 44, и ярмо 45, на
котором установлены конические шестерни 46, которые зацепляются с коническими шестернями 41 и 43.
Крепление 45 снабжено выступом 47, через который по диагонали проходит канавка 48. Становится ясно, что
если вал 42 вращается быстрее вала 44, и вал 42 вращается против часовой стрелки (на рис. 2 вал 422 и
ярмо показаны справа), то ярмо 45 будет вращаться против часовой стрелки; тогда как если вал 44 вращается
быстрее вала 42, и вал 44 вращается по часовой стрелке, то ярмо 45 будет вращаться по часовой стрелке.
Теперь обратимся к рис. 1. Валы 42 соединены напрямую или через зубчатую передачу таким образом, чтобы
приводиться в движение двигателем 37, предпочтительно с одинаковой скоростью. Валы 44 соединены
посредством конической зубчатой передачи с неравными передаточными числами с валом 49, который
соединен посредством шестерни 50 с шестерней 51, шлицевой с валом 52. Конические шестерни 53 и 54
закреплены на валу 52, который вместе с переключателем 55 может, посредством обмоток 56 и 57,
перемещать коническую шестерню 53 или коническую шестерню 54 в зацепление с шестерней 3, приводимой
в движение двигателем 1. 58 обозначает устройство для гибкой фиксации вала 52 в его крайних положениях.
Рабочие обмотки 56 и 57 соединены параллельно с обмотками 35 и 34 резервного блока 20, приводимого в
движение двигателем, таким образом, что при изменении направления электрических соединений с
двигателем 1, приводное соединение между валом 52 и двигателем 1 изменится на противоположное,
сохраняя при этом то же направление вращения вала 52, несмотря на изменение направления вращения
двигателя 1. Когда вал 52 находится в нижнем положении, переключатель 55 соединяет самый нижний или
первый контакт реверсивного переключателя 20, управляемого двигателем, с проводником, ведущим к
клемме обмотки 56, не соединенной с землей. Когда вал 52 находится в верхнем положении, переключатель
55 соединяет второй контакт снизу на управляемом двигателем реверсивном переключателе 20 с
проводником, ведущим к клемме g5 обмотки 57, не соединенной с землей. От третьего контакта снизу на
реверсивном выключателе 20 с электроприводом отходит цепь к клемме, не соединенной с землей, рабочей
обмотки 9 электромагнитного выключателя S, в цепи которого расположен блокировочный выключатель 3Sa,
приводимый в действие выключателем 38.
59, 60 а 61, 62 обозначают тяги управления переключателями, приводимые в действие аналогичным образом
механизмами 65, связанными с эффектом обрыва 40. На фиг. 2 показано, что стержень 59 направляется
опорами 63 и 64 и снабжен между этими опорами упором 65, к которому он жестко прикреплен. 70 Между
опорой 65 и опорами 63 и 64 расположены пружины 66 и 67, стремящиеся центрировать опору 65 между ними
в плоскости гребня 47 на ярме 45. Штифт 68 выступает из упора 65 и предназначен для перемещения стержня
59 влево или вправо в зависимости от направления вращения хомута 45. Если ярмо 45 вращается против
часовой стрелки, одна сторона 80 канавки 48 переместит штифт 68 в показанное положение, то есть слева от
выступа 47, тогда как, если ярмо 4.5 вращается по часовой стрелке, другая сторона канавки 48 переместит
штифт 68 вправо от выступа.
На рис. 1 показаны конические зубчатые передачи.
Валы 44 и 49 сконструированы таким образом, что, когда скорость главного двигателя 1 имеет определенное
соотношение 90 к скорости ведущего двигателя 37, стержень 59 будет перемещен своим дифференциальным
механизмом 40 из своего левого положения.
как показано на рис. 1, в его правое положение. При более высоких скоростях главного двигателя 195 по
сравнению со скоростью пилотного двигателя 37 стержни 60, 61 и 62 будут последовательно перемещаться из
своих левых положений, как показано на рисунке, в свои правые положения. Стержень 59 100 приводит в
действие блокировочные выключатели 59a и 5911, стержень 60 приводит в действие блокировочные
выключатели 60a, 60b, 60e и 60d, стержень 61 приводит в действие блокировочные выключатели 61a, 6111,
61e и 61d, а стержень 62 приводит в действие блокировочные выключатели 105 62a, 62b, 62e и 62d.
63 обозначает управляемый вручную селектор полюсов, имеющий три рабочих положения g, iA и i, которые в
дальнейшем могут называться восьми-, шести- и четырехполюсными положениями. Конструкция и
электрические соединения селектора будут описаны ниже.
Электроприводной переключатель полюсов 24 включает в себя барабан 64, который 115 снабжен контактами
для соединения проводников 19 с проводниками 21, проводниками 22 или проводниками 23 SO для подачи
питания на восьмиполюсные, шестиполюсные или четырехполюсные обмотки двигателя 1, 12(169,297), а
также блокировочными переключателями, подключение и работа которых будут объяснены далее. Барабан
64 перемещается в три заданных положения 0 с помощью гидравлического двигателя 65, включающего
концевые цилиндры 66 и 67 и промежуточный цилиндр 68 меньшего диаметра, чем концевые цилиндры. В
цилиндрах 66 и 67 расположены свободные поршни 69 и 70, а в цилиндре 68 — противоположно
расположенные поршни 71 и 71а, между которыми проходит рейка 72, взаимодействующая с шестерней 73,
закрепленной на барабане 64, а за ней — штоки 74, которые могут перемещать поршни 71 и 710а 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 при ее включении 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 находится под напряжением, давление жидкости будет сбрасываться клапаном 75 из
пространства между поршнями 70 и 71, давление жидкости 65 будет сбрасываться клапаном 76 из
пространства между поршнями 69 и 71а, и давление жидкости будет поступать клапаном 77 в пространство
справа от поршня 69 и слева от поршня 70.
70 Затем поршни 69 и 70 будут перемещены в свои самые внутренние положения и, благодаря зацеплению со
штоками 74, поршни 71 и 71а и зубчатая рейка 72 будут перемещены в среднее положение, в результате чего
75 барабан будет повернут в положение, в котором проводники 19 будут подключены к шестиполюсной
обмотке 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, 85 и 7D, 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 (90 градусов), в результате
чего барабан 64 будет повернут в положение, в котором он соединит проводники 19 с четырехполюсной
обмоткой двигателя 1.
84 90 обозначает электромагнитный управляющий переключатель 95, имеющий рабочую обмотку 85,
сердечник 86, переключающие контакты 87, 88 и 89, а также контакты 87a, 88a и 89a, взаимодействующие с
контактами 87, 88 и 89. 90 обозначает электромагнитный управляющий переключатель 100, имеющий
рабочую обмотку 91, сердечник 92, переключающие контакты 93 и 94, а также контакты 93 и 94a,
взаимодействующие с контактами 93 и 94. 95 обозначает электромагнитный управляющий переключатель,
имеющий рабочую обмотку 96, сердечник 97, переключающие контакты 98, 99 и 100, а также контакты 98a,
99a и 100a, взаимодействующие с контактами 98a, 99a и 100.
Ручной селектор полюсов 63 110 снабжен электрически соединенными контактными сегментами 101, 102, 103,
104, 105 и 106, предназначенными для взаимодействия при определенных условиях с контактами 102a, 103a,
104a, 105a и 106a. -115 Барабан 64 моторизованного переключателя полюсов 24 снабжен контактными
сегментами 107, 108, 109, 110, 111 и 112, предназначенными для обеспечения при определенных условиях
контакта 107a и 107b, контактов 5108a, 120, 1,5 и 108b, контактов 109a и 109b, контактов 110a и 110b,
контактов 111 и 11b и контактов 112a и 112b соответственно. Контакт Lola подключен к управляющему
проводнику 27. Контакт 102M соединен с контактом 107a, контакт 103a' — с контактом 108a, контакт 104: — с
контактом 109a, контакт 105a — с контактом 110a, а контакт 106M — с контактом 11a. Контакт 1119 соединен с
контактом 112a, а контакт 111b — с контактом 112b.
На фиг. 1 и 6 показано, что между проводником 83 и управляющим проводником 27 проходит цепь 113, в
которой расположены контакты 87a и контактная пластина 87 выключателя 84, блокировочного выключателя
00a и блокировочного выключателя 59a.
Между проводником 82 и контактом 112b проходит цепь 114, в которой расположены контакты 88a и
контактная пластина 88 выключателя 84 и блокировочного выключателя 60. Между правым контактом sga
выключателя 84 и управляющим проводником 27 проходит цепь 115. Между незаземленным выводом
рабочей обмотки 85 выключателя 84 и контактом 110b проходит цепь 116, в которой расположены
блокировочный выключатель 62m и блокировочный выключатель 61a. Между незаземленным выводом
рабочей обмотки 85 и контактом 1009 проходит цепь 117, в которой расположены блокировочный
выключатель 61b и блокировочный выключатель 59". 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 108. Между проводником 83 и управляющим проводником 27 проходит
цепь 122, в которой расположены контакты 98a и контактная пластина 98 выключателя 95, блокировочного
выключателя 62b и блокировочного выключателя 61d. Между проводником 82 и управляющим проводником
27 проходит цепь 123, в которой расположены контакты 99а и контактная пластина 99 выключателя 95. Между
незаземленным выводом рабочей обмотки 96 выключателя 95 и контактом 107 проходит цепь 124, в которой
расположены блокировочный выключатель 62C и блокировочный выключатель 60d. Правый контакт 100a
выключателя 95 соединен с правым контактом 99a выключателя 95.
Левый контакт 1ooa соединен посредством цепи 125 с контактом 107». Между проводником 82 и управляющим
проводником 27 проходит цепь 126, в которой расположен блокировочный выключатель 62. Как указывалось
ранее, проводник 82 соединен с рабочими обмотками 78 и 79 электромагнитно управляемых клапанов 76, а
проводник 83 соединен с рабочими обмотками 80 и 81 электромагнитно управляемых клапанов 76 и 77.
Для адаптации системы к управлению несколькими поездами кабель 1.27 (см. рис. 1), включающий
проводники, соединенные с контактами 107а, 108а, 109а, 11оа и 8,5 лила, управляющий проводник 27 и
проводник, ведущий к рабочим обмоткам 56 и 57 соответственно, проложен к соответствующим контактам и
проводникам других блоков системы, в которую входит устройство, изображенное на рис. 1.
По причинам, которые будут более подробно изложены ниже, необходимо, чтобы главный контроллер 25 был
взаимоблокирован 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. 100 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
105 был заблокирован с главным контроллером 25 таким образом, чтобы селектор полюсов находился в
одном из своих рабочих положений, прежде чем главный контроллер 25 можно будет переместить 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 контроллером реверса 36 115. Одна из систем блокировки различных элементов,
упомянутых выше, для обеспечения их правильной работы, показана на рис. 4.
Главный контроллер 25 снабжен диском 128 (120 169,297 169,297), по периметру которого расположена
выемка 129. Реверсивный контроллер 36 снабжен диском 130, имеющим периферийные выемки 131 и 132.
Диск 130 крепится к шпинделю 133, внешняя диэлектрическая проницаемость которого имеет форму,
позволяющую ему входить в гнездо рукоятки управления 134, показанной на фиг. 5. Неподвижный защитный
кожух 135 расположен над концом шпинделя 133 и снабжен отверстием такой формы, что рукоятку 134 можно
устанавливать или снимать со шпинделя 133 только тогда, когда реверсивное устройство находится в
выключенном положении, в котором оно показано на фиг. 4. Селектор полюсов 63 снабжен диском 136,
имеющим периферийную выемку 137 и периферийное удлиненное углубление 138. 139, 140 и 141 обозначают
блокировочные 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 13(1).
Рычаг 141, который приводится в движение по часовой стрелке пружиной 148, снабжен выступом 149,
предназначенным для взаимодействия с выемкой 137 в диске 136, и барьером в форме рыбьего хвоста 150,
взаимодействующим с защитным кожухом, чтобы предотвратить вставку или извлечение рукоятки 134 из
шпинделя 133, за исключением случаев, когда выступ 149 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, в котором он показан на рис. 4,
необходимо, чтобы контроллер реверса 36 находился в прямом или обратном положении, так чтобы выступ
144 вошел в выемку 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 25n 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. 65 В преддверии описания принципа работы нашего изобретения
будет приведено краткое объяснение характеристик крутящего момента и скорости вращения главной
асинхронной машины или двигателя 1, используемого в системе 70 на рис. 1, для заданной частоты питания и
при различных приложенных напряжениях и количестве полюсов, которые изображены на рис. 7. На
указанном рисунке по ординатам показана скорость асинхронных двигателей в милях в час, измеренная по
оси абсцисс от вертикальной линии вправо, представляющая крутящий момент, развиваемый двигателями в
фунтах на радиусе одного фута, а по оси абсцисс от вертикальной линии влево, представляющая тормозной
момент, развиваемый двигателями при работе в режиме генератора выше синхронного.
85 Кривые 11a, 12a, 13a и 14a представляют собой характеристики крутящего момента и скорости для
восьмиполюсного соединения с заданным напряжением, обеспечиваемым, соответственно, замыканием
переключателей 11, 12, 13 и 14, показанных на рис. 1. Аналогично, кривые lib, 12b, 13b и 14b представляют
собой характеристики крутящего момента и скорости для шестиполюсного соединения с приложенными
напряжениями, обеспечиваемыми, соответственно, замыканием переключателей 11, 12, 95, 13 и 14.
Аналогично, кривые 12C, 130 и 14d представляют собой характеристики крутящего момента и скорости для
четырехполюсного соединения с приложенными напряжениями, получаемыми, соответственно, при
замыкании переключателей 100, 11, 12, 13 и 14. При рассмотрении этих характеристик видно, что при
восьмиполюсном соединении переход от движения с двигателем к торможению или наоборот происходит при
скорости 12,1 миль в час, при шестиполюсном соединении — при 16,2 милях, а при четырехполюсном
соединении — при скорости 2–1,3 миль в час.
Также будет видно, что во время движения автомобиля соответствующие кривые для восьмиполюсного и
шестиполюсного соединений пересекаются по практически прямой линии, соответствующей скорости 8,6 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 в процессе
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 1000 миль
в час. Однако очевидно, что если при движении с восьми полюсов на шесть, или наоборот, переключение с
шести полюсов на четыре, или наоборот, осуществляется со скоростью 8,6 миль в час, а переключение с
шести полюсов на четыре, или наоборот, осуществляется со скоростью 15,2 миль в час, то такое
переключение не будет сопровождаться каким-либо существенным и внезапным изменением крутящего
момента. Аналогично, если при генерации передача крутящего момента с четырех полюсов на шесть
осуществляется со скоростью 26,2 мили в час, а передача крутящего момента с шести полюсов на восемь —
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 крутящего момента, когда асинхронная машина или машины
работают в режиме двигателя, от восьмиполюсного к шестиполюсному соединению или наоборот при
скорости 8,6 миль в час и от шестиполюсного к четырехполюсному соединению или наоборот при скорости
15,2 миль в час, а также для обеспечения передачи крутящего момента, когда асинхронные машины
генерируют ток, от четырехполюсного к шестиполюсному соединению или наоборот при скорости 26,2 миль в
час и от шестиполюсного к восьмиполюсному соединению или наоборот при скорости 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, примерно с 60 000 фунтов в
режиме работы двигателя до примерно 70 000 фунтов в режиме торможения. Такое резкое изменение
характера и величины крутящего момента может привести к деформации поезда, прикрепленного к
локомотиву, на котором установлены двигатели. Кроме того, если асинхронные машины работали со
скоростью 14 миль в час при восьмиполюсном соединении и максимальном приложенном напряжении,
развивая, следовательно, тормозной момент приблизительно 35 000 фунтов, а оператор переключился с
восьмиполюсного на шестиполюсный режим, то развивался бы крутящий момент двигателя приблизительно
73 000 фунтов. Резкое изменение момента торможения с 65 до 73 000 фунтов (35 000 фунтов) в режиме
работы двигателя может привести к разрушению поезда, прикрепленного к локомотиву.
В таком виде и сконструированном и расположенном устройстве 70 принцип действия нашего изобретения
следующий: сначала предположим, что главный контроллер 25, селектор полюсов 63 и контроллер реверса
36 находятся в положениях 7,5, соответствующих 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 80 контроллера реверса 36 и переместить контроллер реверса в положение
вперед или назад. Предположим, что он переместит его в переднее положение. Рабочая обмотка 34 из 85, а
затем реверсивный переключатель 20 будет подключен к управляющему проводнику 27.
Оператор также может переместить селектор полюсов 63 в положение восьми, шести или четырех полюсов.
Предположим, что положение 90 перемещает его в восьмиполюсное положение, то есть в положение g.
Поскольку контроллер реверса 36 находится в переднем положении, выступ 144 рычага 139 будет
зафиксирован в периферийной выемке 95 131 диска 130 под действием пружины 142, воздействующей на
рычаг 139, и, следовательно, выступ 143 будет перемещен из выемки 129 диска 128. Поскольку селектор
полюсов 63 100 находится во включенном положении, выступ 147 рычага 140 будет зажат в углублении 138
диска 136 под действием пружины 145 на рычаг 140, и, следовательно, выступ 146 105 будет перемещен из
выемки 129 диска 128. Теперь главный контроллер можно повернуть, и, если предположить, что он
перемещен в положение а, батарея 26 будет подключена к рабочей обмотке 15 реле 11, после чего
проводники 1.0 будут подключены к отводу с самым низким напряжением вторичной обмотки 7
трансформатора 5.
Управляющий проводник 27 115 также будет подключен к батарее 26 и, таким образом, получит питание.
Рабочая обмотка 34 реверсивного выключателя 20 теперь будет запитана от управляющего проводника 27, и
реверсивный выключатель 20 120 будет перемещен в положение, показанное на рис. 1. Затем проводники 10
будут соединены через прямые контакты реверсивного выключателя 20, проводники 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 на
проводник, проходящий между контроллером реверса 36 и рабочей обмоткой 34 реверсивного выключателя
20, рабочая обмотка 57 будет запитана, чтобы поднять вал 52 и заставить установленную на нем шестерню
54 зацепиться с шестерней 3. В этом случае 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 5911 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 10a с управляющим проводником 60 27.
Таким образом, обмотка 85 находится под напряжением, контактные пластины 87 и 88 отсоединяются от
контактов 87a и 88a, а контактная пластина 89 замыкается со своим контактом 89a. Затем через обмотку 85
проходит удерживающая цепь 70, идущая от управляющего проводника 27 через цепь 115, контакты 89a и
контактную пластину 89 выключателя 84, цепь 118 до контакта 59b. Поскольку контакт 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 85 превысит 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 90 миль в час, при которой крутящего момента будет достаточно для
движения поезда с такой скоростью.
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 выше 12,1 миль в час, и асинхронная машина 1 будет 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 конкретной 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, может изменять тормозной момент двигателя, чтобы
контролировать скорость поезда при движении вниз по склону.
Предположим, однако, что вес поезда таков, что двигатель не в состоянии его сдержать, и, следовательно,
его скорость продолжает увеличиваться.
Когда мощность асинхронного двигателя увеличивается до 15,2 миль в час.
С помощью дифференциального механизма 40 рычаг управления переключателем 60 перемещается в
правое положение, тем самым размыкая блокировочный переключатель 60a и замыкая блокировочные
переключатели 60b, 60e и 60d.
Размыкание блокировочного выключателя 602 разрывает цепь 113, проходящую между правым контактом 87t
выключателя 84 и управляющим проводником 27. Замыкание блокировочного выключателя 60b,
расположенного в цепи 114, соединяет правый контакт 88a выключателя 84 с контактом 1.12b, который,
однако, в данный момент не находится под напряжением. Замыкание блокировочного выключателя 60%,
расположенного в цепи 120, обеспечивает соединение рабочей обмотки 91 выключателя с контактом 108б,
который, однако, в данный момент не находится под напряжением. Замыкание блокировочного выключателя
60d, расположенного в цепи 124, обеспечивает соединение рабочей обмотки 96 выключателя 95 с контактом
107b, поскольку в этот момент замыкается блокировочный выключатель 62e, расположенный в цепи 124.
Поскольку контакты 108b и 107b не находятся под напряжением, становится очевидно, что срабатывание тяги
выключателя 60 не оказывает никакого воздействия на проводники 82' и 83.
В случае увеличения скорости асинхронных машин выше 18,6 миль в час, шток управления переключателем
61 будет перемещен дифференциальным механизмом 40 в правое положение A, тем самым замыкая
блокировочные переключатели 61a и 61d и размыкая блокировочные переключатели 61b и 61C. Замыкание
блокировочного переключателя 61a, расположенного в цепи 116, обеспечивает соединение рабочей обмотки
85 переключателя 84 с контактом ilob, который в это время не находится под напряжением, поскольку
блокировочный переключатель 62a, также расположенный в цепи управления 116, в этот момент замкнут.
Размыкание блокировочного выключателя 61b, расположенного в цепи 117, приводит к обесточиванию
рабочей обмотки 85 выключателя 84, в результате чего контакты выключателя 87 и S8 войдут в зацепление со
своими контактами, а контакт выключателя 89 выйдет из зацепления со своими контактами. Поскольку
блокировочный выключатель 60a, расположенный в цепи 113, разомкнут, включение контакта 87a (лезвие 6.5
выключателя 6.5) будет неэффективно для соединения проводника 83 с управляющим проводником 27.
Размыкание блокировочного выключателя 61e, 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 75 между проводником
83 и управляющим проводником 27, поскольку контактная пластина выключателя 98 и взаимодействующие
контакты 983, расположенные в цепи 122, находятся в зацеплении, и блокировочный выключатель 62b,
расположенный 80 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 85 посредством работы клапанов
76 и 77 и двигателя 65 переключатель полюсов 24 переместится в шестиполюсное положение. Таким
образом, шестиполюсные обмотки индукционной машины 1 будут подключены к источнику тока.
Переключение выключателя 24 в шестиполюсное положение выведет сегмент 109 из зацепления с
контактами 109a и 1091'.
95 Отсоединение сегмента 109 от контактов 109a и 109b не влияет на рабочую обмотку 85 выключателя 84,
которая уже обесточена. 100 Причина перехода от восьмиполюсного к шестиполюсному соединению при
скорости вращения в данных условиях, достигающей 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, при скорости выше этого значения меньше, чем
момент, создаваемый шестиполюсным соединением. 110 Если теперь скорость асинхронного двигателя
превысит 26,2 мили в час, то тяга 62, приводящая в действие переключатель, будет перемещена в правое
положение с помощью дифференциального механизма 40, и блокировочные переключатели 62a, 62b и 62C
разомкнутся, а блокировочный переключатель 62d замкнется. 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, расположенного в цепи 122, приведет к отсоединению
проводника 83 от управляющего проводника 27. Размыкание блокировочного выключателя 62e,
расположенного в цепи 124, не повлияет на рабочую обмотку 96 выключателя 95, которая уже обесточена.
Замыкание блокировочного выключателя 62d, расположенного в цепи 126, приведет к соединению
проводника 82 с управляющим проводником 27. Проводник 83 теперь обесточен, а проводник 82 — насыщен,
так что рабочие обмотки и 81 переключателей 76 и 77 будут обесточены, 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 асинхронной машины 1
будет подключена к источнику питания, чтобы при дальнейшем увеличении скорости двигателей развивался
максимально возможный тормозной момент.
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, тоннаж которого превышает
возможности локомотива. Инженер, вероятно, также заметит, что скорость выше той, которую он предполагал,
о чем свидетельствует положение селектора полюсов 63 на восемь полюсов, и поэтому 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 момент, создаваемый восьмиполюсной обмоткой.
По той же причине четырехполюсная обмотка подключается к источнику тока, когда скорость достигает 26,2
миль в час. Будет видно, 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 миль/час до 18,6 миль/час, когда
восьмиполюсная обмотка подключена к источнику тока, инженер переводит селектор полюсов 63 в
шестиполюсное положение. Обращаясь к рис. 7, можно заметить, что изменение типа соединения с
8-полюсного на 6-полюсное в данный момент вызовет серьезное изменение крутящего момента. Однако
существующая конструкция предотвращает это изменение в подключении полюса в данный момент времени,
поскольку переключатель полюсов 24 не может переместиться из восьмиполюсного положения до тех пор,
пока не будет достигнута скорость 18,6 миль в час и обмотка переключателя 84 не будет обесточена. Затем
80-полюсный переключатель 24 перемещается в шестиполюсное положение описанным выше способом.
Перемещение контакта 108 в зацепление с находящимся под напряжением контактом 108a в данный момент
не оказывает никакого эффекта 85, поскольку цепь 120 размыкается на блокировочном выключателе 61e, а
цепь 121 размыкается на контакте 94a выключателя 91.
Если бы инженер переместил селектор опоры 63, то переключение опор происходило бы аналогичным
образом со скоростью 18,6 миль в час. Перемещение контакта 110 в зацепление с находящимся под
напряжением контактом 110a замыкает цепь 116 95, которая включает обмотку 85 выключателя 84 и
блокировочные выключатели 62a и 61a.
Срабатывание выключателя 85 отсоединяет контактную пластину 88 от контактов 88a и, следовательно,
предотвращает замыкание цепи 114 100 для питания проводника 83 после того, как переключатель полюсов
24 будет переведен в шестиполюсное положение.
Таким образом, становится очевидно, что если селектор полюсов 63 переместить в шестиполюсное или
четырехполюсное положение 105 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. 110
Следовательно, инженеру будет невозможно добиться значительного изменения крутящего момента путем
несвоевременной замены соединений полюсов.
Предположим теперь, что при запуске инженер перемещает селектор полюсов в шестиполюсное положение
вместо восьмиполюсного. Работа системы аналогична описанной выше до достижения скорости 8,6 миль в
час, после чего тяга управления выключателем 59 перемещается в правое положение и замыкает
блокировочные выключатели 59a и 59b. Замыкание выключателя 59b не замыкает цепь обмотки 85
выключателя 84 с управляющим проводником 27 через цепь 117, поскольку сегмент 104 не находится в
зацеплении с контактом 104a. Замыкание выключателя 59a соединяет проводник 83 с управляющим
проводником 27 через цепь 113. Таким образом, проводник 83 будет под напряжением, и переключатель
полюсов 24 переместится в шестиполюсное положение. Следует отметить, однако, что изменение 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 сравняется с тормозящей силой, создаваемой поездом.
Однако, если поезд движется под уклон, скорость вращения двигателей продолжает увеличиваться.
При достижении скорости 15,2 миль в час стержень 60 перемещается в правое положение с помощью
дифференциального механизма 40, при этом блокировочные выключатели 60b, 60d и 60d замыкаются, а
блокировочный выключатель 60a размыкается.
При размыкании выключателя 60а цепь 113, посредством которой проводник 83 соединен с управляющим
проводником 27, размыкается, но проводник 83 остается под напряжением следующим образом: При
замыкании выключателя 60% цепь 120 замыкается, и поскольку сегмент 108 переключателя полюсов 24
находится в зацеплении с контактами 108а и 108б, а сегмент 103 селектора полюсов 63 находится в
зацеплении с контактом 1033, обмотка 91 реле 90 подключается к управляющему проводнику 27. Обмотка 91
получает напряжение и перемещает контактные пластины 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 от обмотки 96 выключателя 95 к контакту 107b, но поскольку сегмент 107 не находится в зацеплении
с контактами 107a и 10V', обмотка 96 остается обесточенной.
Замыкание выключателя 60b замыкает цепь 114, которая соединяет проводник 83 с контактом 65 (1121)
переключателя полюсов 24, но поскольку селектор полюсов 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 превысит 15,2 миль в час.
Когда скорость асинхронного двигателя 75 увеличивается примерно до 18,6 миль в час, приводной стержень
61 срабатывает, как указано выше, тем самым размыкая блокировочные выключатели 61b и 61 и замыкая
блокировочные выключатели 80 61a и 61d. Размыкание выключателя 61b размыкает цепь 120 и приводит к
обесточиванию обмотки 91 выключателя 90. Размыкание выключателя 61e 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 85 выключателя 84 с контактом 110b, но
поскольку селектор полюсов 63 находится в шестиполюсном положении, эта цепь не соединена с
управляющим проводником 27, и поэтому обмотка 85 остается обесточенной. Замыкание выключателя 61d
замыкает цепь 122, соединяя проводник w5 83 с управляющим проводником 27, тем самым заменяя цепь
питания проводника 83 цепью, которая размыкается при обесточивании обмотки 91 выключателя 90.
Таким образом, шестиполюсная обмотка двигателя будет оставаться подключенной к источнику питания при
скорости вращения выше 18,6 миль в час.
Если скорость асинхронного двигателя 105 увеличивается выше 26,2 миль в час, то приводной стержень
переключателя 62 приводится в действие описанным выше способом, размыкая блокировочные
переключатели 62a, 62b и 62c и замыкая блокировочный переключатель 110 62d. Размыкание блокировочного
выключателя 62а, расположенного в цепи 116, не окажет никакого влияния на рабочую обмотку 85
выключателя 84, поскольку эта обмотка 115 уже обесточена. Размыкание блокировочного выключателя 62б,
расположенного в цепи 122, приведет к отсоединению проводника 83 от управляющего проводника 27.
Размыкание блокировочного выключателя 62(C) 69297, расположенного в цепи 124, не окажет никакого
воздействия на обмотку 96 выключателя 95, поскольку она уже обесточена. Замыкание блокировочного
выключателя 62(1), 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 отключает контроллер 25 и включает пневматические тормоза, когда скорость
двигателя превышает 26,2 мили в час, и поддерживает подачу воздуха в тормозную систему 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 обмоток 2.5
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 3(0), который отключает пилотный
двигатель 37 от цепи питания 4. Отключение обмотки 9 размыкает выключатель 8 и отключает двигатель 1 от
Соседние файлы в папке патенты