Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_1418
.pdf
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_195049.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=195049&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB195049A
[]
Усовершенствования в области электрогенерирующих установок и связанные с ними вопросы.
Мы, компания THE BRITISH THOMSON-HOUSTON COMPANY LIMITED, британская компания с
зарегистрированным офисом по адресу: Crown House, Aldwych, London, W.C.2 (правопреемники Генри
Меткалфа Хобарта, проживающего по адресу: 10, Ballston Road, Schenectady, County of Schenectady, State of
New York, United States of America, гражданина Соединенных Штатов Америки), настоящим заявляем о
характере данного изобретения и способе его осуществления, которые будут подробно описаны и
установлены в следующем заявлении: Наше изобретение относится к оборудованию для производства
постоянного электрического тока. В частности, наше изобретение относится к созданию оборудования,
позволяющего преобразовывать механическую энергию, вырабатываемую высокоскоростной паровой
турбиной или другим высокоскоростным двигателем, в постоянный электрический ток с меньшими потерями
энергии при преобразовании и с меньшими затратами на техническое обслуживание и ремонт, чем это
возможно при использовании других существующих в настоящее время способов преобразования. Чем выше
напряжение постоянного тока, тем в большей степени достигаются эти цели.
Таким образом, наше изобретение особенно выгодно при использовании в качестве генерирующего
устройства для так называемой системы передачи Тури. Для реализации нашего изобретения мы используем
множество паровыпрямителей, питаемых от высокоскоростного генератора или генераторов,
предпочтительно рассчитанных на частоты значительно более высокие, чем те, которые используются в
промышленных электросетях. Еще одной целью нашего изобретения является создание новой схемы
соединения паровыпрямителей последовательно или параллельно, позволяющей увеличить частоту
пульсаций постоянного напряжения и свести их амплитуду к минимуму. Другие преимущества нашего
изобретения станут ясны по мере дальнейшего описания. До настоящего времени для преобразования
механической энергии, вырабатываемой паровыми турбинами, в постоянный электрический ток
использовались три основных типа аппаратов. Первый и самый ранний тип включает в себя обычный
генератор постоянного тока, соединенный с валом паровой турбины. Однако механические и электрические
ограничения конструкции коммутатора были настолько существенными, что пришлось проектировать паровую
турбину лишь для той части скорости, которая соответствует низкому потреблению пара на лошадиную силу в
час, вырабатываемому валом паровой турбины, и которая достигается при конструкциях, рассчитанных на
более высокие скорости.
Подобные установки так и не были успешно разработаны для работы на скоростях, достаточных для
достижения наилучших результатов от паровых турбин, или для работы при относительно очень малых
выходных мощностях постоянного тока. Второй тип известных в предшествующем уровне устройств
постоянного тока включает в себя паровую турбину с достаточно высокой скоростью вращения, передающую
механическую энергию через редуктор к генераторам постоянного тока средней скорости вращения. Таким
образом, становится возможным использовать в паровой турбине гораздо более высокие скорости, чем в
первом типе аппаратов, упомянутых выше. Для турбины часто используется скорость вращения 5000
оборотов в минуту, что все еще ниже наиболее экономичной скорости с точки зрения потребления пара. Для
генератора постоянного тока использовались скорости вращения порядка 1000 оборотов в минуту, что все
еще выше, чем желательно для удовлетворительной коммутации больших токов любого значительного
напряжения. Редукторный механизм дорог в установке и обслуживании, он шумный и является причиной
потерь на трение, составляющих от 2% и более при номинальной нагрузке и до 8% и более при четверти
нагрузки.
Третий тип известных устройств для генерации постоянного тока состоит из многофазного генератора,
напрямую соединенного с высокоскоростной паровой турбиной, и синхронного преобразователя,
получающего многофазное электричество от статорной обмотки многофазного генератора. Однако и здесь
одна из установок неизбежно будет спроектирована и эксплуатироваться неэффективно, поскольку паровая
турбина по сути является высокоскоростной машиной, а синхронный преобразователь — сравнительно
низкоскоростной машиной с низкой частотой. Также было предложено использовать множество ртутных
выпрямителей, каждый из которых имеет аноды, количество которых соответствует числу фаз переменного
тока и которые напрямую соединены со звездообразным источником трехфазного переменного тока с
фазовым сдвигом 60° и автотрансформатором, подключенным либо между нейтральными точками, причем
один вывод цепи постоянного тока подключен к ее средней точке, а другой вывод — к катодам, либо между
катодами, причем один вывод цепи постоянного тока подключен к ее средней точке, а другой вывод — к
нейтральной точке или точкам.
Напряжение, получаемое от коммутатора постоянного тока, ограничено, особенно в тех случаях, когда
требуется подавать большой ток. Было установлено, что при токах свыше 1000 ампер нецелесообразно
превышать напряжение примерно в 2500 вольт на коммутатор. Таким образом, для системы Тури с током
1000 ампер и напряжением 200 000 вольт нам потребуется 80 коммутаторов постоянного тока, соединенных
последовательно. Хотя заявленная и, несомненно, достижимая экономия на передаче электроэнергии в
системе Тьюри весьма привлекательна, эта система, тем не менее, не пользуется предпочтением, поскольку
до настоящего времени предлагаемое генерирующее оборудование было слишком дорогим и
неэкономичным. По этой причине она никогда не получила достаточно широкого распространения, чтобы в
полной мере воспользоваться преимуществами своей значительной экономики. Наше изобретение
представляет собой гораздо более экономичную систему генерации высоковольтного постоянного тока,
пригодную для передачи электроэнергии на большие расстояния. В соответствии с нашим настоящим
изобретением, в электрогенерирующей системе для получения постоянного тока из источника переменного
тока, включающей множество паросиловых выпрямителей и звездообразно соединенный источник
многофазного переменного тока, мы предлагаем способ более эффективного, чем прежде, преобразования
механической энергии, передаваемой высокоскоростным двигателем, в энергию постоянного тока и
одновременного поддержания высокой частоты пульсаций напряжения в цепи постоянного тока без
использования чрезмерного количества анодов в выпрямителях. Этот способ заключается в том, чтобы
звездообразно соединенный источник многофазного переменного тока представлял собой обмотки статора
одного или нескольких высокочастотных генераторов переменного тока, приводимых в движение
непосредственно высокоскоростным двигателем, и в том, чтобы разряды электронного потока в различных
выпрямителях были несинхронизированы друг с другом, так что пульсации напряжения перекрываются, что
приводит к увеличению частоты пульсаций в цепи постоянного тока.
В случае, если обмотки статора имеют одинаковое число фаз, они относительно смещены, так что пульсации
напряжения перекрываются, или же можно использовать два синхронных генератора с разным числом
полюсов и фаз, предназначенных для обеспечения одинаковой периодичности колебаний напряжения
постоянного тока в выпрямителях, питаемых от них, и механически расположенных относительно друг друга
таким образом, чтобы пульсации напряжения перекрывались. Трансформирующие элементы могут быть
рассчитаны на одинаковое напряжение и ток, или же обмотки, генерирующие синхронно вращающиеся
электродвижущие силы, могут быть рассчитаны на разные напряжения, так что ими можно одновременно
питать цепи постоянного тока с разным напряжением. Мы также можем расположить несколько генераторов,
каждый из которых питает один или несколько паровыпрямителей и приводится в движение синхронно с
другими отдельным высокоскоростным двигателем, при этом каждый паровыпрямитель или группа
выпрямителей снабжены различным числом анодов, а соответствующая обмотка или обмотки имеют
соответствующее число фаз, так что при равных частотах, создаваемых генераторами, пульсации напряжения
будут перекрываться.
Вместо синхронной работы генераторов мы можем расположить каждый из множества генераторов,
приводимых в движение отдельным высокоскоростным двигателем, таким образом, чтобы они подавали на
один или несколько выпрямителей токи с одинаковым числом фаз, но разной частотой, так чтобы пульсации
напряжения перекрывались. Мы также можем предусмотреть точку заземления между обмотками генератора,
а также средства для предотвращения коронного разряда. Между обмотками внешних генераторов отдельно
управляемой установки и анодами соответствующего паровыпрямителя или выпрямителей мы можем
установить повышающий трансформатор или повышающий трансформатор с умножением фаз. Во всех
случаях мы предпочитаем использовать небольшой реактор, подключенный к нейтральной точке, чтобы
уменьшить амплитуду пульсаций, а напряжение может изменяться путем изменения возбуждения генератора
или генераторов переменного тока. Конструкция и принцип работы нашего изобретения будут понятны из
следующего описания, приведенного в связи с прилагаемым чертежом, на котором фиг. 1 представляет собой
высокоскоростной турбогенератор, имеющий множество отдельных обмоток переменного тока, каждая из
которых соединена с выпрямителем и питает систему постоянного тока; фиг. 2 представляет собой
схематическое изменение нашего изобретения, подходящее для питания высоковольтной системы передачи
постоянного тока; и фиг. 3 показывает кривые, иллюстрирующие напряжение, подаваемое парой
выпрямителей при соединении в соответствии с одной из особенностей нашего изобретения.
Обратимся теперь к рис. 1. На рис. 1 изображена паровая турбина, рассчитанная на максимально высокую
скорость вращения, обеспечивающую надежность и низкое потребление пара на лошадиную силу в час. На
рис. 2 изображено вращающееся поле генератора переменного тока, непосредственно соединенного с валом
паровой турбины. Ротор 2 возбуждается постоянным током через соответствующие щетки и коллекторные
кольца от источника 3. В данном примере статор генератора переменного тока снабжен парой многофазных
обмоток 4 и 5. Эти многофазные обмотки соединены звездой или иным способом, обеспечивающим
нейтральную точку для каждой обмотки. Мы представили обмотки 4 и 5 как имеющие одинаковое количество
фаз. Однако это не является обязательным, как будет показано позже. Когда число фаз двух или более
комплектов обмоток одинаково, они будут смещены относительно друг друга, предпочтительно, как показано
на схеме. Таким образом, верхняя фаза обмотки 4 показана в вертикальном положении, а верхняя фаза
обмотки 5 расположена под углом к вертикальной линии.
При использовании двух комплектов пятифазных обмоток предпочтительно располагать их на расстоянии 36°
друг от друга, чтобы обеспечить 10 равномерно расположенных фаз на машине. Каждая фаза обмотки 4
симметрично соединена с соответствующими анодами 7 паровыпрямителя 8. Фазы обмотки 5 аналогичным
образом соединены с анодами аналогичного паровыпрямителя 9. Выпрямители предпочтительно
располагаются как можно ближе к генератору, чтобы соединения от генератора к выпрямителю были как
можно короче. В выпрямителях 8 и 9 каждый имеет катод 10, расположенный на равном расстоянии от анодов
и выполняющий функцию катода для всех них. Многофазный тип паровыпрямителя, подобный тому, что
схематически изображен здесь, хорошо известен и не нуждается в дальнейшем описании. Теперь станет
очевидно, что при работе генератора постоянный ток может отводиться от катода 10 и нейтральной точки 6
обеих систем: одной системы, состоящей из обмотки генератора 4 и выпрямителя 8, и другой системы,
состоящей из обмотки генератора 5 и выпрямителя 9.
Таким образом, обмотка 4 будет генерировать синхронно вращающуюся многофазную электродвижущую силу
на анодах 7 выпрямителя 8, и дуговой разряд будет протекать между катодом и анодом или анодами,
положительными относительно этого катода, когда потребляемые устройства подключены между
нейтральной точкой 6 и катодом 10. Электронный поток, образующийся между катодом и анодами, можно
сравнить с вращающейся щеткой, один конец которой прикреплен к катоду. Аналогичная работа будет
происходить в выпрямителе 9, получающем многофазную энергию от обмотки 5. Если обе системы
рассчитаны на одинаковое напряжение и ток, их можно соединить последовательно или параллельно для
питания цепи постоянного тока. Две системы показаны соединенными последовательно для питания цепи
постоянного тока 11. Таким образом, катод 10 выпрямителя 8 соединен через линию 12 и выключатель 13 с
нейтральной точкой 6 обмотки переменного тока 5, а нейтральная точка 6 обмотки 4 и катод 10 выпрямителя 9
образуют клеммы цепи постоянного тока 11.
Мы также демонстрируем схему переключения, при которой две системы могут быть соединены в несколько
этапов для питания цепи 11. С этой целью переключатель 13 опускается вниз, чтобы соединиться с контактом
14, который соединит две нейтральные точки 6 через линию 15 с одной стороной цепи 11, а переключатель 16
замкнется, соединив два катода 10 с другой стороной цепи 11. Теперь перейдём к следующему. На рисунке 3
напряжение постоянного тока, создаваемое двумя системами, может быть представлено увеличенными
кривыми А и В соответственно. Пульсирующий характер напряжения, представленного кривыми А и В,
обусловлен смещением одного конца электронного потока в выпрямителях от анода к аноду. Поскольку
обмотки переменного тока 4 и 5 смещены относительно друг друга, основная часть электронного потока в
одном выпрямителе будет перемещаться между двумя последовательными анодами в тот момент, когда
основная часть электронного потока в другом выпрямителе окажется непосредственно на аноде. Таким
образом, пульсации постоянного напряжения, вырабатываемого двумя системами, перекрываются, и если
они соединены последовательно или параллельно, результирующее постоянное напряжение будет более
стабильным, чем в случае, если бы обмотки двух генераторов не были смещены.
Таким образом, на рисунке 3 кривая C может представлять собой результирующее напряжение постоянного
тока при последовательном соединении двух систем. Для дальнейшего устранения пульсаций подаваемого
постоянного тока, обусловленных пульсирующим характером напряжений, предпочтительно включить
небольшой реактор 17 в одну из исходящих линий цепи постоянного тока 11. Очевидно, что любое количество
таких систем, соединенных последовательно, параллельно или последовательно-параллельно, может
питаться от одного и того же генератора, и путем соответствующего смещения отдельных обмоток генератора
пульсирующий характер напряжения, вырабатываемого каждой системой, будет существенно смягчен в
результирующем напряжении, и тогда размеры реактора 17 могут быть значительно уменьшены. Если вместо
двух пятифазных обмоток 4 и 5, расположенных на статоре одного генератора, паровая турбина 1 снабжена
двумя генераторами, один из которых имеет четыре полюса и, например, шесть фаз, а другой — шесть
полюсов и четыре фазы, то периодичность колебаний напряжения постоянного тока будет одинаковой в двух
выпрямителях, питаемых от этих двух обмоток.
Расположив две обмотки в соответствующих механических положениях относительно друг друга, мы получим
пульсации, обозначенные буквами A и B на рис. 3, а результирующая будет обозначена буквой C на рис. 3.
При желании мы можем использовать обмотки на одном и том же генераторе для разных напряжений, что
позволит ему одновременно, через выпрямители, подавать постоянный ток в цепи с различными
напряжениями. Следует также отметить, что напряжение цепи или цепей постоянного тока можно легко
регулировать, изменяя возбуждение генератора переменного тока. Кроме того, наше изобретение не
ограничивается применением в приводах паровых турбин, но его преимущества часто делают желательным
его использование для получения электроэнергии постоянного тока из многофазного источника. В таком
случае высокоскоростной синхронный двигатель, работающий от многофазной сети, напрямую подключается
к многофазному генератору, который, в свою очередь, питает ртутные дуговые выпрямители. Мы считаем, что
во многих условиях данная схема превосходит обычные схемы, которые следующие: (1) Синхронный
двигатель средней скорости, напрямую подключенный к генератору постоянного тока.
(2)
Статические трансформаторы, питающие синхронный преобразователь.
(3)
Статические трансформаторы, питающие ртутный выпрямитель, называются выпрямителями. Количество
полюсов, на которые намотан ротор 2 генератора переменного тока, определяется экономическими
соображениями и практически осуществимыми пропорциями, но, поскольку эти соображения оказываются в
основном одинаковыми для двух разных чисел полюсов, будет использоваться наибольшее число полюсов,
поскольку в нашем изобретении желательно, особенно в тех случаях, когда несколько выпрямителей
соединены с перекрывающимися пульсирующими напряжениями, использовать самую высокую экономически
целесообразную частоту. Чем выше частота, тем полнее реактор разумных размеров будет сглаживать
любые пульсации в выпрямленном токе. Еще более важным является то, что чем выше частота токов,
подаваемых на выпрямитель, тем меньше потребность в количестве анодов для обеспечения постоянного
тока с заданной степенью свободы от пульсаций. Чем меньше количество анодов в ртутном дуговом
выпрямителе, тем меньше должен быть размер сосуда, в котором они размещены, и тем легче поддерживать
высокий вакуум в этом меньшем сосуде.
Или, если нет необходимости стремиться к уменьшению размеров сосуда, можно сказать, что чем меньше
количество анодов, тем меньше будет утечка через анодные уплотнения, тем больше может быть боковое
расстояние между соседними анодами и тем проще будет конструкция системы охлаждения. С другой
стороны, верно и то, что нагрев анода является ограничением выходной мощности выпрямителя, и,
следовательно, разумное количество анодов распределяет общий ток между достаточно большим числом
анодов и повышает удобство организации системы для быстрого отвода тепла от этих анодов. В настоящее
время шесть анодов, подключенных к источнику питания с частотой 50 Гц, считаются недостаточными (с точки
зрения отсутствия пульсаций в цепи постоянного тока) для важных объектов, и наблюдается тенденция к
использованию двенадцати анодов. В одной из важнейших установок, где сейчас используются выпрямители,
эти двенадцать анодов разделены на два корпуса, в каждом из которых по шесть анодов.
Благодаря положениям настоящего изобретения столь же хорошие результаты в этом отношении будут
получены всего лишь с шестью анодами и питанием на 100 циклов, а значительно лучшие результаты — с
шестью анодами и питанием на 200 циклов. Чтобы придать утверждению количественную форму,
предположим, что паровая турбина рассчитана на 6000 оборотов в минуту, а многофазный генератор — на
четыре полюса. Такая комбинация обеспечит многофазное питание с частотой 200 Гц, и мы даже можем
увеличить количество полюсов генератора переменного тока до 6, что даст питание с частотой 300 Гц в
секунду. Предположим, что требуется получить напряжение постоянного тока в 1500 вольт. Хорошо известно,
что при таком напряжении КПД выпрямителя составит около 98,5 процента. В настоящее время в
эксплуатации находится очень мало ртутных дуговых выпрямителей, способных непрерывно подавать ток
более 600 ампер на один сосуд, хотя они могут пропускать гораздо большие токи в течение короткого
времени. Нормальная номинальная мощность такого выпрямителя в одном корпусе составит 1,5 x 600 = 900
кВт.
Но предположим, что мы используем четыре таких выпрямителя, соединенных параллельно и расположенных
соответствующим образом рядом с генератором переменного тока. Тогда общая номинальная мощность
составит 3600 кВт. КПД такого генератора, включая все потери в нем, составил бы порядка 96 процентов.
Допустим дополнительные потери в один процент для реакторов и любых других вспомогательных устройств,
таких как вакуумные насосы и циркуляционные насосы для воды, и получим общую эффективность при
полной нагрузке в 93,5 процента от вала паровой турбины до цепи постоянного тока. Столь высокой
эффективности невозможно достичь ни одним из трех описанных выше методов. При половинной и
четвертьнагрузке преимущество будет еще более очевидным в пользу этого варианта. Кроме того,
дополнительным преимуществом является более низкое потребление пара на лошадиную силу в час по
сравнению с любым из трех других вариантов. В конкретном случае, приведенном для иллюстрации,
нормальная мощность паровой турбины составит около 5000 л.с.
Вполне уместно описать нашу установку как производную от обычного генератора постоянного тока путем (1)
замены обмотки замкнутого контура, используемой в обычных генераторах постоянного тока, на обмотку
разомкнутой цепи; (2) обмотка разомкнутой цепи расположена на внешнем статоре, а поле возбуждения
постоянного тока — на внутреннем роторе, таким образом, изменяя схему, используемую в обычном
генераторе постоянного тока; (3) вместо коммутатора на валу со всеми ограничениями, накладываемыми
ограничением периферийной скорости и практически достижимого числа сегментов, а также практически
достижимыми скоростями, при которых ток может собираться угольными щетками, расположенными на
поверхности, и ограничениями напряжений между сегментами, мы заменяем... (4) ртутные дуговые
выпрямители имеют стационарные аноды для сегментов коммутатора и, таким образом, свободны от всех
проблем, связанных с центробежными силами и высокой периферийной скоростью; (5) вместо угольных
щеток и щеткодержателей с сопутствующими проблемами сбора и импульса, а также необходимостью
гладкой поверхности коммутатора, мы заменяем их щеткой, состоящей из потока электронов, и
щеткодержателем, составляющим катод, и, таким образом, можно сказать, что мы заменили стационарный
коммутатор и нетяжелые вращающиеся щетки; (5) в механических устройствах с вращающимися щетками
должны быть предусмотрены средства для привода щеток с синхронной скоростью, но щетка с потоком
электронов перемещается от сегмента к сегменту с синхронной скоростью в ответ на циклическое смещение
максимального напряжения, и катодный конец щетки не перекручивается при вращении этой газовой щетки.
На рис. 2 представлена модификация нашего изобретения, пригодная для питания так называемой
трансмиссионной системы Тьюри. На этом рисунке показаны первичные двигатели, такие как водяные или
паровые турбины 18, 19, 20 и 21. Эти первичные двигатели напрямую соединены с генераторами переменного
тока 22, 23, 24 и 25 соответственно. Эти четыре генератора используются для питания четырех систем
выпрямления паров, обозначенных номерами 26, 27, 28 и 29 соответственно. Хотя мы показали только один
выпрямитель, питаемый от каждого генератора, очевидно, что последний может питать множество
выпрямителей, как описано в связи с рис. 1. Следует отметить, что средние генераторы 23 и 24 соединены
непосредственно со своими выпрямителями 27 и 28, в то время как два крайних генератора 22 и 25
соединены со своими выпрямителями 26 и 29 через повышающие трансформаторы умножения фазы 30 и 31
соответственно. Следует также отметить, что выпрямитель 29 имеет четыре анода, выпрямитель 27 — пять
анодов, выпрямитель 26 — шесть анодов, а выпрямитель 28 — семь анодов, при этом обмотки переменного
тока, от которых питаются эти выпрямители, снабжены соответствующим количеством фаз, соединенных
звездой.
Генератор 22 представляет собой трехфазную машину со звездообразным соединением фаз, питающую
трехфазную первичную обмотку 32 трансформатора 30, вторичная обмотка 33 которой представляет собой
шестифазную обмотку со звездообразным соединением фаз, питающую шесть анодов выпрямителя 26;
генератор 23 имеет пятифазную обмотку со звездообразным соединением фаз, питающую пять анодов
выпрямителя 27; генератор 24 имеет семифазную обмотку со звездообразным соединением фаз, питающую
семь анодов выпрямителя 28; и генератор 25 представляет собой трехфазный генератор со звездообразным
соединением фаз, питающий трехфазную первичную обмотку 34 трансформатора 31, вторичная обмотка 35
которой соединена звездообразным соединением фаз с четырьмя фазами, питающими четыре анода
выпрямителя 29. Четыре системы соединены последовательно, как показано на рисунке. Катод выпрямителя
26 и нейтральная точка обмотки трансформатора 35 образуют клеммы высоковольтной линии
электропередачи постоянного тока 11. Катоды выпрямителей 27, 28 и 29 соединены с нейтральными точками
обмоток 33, 23 и 24 соответственно. Создавая различные выпрямители с разным числом анодов и
обеспечивая обмотку переменного тока, к которой они подключены, соответствующим различным числам фаз,
мы предлагаем еще один способ увеличения периодичности пульсаций напряжения выпрямителей.
Таким образом, если предположить, что частоты, создаваемые четырьмя генераторами, равны и что
генераторы синхронизированы друг с другом, то станет очевидно, что синхронно вращающиеся газовые щетки
в каждом выпрямителе будут вращаться синхронно. Однако, поскольку количество анодов в различных
выпрямителях неодинаково, пульсации напряжения в разных выпрямителях будут перекрываться, и
результирующие пульсации в последовательной цепи будут иметь более высокую периодичность, а их
амплитуда может поддерживаться на низком уровне за счет относительно небольшого реактора. Станет
очевидно, что для достижения этого результата не будет необходимости, а тем более нежелательно,
поддерживать точную синхронизацию между различными генераторами. Вместо того чтобы создавать
последовательную выпрямительную систему с разным числом фаз, мы можем добиться тех же результатов,
сохраняя равное количество фаз, но делая неравные частоты. Таким образом, мы могли бы обеспечить
каждую систему шестью фазами и поддерживать частоты 180, 190, 200 и 210 циклов в секунду на четырех
генераторах.
В этом случае вращающиеся потоки электронов, разряжающиеся в различных выпрямителях, будут
рассинхронизированы друг с другом, и пульсации напряжения будут перекрываться, создавая таким образом
пульсации более высокой частоты в результирующем напряжении. Эта особенность, позволяющая получать
повышенную частоту пульсаций в цепи постоянного тока без необходимости синхронной работы первичных
двигателей или электродвигателей, приводящих в движение генераторы, очень хорошо работает в случае
высоковольтной системы электропередачи, охватывающей большую территорию, поскольку позволяет
включать в последовательную систему выпрямители, питаемые от местных источников энергии в различных
частях этой разбросанной территории. В качестве практической иллюстрации системы, изображенной на рис.
2, предположим задачу генерации 100 000 кВт при напряжении 200 000 вольт и силе тока 500 ампер для
передачи постоянного тока. Пусть 18, 19, 20 и 21 представляют собой четыре гидротурбины, напрямую
соединенные с четырьмя генераторами переменного тока 22, 23, 24 и 25, причем каждый из последних имеет
мощность 25 000 кВт.
Генераторы 23 и 24 будут расположены по обе стороны от точки заземления 36 и, следовательно, будут
иметь максимальную разность потенциалов относительно земли в 50 000 вольт постоянного тока, что,
следует отметить, не превышает 35 000 вольт переменного тока. Такая разница потенциалов возможна, если
обмотки статора погружены в масло для предотвращения коронного разряда. Внешние генераторы 22 и 25
соединены со своими выпрямителями через трансформаторы 30 и 31. Поскольку максимальное напряжение
на земле в этих выпрямителях составляет 100 000 В, прямое подключение от клемм обмоток генератора к
анодам выпрямителей больше нецелесообразно. Хотя мы представили только один трансформатор, при
необходимости с каждым внешним генератором можно использовать два или более трансформаторов.
Погружать обмотки статора внешних генераторов в масло не потребуется, поскольку они будут работать
только под умеренным напряжением. Теперь перейдем к выпрямителям. Устройства для работы с большими
токами до 1500 вольт уже имеются в продаже, и в этом иллюстративном примере мы будем исходить только
из 2000 вольт на один выпрямитель, хотя мы считаем, что с помощью выпрямителей, известных как
ртутно-дуговые выпрямители, можно получить 5000 вольт при 500 амперах от каждого выпрямителя.
Исходя из напряжения 2000 вольт на каждый выпрямитель, каждый генератор будет обеспечивать
электроэнергией двадцать пять таких выпрямителей, соединенных последовательно. Эти выпрямители будут
установлены на изолированных платформах, и в общей сложности 100 выпрямителей для четырех
генераторов будут соединены последовательно для питания системы передачи постоянного тока Thury
напряжением 200 000 вольт. При таком количестве последовательно соединенных выпрямителей,
расположенных таким образом, чтобы пульсации напряжения перекрывались с помощью одного или
нескольких ранее описанных методов, высокочастотные пульсации будут сглажены относительно небольшим
реактором, подобным показанному на рисунке 17. Скорость, количество полюсов и частота генераторов будут
в большей или меньшей степени определяться экономичностью, конструктивными особенностями и
характером гидравлических условий. Однако по причинам, изложенным выше, мы предпочитаем
использовать достаточно высокую частоту, особенно для генераторов, питающих выпрямители через
трансформаторы или компенсаторы. При использовании высоких частот трансформаторы 30 и 31 могут быть
сделаны меньше, дешевле и эффективнее.
Генераторы 19 и 20, не имеющие трансформаторов, при необходимости могут иметь несколько более низкие
частоты, особенно если обмотка выполнена в большем количестве фаз. Регулирование напряжения
предпочтительно должно осуществляться путем автоматической или ручной регулировки поля генератора.
Что касается эффективности данной системы генерации, то генераторы, предположительно, будут обладать
обычной для генераторов такой мощности эффективностью, примерно 96%. Внутренние генераторы не имеют
трансформаторов, и КПД выпрямителей составляет 98,5%, следовательно, суммарный КПД внутренних
генераторов и их выпрямителей составляет 94,5%. На внешние генераторные системы необходимо учитывать
потери в трансформаторах, но поскольку они рассчитаны на высокие частоты, скажем, 200 циклов в секунду,
то при их номинальной мощности их КПД составит 99%, так что суммарный КПД внешних генераторов,
трансформаторов и выпрямителей составит 93,5%. Дополнительную половину процента следует учесть на
потери в различном вспомогательном оборудовании. Таким образом, общая эффективность электростанции,
включая все генераторы, трансформаторы и выпрямители, составит 94,5 + 93.
5
Безусловно, этот показатель значительно выше, чем тот, который был бы возможен при любом варианте
генерации для системы Тури, включающем генераторы постоянного тока. Кроме того, капитальные затраты на
такую систему будут значительно ниже капитальных затрат на генераторную систему Тури того типа, который
был ранее рассмотрен и использован. Подробно описав и определив совершенство нашего изобретения и
способ его осуществления, мы заявляем, что то, что мы
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_195050.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=195050&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB195050A
[]
Производство таких лезвий. Усовершенствования лопаток паровых турбин и метода их изготовления.
Компания BOVERI & CIE. из Бадена, Швейцария, настоящим заявляет о характере данного изобретения и
способе его осуществления, которые будут подробно описаны и установлены в следующем заявлении:
«Постоянно возрастающие скорости пара, используемые в современных турбинных конструкциях, влекут за
собой очень серьезные недостатки из-за сильного износа лопаток, который особенно заметен в
низконапорной части турбины, то есть в ступенях, где происходит частичная конденсация пара». Этот износ
происходит главным образом не из-за коррозии, а из-за эрозии, а именно, мелкие капли воды, образующиеся
в паре, с очень высокой скоростью ударяются о лопатки и тем самым вызывают их механическую эрозию.
Эрозия происходит главным образом по краям лезвий и на тех участках лезвий, которые непосредственно
прилегают к указанным краям. Аналогично, эрозия значительно сильнее проявляется на внешних частях
лезвия, чем на внутренних, как приблизительно показано на рисунке 1 прилагаемых чертежей.
Для предотвращения этой эрозии желательно использовать как можно более твердый материал, который не
подвергается или подвергается лишь очень незначительной эрозии под воздействием капель воды. С другой
стороны, использование такого материала для лопастей крайне нежелательно по соображениям прочности,
поскольку лопасти из твердого материала в высшей степени подвержены риску поломки, в результате чего
из-за гидроудара, резкого ускорения и замедления лопасти покрываются царапинами, и, следовательно,
возникает вопрос о повышении нагрузок. Кроме того, из-за усталости, вызванной вибрацией, сопротивление
лопастей значительно меньше, чем у лопастей, изготовленных из более мягкого и прочного материала. Было
предложено окружить лопатки турбины внешней защитной оболочкой или добавить к лопатке сменную кромку
из специально износостойкого материала. Также было предложено приварить к таким лезвиям защитную
оболочку. Настоящее изобретение заключается в сочетании преимуществ твердых и мягких материалов и
избегании соответствующих недостатков таких материалов путем изготовления каждой лопасти из цельного
куска прочного материала и закалки путем цементации или иным способом тех частей, которые подвергаются
наибольшей эрозии.
Применение усовершенствованного метода обусловлено тем, что внешние участки лезвия, которые, как
показано на рисунке 1, наиболее подвержены эрозии, наименее подвержены центробежным и изгибающим
силам и, следовательно, могут быть упрочнены без ущерба для их прочности, например, как показано
штриховкой на рисунке 2. Упрочнение всей поверхности кромок, как показано на рисунке 3, оказывает
сравнительно очень незначительное влияние на прочность лезвия, поскольку кромки составляют лишь
сравнительно небольшие и не очень прочные участки сечения, как показано на рисунке 4, где упрочненные
участки обозначены черным цветом. Такое частичное закаливание имеет дополнительное преимущество:
головка лезвия остается мягкой, что позволяет использовать ее для клепки торцевого кольца, как показано на
рисунке 3. Один из способов реализации данного изобретения заключается в использовании материала,
который сам по себе не может быть закален, и нанесении на эти материалы покрытия в тех местах, где они не
подлежат закалке, например, электролитическим напылением, которое не пропускает углерод, а затем, путем
цементации, обогащении непокрытых, то есть незащищенных, мест углеродом; и последующем закаливании
таких мест.
Лезвие также может быть закалено целиком и размягчено в тех частях, которые не требуют закалки: Чтобы
предотвратить деформацию лезвия в результате частичной закалки или предотвратить вредные последствия
такой деформации, лезвие перед закалкой может быть зажато в жесткой форме или согнуто в
противоположном направлении таким образом, чтобы деформация, вызванная закалкой, привела к тому, что
лезвие снова станет прямым. Подробно описав и определив природу нашего изобретения и способ его
осуществления, мы заявляем, что то, что мы предлагаем, соответствует действительности.
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_195051.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=195051&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB195051A
[]
Усовершенствования петлевых антенн.
Мы, компания MARCONI'S WIRELESS TELEGRAPH COMPANY, LIMITED, зарегистрированная в соответствии
с законодательством Великобритании, расположенная по адресу: Marconi House, Strand, London, W.C. 2,
правопреемники Ли Линкольна Мэнли, гражданина Соединенных Штатов Америки, по адресу: 296, Westminster
Road, Brooklyn, Kings County, New York, United States of America, настоящим заявляем о характере данного
изобретения и о способе его осуществления, которые будут подробно описаны и установлены в следующем
заявлении: Настоящее изобретение относится к антеннам для приема радиосигналов и, в частности, к
усовершенствованной конструкции петлевой антенны для небольших приемных устройств, таких как те,
которые используются радиолюбителями. Для приема радиотелеграфных и телефонных сигналов рамочные
антенны удобны, особенно там, где использование воздушных линий связи нежелательно или запрещено. В
таких случаях обычно желательно размещать рамочную антенну в помещении, особенно при использовании
портативного приемника. Обычная конструкция петлевой антенны состоит из нескольких витков проволоки,
закрепленных на раме, и довольно тяжела и громоздка, а также не очень хорошо смотрится при
использовании в доме или концертном зале.
Кроме того, его сложно легко устанавливать, демонтировать или хранить, как хотелось бы, и поэтому это в
определенной степени затруднило внедрение в некоторых случаях аппаратуры для приема
радиотелеграфной и телефонной связи, например, приемников радиовещания. Целью изобретения является
создание конструкции петлевой антенны, которая позволяет избежать указанных трудностей и при этом
является недорогой в изготовлении. В соответствии с изобретением, витки проволоки, составляющие
петлевую антенну, прикреплены к гибкому листу материала, который можно свернуть в удобную компактную
форму. Петлевая антенна является направленной и обеспечивает наилучший прием, когда она
перпендикулярна фронту принимаемых волн. Для облегчения регулировки на одном конце рулона
предусмотрена опора с поворотным или шарнирным креплением, позволяющим вращать антенну вокруг
вертикальной оси. В одном из наиболее удобных вариантов осуществления изобретения конструкция
крепится подобно оконным жалюзи и управляется аналогичным образом.
Новые особенности, которые, по нашему мнению, характерны для нашего изобретения, подробно изложены в
прилагаемых пунктах формулы изобретения. Однако само изобретение, как в отношении его конструкции, так
и способа работы, а также его дальнейшие цели и преимущества, лучше всего будет понято при обращении к
следующему описанию в сочетании с прилагаемыми чертежами, на которых: Рисунок 1 представляет собой
перспективный вид конструкции в соответствии с изобретением. На рисунках 2 и 3 представлены
перспективные виды модифицированных несущих конструкций. На рисунках 4, 5 и 6 показана дальнейшая
модификация. На рисунке 1 показано, как изобретение может быть использовано в оконной раме, хотя
очевидно, что оно может быть прикреплено, например, к стене или другой части здания. Проводник 1,
образующий петлю, может представлять собой тонкий оголенный или изолированный провод, пришитый или
иным образом прикрепленный к листу или ткани гибкой шторы или жалюзи 2, предназначенных для
наматывания на ролик 3. При необходимости можно использовать один или несколько витков, которые могут
располагаться близко друг к другу у края или быть намотаны по спирали прямоугольной, круглой или иной
формы.
Концы петли выводятся в любых подходящих местах, например, в нижней части листа, где они крепятся к
крепежным стойкам 4 и 5, установленным в усиливающей полосе 6. При желании один или несколько
промежуточных проводов могут быть выведены из промежуточных витков и прикреплены к клеммам 8 для
облегчения настройки. Кронштейн или кронштейн 9 для поддержки ролика имеет шарнирное крепление для
вращения вокруг вертикальной оси, при этом шарнир 10 крепится к оконной раме или стене любым
подходящим способом. Таким образом, плоскость листа может быть повернута примерно на 180 градусов, так
что плоскость петли может быть отрегулирована до оптимального положения для приема сигналов с любого
направления. При желании для фиксации рычага в оконной раме или стене можно использовать защелку, но
обычно трения шарнира достаточно, чтобы удерживать рычаг в любом положении, для которого он
предназначен. Ролик может быть прикреплен к рычагу для обеспечения вращения различными способами, но
удобная конструкция, показанная на рисунке, использует обычный пружинный ролик, к которому крепится
оконная жалюзи, имеющий штифты 12, 13, входящие в рычаги 14, 15, прикрепленные к противоположным
концам кронштейна.
Соседние файлы в папке патенты