Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_2104
.pdf
характере данного изобретения и о том, каким образом оно должно быть выполнено, что будет подробно
описано и установлено в следующем заявлении: - Данное изобретение относится к газогенераторам и
подобным устройствам, используемым при производстве газа, и объектами изобретения являются: - (1)
Обеспечение средств для равномерного перемешивания верхней части зольного слоя и нижней части
опускающегося топливного слоя. - (2) Равномерное распределение потока воздуха или воздуха и пара в
верхней части зольного слоя.
(3) Снижение стоимости газогенератора или реторты за счет уменьшения размера зольника, а в случае
газогенератора — за счет исключения обычно используемой вращающейся колосниковой решетки.
Газогенератор представляет собой неподвижный корпус, предпочтительно круглого сечения, в который
топливо подается сверху и который поддерживается в состоянии накаливания с помощью потока воздуха или
воздуха и пара. Корпус может удерживаться колоннами, а под ним расположен вращающийся зольник,
опирающийся на ролики или шары. Согласно данному изобретению, трубка проходит по центру зольника,
крепится к нему и вращается вместе с ним. Труба имеет верхние концевые рычаги, установленные на такой
высоте, что верхние поверхности рычагов доходят до верхней части зольного слоя, то есть немного ниже
полой оболочки. Предпочтительно, рычаги имеют форму треугольных пирамид или плуга, они полые и
снабжены выходными отверстиями. На конце рычагов предпочтительно крепится полое кольцо, которое
предпочтительно проходит снизу и защищено от чрезмерного износа и нагрева стенкой корпуса.
Кольцо снабжено перфорациями в нижней или задней стенке, или в обеих. К трубке подсоединен
воздухораспределитель; воздух, проходящий через трубку к рычагам и кольцу и выходящий из перфораций в
них, поступает к топливу в кожухе в точках верхнего уровня зольного слоя, благодаря чему воздуху не
приходится проходить через основную массу зольного слоя, как это обычно бывает, и, кроме того, он подается
к той части топлива, которая только что была взболтана рычагами. На рычагах могут быть предусмотрены
выступающие вверх выступы для перемешивания топлива, предпочтительно расположенные относительно
перфораций на задних поверхностях рычагов таким образом, чтобы они находились впереди них при
вращении рычагов. Эти рычаги перемешивают топливо в верхней части зольного слоя, а их расположение
приводит к тому, что зола прижимается к зольному поддону, из которого она удаляется с помощью скрепера
обычной конструкции. Пар, добавляемый к подаваемому воздуху, получают из воды, нагретой либо в рубашке
генератора, либо в мешалке или кочерге, и этот пар подается в распылительное устройство по трубе,
проходящей через зольник.
Трубчатые отводы, сильно нагреваясь окружающей их золой, вызывают образование пара, который с потоком
воздуха передается топливу. В некоторых случаях водонепроницаемый затвор отсутствует, поэтому нет
необходимости оснащать зольник боковыми стенками, и зольник помещается в воздухо- или
газонепроницаемый корпус. Прилагаемые чертежи показывают оборудование для производства газа,
изготовленное в соответствии с данным изобретением. Рисунок 1 представляет собой вертикальный разрез
газогенератора с водяным затвором, рисунок 2 — план вращающихся рычагов и кольца, рисунок 3 — разрез
одного из рычагов, рисунок 4 — вертикальный разрез газогенератора без водяного затвора, рисунок 5 — план
вращающихся рычагов и кольца, рисунок 6 — горизонтальный разрез зольника, а рисунок 7 — модификация
газогенератора, показанного на рисунке 4, иллюстрирующая средства подачи воды к дутью. На всех рисунках
10 представляет собой кожух, в верхнюю часть которого подается топливо, а 11 — воздуховод, через который
воздух подается в трубу 12, имеющую на своих верхних концах отводы 13, которые простираются до верхней
части зольного слоя немного ниже кожуха 10.
К концам рычагов 13 прикреплено полое кольцо 14, которое проходит снизу и защищено стенкой оболочки 10.
На рисунках 1–3 на задней поверхности рычагов 13 имеются отверстия 131, позволяющие воздуху и пару
выходить к топливу. Полое кольцо 14 снабжается воздухом и паром из рычагов 13 и имеет отверстия 141' во
внутренней стенке и отверстия 142 в нижней стенке для выхода воздуха и пара. На верхней поверхности
рычагов 13 также имеются выступы 133, расположенные относительно отверстий 131 таким образом, что они
находятся впереди них при вращении рычагов. Под корпусом 10 закреплена юбка 15, которая переходит в
зольник 16, закрепленный на трубе 12 и вращающийся вместе с ней, и поддерживаемый роликами 17. Зола
вдавливается в зольник 16 с помощью плугообразных рычагов 13 и удаляется из зольника скребком 18. На
рисунках 4–6 рычаги 13 снабжены отверстиями 131 для выхода воздуха, а кольцо 14 имеет овальное сечение
и снабжено отверстиями 141 на своей внутренней стенке. В данном случае на конце корпуса 10 установлен
кожух 19, через который проходит трубка 12, и к трубке прикреплена пластина 20, образующая вращающийся
зольник.
Зола удаляется с помощью поворотного скрепера 21 и направляется в желоб 22. В модификации, показанной
на рисунке 7, корпус 10 имеет водяную рубашку 101, от которой труба 102 ведет к другой трубе 23, а внутри
корпуса 10 находятся вращающиеся штифты 24, которые также имеют водяную рубашку, соединенную с
трубой 23 трубой 231. Труба 23 подает воду в трубу 12 и имеет на своем конце распылитель 25, с помощью
которого нагретая вода из водяных рубашек распыляется в поток, поступающий к лопастям 13. На рисунках
1–3 трубка 12 вращается с помощью зубчатого кольца 121 на зольнике 16, тогда как на других рисунках
кольцо 121 закреплено на трубке 12. Подробно описав и определив природу нашего изобретения и способ его
осуществления, мы заявляем, что то, что мы
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_209212.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=209212&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB209212A
[]
Усовершенствования в системах генерации переменного тока.
Я, . Эрнест Йеоман Робинсон, проживающий по адресу: Смитфорд-стрит, 33, Ковентри, гражданин
Великобритании, настоящим заявляет, что данное изобретение имеет следующий характер: данное
изобретение относится к усовершенствованным методам генерации переменного тока низкой или высокой
частоты с помощью термоэлектронных ламп и имеет своей целью создание более эффективной системы
генерации этих токов. Моё изобретение включает в себя клапан, в котором эффективное сопротивление
периодически изменяется с помощью управляющего элемента, такого как, например, сетка или магнитное
поле, и в котором ток, протекающий через клапан и выходную цепь, регулируется с помощью
соответствующих источников синусоидальных противо-ЭДС, действующих в выходной цепи. Путем
соответствующего подбора амплитуд, фаз и частот этих противо-ЭДС можно эффективно генерировать
переменные токи синусоидальной или любой другой формы. Кроме того, мое изобретение включает в себя
применение этой системы к любому устройству, в котором протекающий ток может периодически прерываться
или уменьшаться, например, с помощью ртутной дуговой лампы, в которой дугу можно остановить по
желанию, изменяя потенциал сетки, или с помощью механически управляемого коммутатора.
Изобретение будет описано как применимое к генерации переменного тока с использованием
трехэлектродного клапана. Я обеспечиваю, чтобы сопротивление клапана предпочтительно имело либо
максимальное, либо минимальное значение и не оставалось на промежуточном значении, за исключением
традиционных периодов. Сопротивление клапана может быть бесконечным в течение одного полупериода
результирующего переменного тока и минимальным в течение следующего полупериода. В случае
апериодической работы выходной цепи могут использоваться две лампы, каждая из которых работает
попеременно, но при нагрузке, состоящей из колебательного контура, например, беспроводной антенны,
может использоваться одна лампа. Кроме того, для достижения большей эффективности работы
эффективное внешнее сопротивление выходной цепи предпочтительно должно быть значительно больше
внутреннего сопротивления клапана. В этом случае ток через клапан ограничивается главным образом
внешним сопротивлением цепи. Если, например, нагрузка состоит из сопротивления, то протекающий через
него ток будет иметь форму прямоугольной волны при изменении сопротивления клапана, как описано выше.
Эта волна тока вызывает падение напряжения аналогичной формы в сопротивлении, а противо-ЭДС,
возникающая из-за этого падения, ограничивает ток и, таким образом, ограничивает и контролирует ток,
протекающий в вентиле. Форму этой противо-ЭДС можно разложить на основную волну и ее гармоники.
Согласно данному изобретению, цепи и устройства располагаются последовательно с нагрузкой, причем эти
цепи или устройства обладают высоким импедансом по отношению к гармоникам в волне тока, которые
необходимо устранить. Эти источники обратной ЭДС предпочтительнее энергопотребляющих устройств. Они
могут состоять из колебательных цепей с малым затуханием, каждая из которых настроена на гармонику
текущей волны, которую необходимо устранить. Если требуется синусоидальный выходной ток, теоретически
необходимо бесконечное количество таких схем, каждая из которых настроена на гармонику выходного тока,
но на практике можно использовать лишь несколько таких схем, каждая из которых настроена на одну из
более низких гармоник. В этом случае ток, протекающий через клапан, будет состоять из тока нагрузки плюс
тока, необходимого для возбуждения цепей противо-ЭДС.
Там, где эти потоки мало ослабевают, этот последний поток незначителен. Если требуется ток, отличный от
синусоидального, то источники противо-ЭДС гармонической частоты, которая должна присутствовать, могут
быть исключены, что позволит протекать току этой частоты. Аналогично система применяется, когда нагрузка
не является апериодической, например, когда она состоит из колебательного контура, такого как антенна, или
двигателя переменного тока. При использовании устройства для генерации низкочастотного переменного тока
источниками противо-ЭДС могут выступать ненагруженные синхронные или асинхронные двигатели. Каждый
из этих двигателей может быть сконструирован таким образом, чтобы генерируемая противо-ЭДС состояла из
одной или нескольких гармоник, которые необходимо устранить. Двигатели могут быть соединены между
собой или работать независимо друг от друга. В тех случаях, когда устройство используется для генерации
переменного тока изменяющейся частоты, ненагруженные двигатели, служащие в качестве подавителей
гармоник, могут поддерживаться на своих соответствующих скоростях при изменении частоты путем привода
от синхронного двигателя, питаемого от выходной цепи на основной частоте.
Две, три или более цепей вентилей, как описано выше, могут быть соединены между собой для получения
многофазных токов. Напряжения сети, необходимые для осуществления этих изменений сопротивления
клапана, могут поступать из отдельного источника; предпочтительно, чтобы они имели прямоугольную форму
волны. Амплитуда должна быть достаточной для того, чтобы клапаны работали практически так, как описано
выше. В качестве альтернативы, напряжение на сетке может быть получено путем обратной связи с выходной
цепью, в этом случае оно может быть синусоидальным и иметь большую амплитуду, что позволит
существенно изменять сопротивление лампы, как описано выше. Пики полученных волн напряжения сетки
могут быть срезаны (при желании) путем установки ограничивающих устройств, таких как, например,
усилитель накала с регулируемой яркостью, между сеткой и катушкой обратной связи. Если нежелательно,
чтобы ток через вентиль протекал в течение всей половины цикла, то при использовании обратной связи
среднее напряжение сети может быть отрегулировано таким образом, чтобы сопротивление вентиля
сводилось к минимуму только в течение части половины цикла.
Усовершенствования в системах генерации переменного тока. Я, Эрнест Йеоман Робинсон, проживающий по
адресу: Молдет-роуд, 71, Уитингтон, Манчестер, графство Ланкастер (ранее проживавший по адресу:
Смитфорд-стрит, 33, Ковентри), подданный короля Великобритании, настоящим заявляю о характере данного
изобретения и о способе его осуществления, которые будут подробно описаны и установлены в следующем
заявлении: — Данное изобретение относится к усовершенствованному способу генерации переменного тока
желаемой частоты из постоянного тока или из переменного тока другой частоты с помощью устройств,
способных управлять током или прерывать его. Термоэлектронные лампы представляют собой тип устройств,
в которых можно регулировать ток, а ртутные дуговые разрядники с сеткой для остановки дуги, газоразрядные
устройства с управляющим магнитным полем и коммутаторы представляют собой тип устройств, способных
прерывать ток. Одной из целей данного изобретения является создание системы генерации переменного
тока, способной обеспечить более высокую эффективность работы, чем это было возможно ранее.
Ещё одной целью данного изобретения является создание системы для эффективной генерации переменного
тока любой желаемой формы волны. Еще одной целью данного изобретения является создание
усовершенствованной системы для генерации переменного тока любой желаемой формы волны (например,
синусоидальной) с помощью устройств, способных только запускать и прерывать ток, например,
механического коммутатора. Ещё одной целью данного изобретения является создание системы, которая
может быть легко использована для эффективного преобразования постоянного тока в переменный ток
промышленных частот. Еще одной целью данного изобретения является обеспечение средств для передачи
электрической энергии в виде постоянного тока высокого напряжения и преобразования энергии, доступной
на приемной станции, в переменный ток без использования динамоэлектрических преобразовательных
устройств. В первую очередь будет рассмотрена проблема генерации переменного тока синусоидальной
формы с помощью термоэлектронных ламп. Переменный ток синусоидальной формы может быть получен
путем подачи синусоидального напряжения на сеть и работы на прямолинейном участке характеристики
клапана.
При таком режиме работы клапан фактически представляет собой переменное сопротивление, включенное
последовательно с постоянным сопротивлением (нагрузкой), и изменяется синусоидально, что неизбежно
приводит к значительным потерям мощности в клапане. Более того, можно показать, что максимальная
возможная эффективность такой системы составляет 50%. Эффективность может быть повышена за счет
использования двух клапанов, соединенных последовательно и срабатывающих через каждые полцикла, что
позволяет достичь эффективности в 75%. Как будет видно, при использовании этих методов эффективность
генерации ограничена, и, кроме того, потери в клапане значительны, поскольку клапан используется в
качестве переменного сопротивления. Когда вентильная сеть находится в таком возбужденном состоянии, что
вентиль функционирует как переключатель и включает ток каждые полпериода в течение одного полупериода
или части полупериода, то эффективность генерации еще больше возрастает. Однако это повышение
эффективности обусловлено производством гармоник, и хотя общая эффективность выше, эффективность
производства синусоидальной составляющей переменного тока не увеличивается.
Кроме того, если требуется синусоидальный ток, необходимо предусмотреть устройство или устройства для
поглощения и рассеивания вне клапана гармонических составляющих мощности, генерируемых в клапане.
Для этой цели ранее было предложено встраивать колебательные цепи, содержащие параллельную
индуктивность и емкость, в анодную цепь лампового усилителя или генератора, на сетку которого подается
прямоугольное напряжение, причем указанные колебательные цепи настроены на различные гармонические
частоты и имеют достаточное демпфирование для поглощения или использования энергии, развиваемой на
гармониках, в выходном токе прямоугольной формы. Преимущество этого метода заключается в том, что
гармонические составляющие мощности рассеиваются вне клапана, и, следовательно, клапан, поскольку его
выходная мощность ограничена рассеиваемой в нем мощностью, способен выдавать большую выходную
мощность. Согласно этому изобретению, устройство сконструировано таким образом, чтобы периодически
соединять свою выходную цепь с источником электродвижущей силы, и в выходной цепи указанного
устройства индуцируются переменные электродвижущие силы подходящей частоты и фазы, которые
предотвращают генерацию переменного тока гармонических частот или, в случае, когда требуется выходной
ток с формой волны, отличной от синусоидальной, предотвращают генерацию частот, отличных от основной и
желаемых гармонических частот.
Таким образом, например, может потребоваться, чтобы выходной ток состоял из основной волны плюс
третьей гармоники (которая может даже составлять определенный процент от основной волны), и можно
организовать так, чтобы противодействующие электродвижущие силы подавляли генерацию мощности на
частотах, отличных от основной и желаемой гармоники. Эти гармонически подавляющие
противодействующие электродвижущие силы могут быть получены из независимого источника; например, в
выходную цепь может быть включен генератор переменного тока, генерирующий электродвижущую силу
желаемой частоты и правильной фазы. В предпочтительном способе противо-ЭДС генерируются малыми
токами одинаковой частоты, протекающими в устройстве и через выходную цепь через устройство или
устройства, которые обеспечивают высокое сопротивление этим токам. Эти устройства не являются
энергопотребляющими. Они могут состоять, например, из колебательных цепей с максимально низким
сопротивлением, настроенных на частоту токов, которые желательно не генерировать, размещенных в
выходной цепи или соединенных с ней, или же они могут состоять из синхронных или асинхронных
двигателей, предпочтительно без нагрузки.
Эти противо-электродвижущие силы используют энергию гармонических частот для своей работы, но такая
энергия невелика и может быть уменьшена до желаемого уровня. Для того чтобы изобретение было
понятным, далее оно будет описано со ссылкой на прилагаемые чертежи, представляющие собой
электрические схемы, иллюстрирующие, в качестве примера, различные способы практической реализации
изобретения. Для упрощения изложения теории данного изобретения сначала рассмотрим случай, когда цепь
периодически подключается и отключается от источника электроэнергии посредством механического
коммутатора. На фиг. 1 показан принцип действия изобретения при использовании коммутатора, а на фиг. 2 и
3 показан способ предотвращения образования гармонических составляющих мощности. Коммутатор 2
питается от источника постоянного тока 1 и периодически меняет направление тока, протекающего в его
выходной цепи, которая состоит из устройства 4 и нагрузки (показанной в виде резистора) 3.
Устройство 4 обеспечивает электродвижущие силы, подавляющие гармоники. Если резистивная нагрузка 3
подключена непосредственно к коммутатору, то, предполагая, что нагрузка является чисто резистивной,
протекающий через нее ток будет иметь прямоугольную форму. Напряжение, приложенное к нагрузке 3,
показано прямоугольной кривой 1 на рис. 2, а результирующий ток, протекающий через нагрузку, показан
кривой 2, которая имеет аналогичную форму и ту же фазу. Обратная электродвижущая сила, создаваемая в
устройстве 3, показана кривой 3, которая представляет собой кривую 1, повернутая на 180 градусов. Как
видно, необходимо, чтобы противодействующая электродвижущая сила на коммутаторе была равна той,
которая представлена кривой 3, и, следовательно, ток, протекающий через сопротивление, принимает такое
значение, что в сопротивлении возникает это падение напряжения. Волны тока и противодействующей
электродвижущей силы имеют прямоугольную форму и могут быть разложены на основную синусоидальную
волну и гармоники, так что, рассматривая любую конкретную частоту, скажем, например, основную,
необходимо, чтобы протекал достаточный ток основной частоты, чтобы, с учетом сопротивления нагрузки на
этой частоте, противодействующая электродвижущая сила, создаваемая в цепи этим протекающим током,
имела амплитуду, равную амплитуде основной составляющей 6 прямоугольной волны 3.
Аналогично, в случае третьей гармоники, амплитуда тока третьей гармоники 5 будет такой, что с учетом
сопротивления выходной цепи указанному току третьей гармоники, создаваемая в ней противо-ЭДС третьей
гармоники будет равна составляющей 7 третьей гармоники прямоугольной волны противо-ЭДС 3. Теперь,
если в выходную цепь коммутатора 2 вставить устройство 4, обладающее высоким сопротивлением третьей
гармонике, то необходимая противо-ЭДС третьей гармоники будет создаваться гораздо меньшим током
третьей гармоники, то есть практически никакой ток третьей гармоники генерироваться не будет; другими
словами, волна противо-ЭДС 7 будет создаваться током третьей гармоники малой амплитуды, как показано
на кривой 8, вместо тока, имеющего амплитуду, как показано на кривой 5. Аналогичным образом можно
предотвратить возникновение других гармонических токов, и, обеспечивая множество электродвижущих сил,
подавляющих гармоники и создаваемых или генерируемых в устройстве 4, можно получить идеально
синусоидальный ток в нагрузке 3; кроме того, следует отметить, что коммутатор никогда не генерирует
гармонические токи, поэтому данная схема работает с высокой эффективностью.
По сути, устройство 4, обеспечивающее электродвижущую силу подавления гармоник, само приводится в
действие малыми токами, протекающими через него с гармонической частотой, к которой оно оказывает
высокое сопротивление. Однако, она может состоять, например, из отдельного источника, такого как
генератор переменного тока, и тогда гармонические токи, протекающие в цепи, могут быть обнулены. На рис.
3 показан ток, протекающий в устройстве при подавлении третьей гармоники. Необходимая волна
противодействующей электродвижущей силы имеет прямоугольную форму, как показано на рисунке 3. Третья
гармоническая составляющая волны противо-ЭДС показана на рисунке 7, и поскольку устройство 4 имеет
высокое сопротивление для третьей гармоники, результирующий ток третьей гармоники, протекающий в нем,
имеет амплитуду, равную рисунку 8, для генерации необходимой противо-ЭДС. Результирующий ток,
протекающий в цепи 4, представлен кривой 9. Как уже указывалось ранее, идеально синусоидальную форму
можно получить, используя бесконечное число противодействующих электродвижущих сил для подавления
всех гармоник, но на практике достаточно подавить лишь несколько низших гармоник.
Кроме того, в промышленных целях иногда удобно генерировать ток, имеющий присутствующие гармоники,
например, токи с преобладающей третьей гармоникой, и в такой системе можно организовать работу таким
образом, чтобы определенные гармоники, например, третья гармоника, не подавлялись. Будет видно, что
выходной ток коммутатора или подобного устройства имеет ту же форму волны, что и ток, подаваемый на
клеммы. Например, если требуется синусоидальный ток, то устройство его генерирует. Таким образом,
данная система отличается от тех систем, в которых гармоники создаются и впоследствии поглощаются,
образуя синусоидальный ток, и, следовательно, возможна высокая эффективность; например, максимальная
теоретическая эффективность при условии отсутствия сопротивления в коммутаторе и подавляющих цепях
составила бы 100%. Для достижения максимальной практической эффективности необходимо обеспечить
высокое рабочее напряжение и высокое эффективное сопротивление нагрузки по сравнению с падением
напряжения на коммутаторе или на вентиле в случае использования вентилей.
На рис. 4 показано применение этого изобретения для генерации переменного тока из постоянного тока с
использованием коммутатора для периодического подключения выходной цепи к источнику постоянного тока.
В показанном примере источник постоянного тока обозначен цифрой 1; выходная цепь (клеммы которой
обозначены цифрой 11) периодически соединяется с цифрой 1 посредством коммутатора 2, так что если бы
средства, предусмотренные в данном изобретении, не применялись, напряжение на выходных клеммах 11
было бы переменным и имело бы прямоугольную форму волны. Устройство для создания электродвижущей
силы, подавляющей гармоники, показано на рисунке 4. В данном случае подавляющие электродвижущие
силы обеспечиваются самими малыми токами подавляемых гармоник, протекающими через коммутатор и по
выходной цепи. Устройство 4 состоит из множества колебательных цепей с малым затуханием (например, 10),
каждая из которых настроена на одну из устраняемых гармоник.
В приведенном примере показаны три такие схемы, которые могут быть настроены на третью, пятую и
седьмую гармоники, но следует понимать, что таким образом можно подавить любое количество гармоник
тока. Для того чтобы возбуждающий ток был малым, декремент цепей должен быть как можно меньше.
Клеммы 11 могут быть подключены непосредственно к нагрузке, или же к нагрузке может быть подключен
трансформатор, например, 12, как показано пунктирными линиями. Как видно, если выходная цепь в этом
примере разомкнута, то ток возбуждения, необходимый для работы устройства подавления гармоник 4, не
будет протекать, и, следовательно, на выводе 11 будет генерироваться напряжение разомкнутой цепи в
форме прямоугольной волны. Чтобы предотвратить это, клеммы 11 могут быть зашунтированы
колебательным контуром 13 (предпочтительно с малым декрементом), настроенным на основную частоту,
чтобы он служил в качестве шунта для возбуждающих токов гармоник. Индуктивности в колебательных цепях,
такие как 10 и 13, при желании могут быть с железным сердечником. В качестве альтернативы, устройство
подавления гармоник 4 может состоять из одного или нескольких синхронных или асинхронных двигателей,
приводимых в движение малыми токами гармоник, генерирующими энергию, и создающих за счет
возникающей в них противодействующей электродвижущей силы электродвижущие силы, подавляющие
гармоники.
Может быть предусмотрено, что каждый двигатель создает одну электродвижущую силу, подавляющую
гармоники, или же, в качестве альтернативы, может быть предусмотрено, что путем соответствующей
конструкции двигателя в одном двигателе индуцируются две или более электродвижущих силы, подавляющих
гармоники. Они могут быть механически соединены друг с другом, чтобы предотвратить рассинхронизацию, и,
кроме того, их скорость может поддерживаться на уровне, близком к синхронному, с помощью небольшого
пилотного двигателя, питаемого переменным током основной частоты и подключенного к выходной цепи
генерирующего устройства. Использование этого двигателя также предотвратит рассинхронизацию
электродвигателей с противодействующей электродвижущей силой при изменении частоты генерации. Может
быть предусмотрено, что синхронные или асинхронные двигатели, образующие устройство подавления
гармоник 4, работают как генераторы; то есть, мощность, необходимая для их привода, поступает из
источника, отличного от гармонических токов, генерируемых устройством, и подается на приводной
двигатель. Предпочтительно, чтобы они приводились в движение синхронным двигателем, работающим в
синхронизме и получающим ток основной частоты, генерируемый устройством.
На фиг. 5 показано применение данного изобретения с использованием трехэлектродных вентилей в качестве
средства периодического подключения выходной цепи устройства к источнику питания. Для наглядности на
чертеже вентили изображены с катодами накала, но способы нагрева этих катодов не показаны. Как показано
на рисунках 15 и 16, используются два клапана, соединенных друг с другом задними стенками. Клапаны
периодически и попеременно переводятся в проводящее состояние путем периодического и попеременного
подключения их сеток к соответствующей электродвижущей силе. В приведенном примере это достигается с
помощью коммутатора 17, который периодически и попеременно соединяет сетки клапанов 15 и 16 с
положительным и отрицательным полюсами батареи сетки 18. Коммутатор, разумеется, приводится в
движение отдельным двигателем. Пластины вентилей 15 и 16 соединены с внешними выводами первичной
обмотки трансформатора, средняя точка которой имеет отвод для обеспечения работы двух обмоток 19 и 20.
Источник постоянного тока подключен в точке 24 к нити накала и средней точке обмотки, образованной двумя
полувитками 19 и 20.
Ток в одной половине обмотки, скажем, 19, является периодическим, но однонаправленным. Аналогично, ток,
протекающий в другой обмотке, является периодическим, но течет в противоположном направлении, и
пульсации чередуются с пульсациями, протекающими в половине обмотки 19. Вследствие этого магнитный
поток в трансформаторе является переменным, и на вторичной обмотке 21 трансформатора индуцируется
переменная электродвижущая сила. Источники электродвижущих сил, подавляющих гармоники, показаны на
рисунке 4. Как показано на иллюстрации, она состоит из множества схем с низким затуханием, но могут
использоваться и другие подходящие устройства. Хотя цепи подавления находятся во вторичной цепи
трансформатора, они будут эффективны для подавления генерации гармоник в лампах, поскольку первичная
и вторичная обмотки трансформатора тесно связаны, а импеданс самой первичной обмотки высок.
Следовательно, в первичной обмотке могут протекать только токи, соответствующие токам, разрешенным во
вторичной обмотке.
Выходные клеммы показаны под номером 22, а к выходным клеммам подключена схема обхода токов
возбуждения гармоник, которая представляет собой колебательный контур 13, настроенный на основную
частоту. Как видно, в целом, поскольку вентили 15 и 16 обычно имеют однонаправленные характеристики,
необходимо, чтобы нагрузка на трансформатор, образованная вентилями 19, 20 и 21, имела коэффициент
мощности, близкий к единице. Это может быть достигнуто с помощью соответствующего конденсатора 23,
подключенного параллельно выходным клеммам 22. При необходимости этот конденсатор может быть
регулируемым и может быть устроен таким образом, чтобы при отсутствии нагрузки компенсировать ток
намагничивания трансформатора. Следует отметить, что конденсатор должен быть подключен таким
образом, чтобы в нем не могли протекать зарядные токи гармонических частот. На рисунке устройство
подавления гармоник 4 расположено последовательно с конденсатором. Предпочтительно следует
предусмотреть аналогичную компенсацию намагничивающих токов гармонических частот путем
пропорционального распределения емкости и индуктивности различных компонентов выходной цепи.
Привести формулы невозможно, но необходимые размеры емкости и индуктивности различных компонентов
могут быть рассчитаны специалистами в данной области таким образом, чтобы выходной ток от лампы был
приблизительно равен единице при коэффициенте мощности на основной и гармонических частотах.
Очевидно, что если выходной ток лампы на гармонических частотах имеет единичный коэффициент
мощности, то единственный ток, протекающий на гармонических частотах, — это ток, необходимый для
питания или возбуждения цепей подавления гармоник. Следовательно, этот ток очень мал. Трансформатор,
образованный элементами 19, 20 и 21, предпочтительно должен быть сконструирован таким образом, чтобы
между обмотками имелась малая магнитная утечка. На рис. 6 показана альтернативная схема подключения
устройства подавления гармоник, а также более простая форма коммутатора и способ подачи прямоугольного
импульса на сетку клапана. Двухкомпонентный коммутатор 27 имеет одну изолированную и неактивную
половину и соединен с батареей 32 таким образом, что каждая сетка периодически и попеременно становится
положительной, в то время как другая половина каждого полупериода остается изолированной.
Кроме того, с помощью резисторов или токоотводов 31 и батареи 30 предусмотрено, что при изоляции сетки
она заряжается до отрицательного потенциала. Поскольку при отрицательном напряжении на сетке протекает
очень малый ток, в сопротивлении 31 произойдет очень небольшое падение напряжения, и, следовательно,
сетка будет приблизительно равна потенциалу отрицательного полюса батареи 30, в то время как она
изолирована от батареи 32 щеткой, контактирующей с изолированным сегментом 29 коммутатора 27. Однако,
когда щетка соприкасается с заряженным сегментом 28 коммутатора, сетка заряжается положительно, и
поскольку сопротивление 31 высокое, батарея 32 не закорочена. Источник постоянного тока подключен к
клеммам 24, а устройство подавления гармоник — к клеммам 25 и подключено, как показано на рисунке. В
качестве альтернативы, в каждую анодную цепь можно подключить два аналогичных устройства подавления
гармоник. Конденсаторы для компенсации коэффициента мощности могут быть подключены, как показано на
рисунке 23. Если нагрузочная цепь не является апериодической, например, если она состоит из
колебательного контура, то система может работать только с одним клапаном.
На рис. 7 показано применение данного изобретения для генерации высокочастотных колебаний для
беспроводной антенны. На рисунке также показано, как напряжение сети может быть получено обычным
способом посредством обратной связи от антенны. Клапан показан под номером 34; его выходная цепь
включает в себя устройство подавления гармоник 4 и катушку анодной связи 35. Устройство подавления
гармоник 4 состоит из множества колебательных контуров, настроенных на нижние гармоники, которые
необходимо подавить. В приведенном примере показаны три таких схемы; они настроены на третью, пятую и
седьмую гармоники и имеют минимально возможное затухание. Анодная катушка 35 соединена с антенной
цепью, образованной антенной 37 и согласующей катушкой 36. Нить накала нагревается с помощью
устройства, обозначенного как батарея 40, а анод подключен к источнику энергии, обозначенному как батарея
39. Электродвижущая сила сетки индуцируется антенной в катушке 38. Амплитуда колебаний должна быть
достаточной, чтобы клапан функционировал практически так, как описано.
Батарея смещения сетки 41 используется для того, чтобы сделать средний потенциал сетки достаточно
отрицательным, так что при большой амплитуде напряжения сетки, индуцированного в 38, клапан
функционирует как устройство апериодического переключения. При желании пики волны напряжения сети
могут быть срезаны, чтобы в момент достижения сетью максимального потенциала потенциал не был
настолько высоким, чтобы возникал большой ток в сети. Для этой цели можно использовать любой из
обычных методов. Например, может быть предусмотрено подключение от сетки к нити накала устройства,
проводящего ток при превышении потенциала определенной величины, чтобы предотвратить повышение
напряжения на сетке выше заданного значения. Это может быть диодный клапан. В другом способе между
катушкой связи сетки и сеткой может быть установлен усилитель, не реагирующий на пики волн; например,
это может быть усилитель накала с ослабленной чувствительностью. На рис. 8 показано такое расположение.
Схема в целом представлена в соответствии с описанием на рис. 7.
Напряжение на сетке усиливается с помощью усилителя 44, а в выходную цепь этого усилителя помещается
соответствующая батарея смещения сетки 45. На рис. 9 показан метод, с помощью которого напряжение сети
может быть получено путем обратной связи с выходной цепью, когда нагрузка является апериодической.
Общая схема аналогична описанной на рис. 5, за исключением средств генерации напряжения сети. К
выходным клеммам подключен колебательный контур 46, настроенный на основную частоту генерируемого
тока; к нему подключена катушка связи с сеткой 47, которая в сочетании с подходящей батареей смещения
сетки 48 обеспечивает напряжение сети. В эту схему может быть введено ограничивающее устройство для
срезания пиков волны напряжения сети способом, описанным со ссылкой на рис. 8. Как видно, колебательный
контур 46 выполняет двойную функцию: во-первых, он обеспечивает электродвижущую силу сетки для
вентилей, а во-вторых, он действует как шунт для возбуждающего тока устройства подавления гармоник 4.
В качестве альтернативного способа обеспечения напряжения сети для клапана при непериодической
нагрузке, например, когда генератор используется для выработки тока в промышленных целях, может быть
предусмотрено периодическое подключение сетей к положительным и отрицательным потенциалам
посредством коммутатора или коммутирующего устройства, которое, в свою очередь, приводится в действие
устройством, возбуждаемым током основной частоты и находящимся в механическом резонансе с ним. На
рис. 10 показана одна из конфигураций аппарата для отработки этого метода. На рисунке электромагнит 49
вибрационного реле находится вблизи якоря 50, способного к вибрации и несущего контактную часть 51.
Якорь удерживается в нужном положении пружиной 54. Катушка 53 подключена к выходной цепи устройства
(не показано), от которого на нее подается ток основной частоты cf. Поляризация сердечника 49
осуществляется с помощью обмотки 52, питаемой от батареи. Якорь 50 настроен на основную частоту и
вибрирует на ней, а контакт 51 расположен таким образом, чтобы периодически соединять контакты 53a с
источником положительного напряжения 55, в то время как нормальный потенциал сетки поддерживается
отрицательным с помощью резистора 56 и подходящей батареи 30, как описано со ссылкой на рис. 6.
Разумеется, необходимо обеспечить подключение контактов 53а к батарее 55 в правильное время, то есть
электродвижущая сила, подаваемая на сети, должна быть правильной фазы. Этого можно добиться путем
соответствующей конструкции вибрационного реле. Три детальных изображения на рис. 11 иллюстрируют
вибрационное реле, работа которого основана на вращательном механическом резонансе. Якорь 57
установлен на валу 58, который закреплен таким образом, что якорь 57 может вращаться или, по крайней
мере, вибрировать с вращательным движением. Якорь снабжен катушкой 60, которая соединена с
контактными кольцами 63. Эта катушка находится в поле, создаваемом полевым магнитом 61. Якорь
соответствующим образом управляется плоской спиральной пружиной 62, так что он находится в резонансе с
основной частотой генерируемого тока. Якорь несет пружинный контакт 64, который перемещается между
двумя неподвижными контактами 65. Когда через контактные кольца 63 на устройство подается переменный
ток основной частоты, якорь вибрирует вращательно, а контакт 64 расположен таким образом, чтобы
периодически соединять контакты 65 с источником положительного потенциала, и устройство возбуждает
сетки вентиля способом, описанным со ссылкой на рис. 10.
В качестве альтернативы, вместо одинарного контакта, показанного на рисунке 64, можно использовать
двойной контакт, который периодически соединяет каждый неподвижный контакт с положительным и
отрицательным источником электродвижущей силы. В качестве еще одного альтернативного метода,
подходящего для использования при низкой частоте генерации, предлагается использовать вибрационное
реле, показанное на рис. 11, в качестве элемента, включающего в себя осциллирующий генератор
переменного тока, обеспечивающий желаемую форму волны. На рис. 12 показано использование генераторов
переменного тока в качестве источника электродвижущих сил, подавляющих гармоники. Схема в целом
аналогична описанной выше и показанной, например, на рис. 5. Электродвижущая сила, подавляющая
гармоники, генерируется в одном или нескольких генераторах 67, которые соединены последовательно, если
их несколько, и подключены к первичной обмотке трансформатора 69, в то время как вторичная обмотка
трансформатора подключена к выходной цепи, как показано на рисунке. Эти генераторы 67 приводятся в
движение синхронным двигателем 68, на который подается ток основной частоты.
Для компенсации реактивной составляющей тока, как описано выше, к выходным клеммам может быть
подключен конденсатор, или же двигатель 68 может быть перенастроен. На фиг. 13 показана схема генерации
трехфазного переменного тока в соответствии с данным изобретением. Три однофазные генерирующие цепи,
аналогичные описанной на рис. 4, соединены между собой, как показано на рисунке, при этом вторичные
обмотки трансформатора соединены вместе, образуя звездообразную точку. Одна из вентилей показана под
номером 71, и ее сетка возбуждается с правильным фазовым соотношением с помощью коммутатора,
представленного под номером 72, причем этот коммутатор управляется независимо. Схемы подавления
гармоник и электродвижущей силы показаны на рисунке 4 и включают в себя множество колебательных
цепей, таких как 10. В качестве альтернативы можно использовать любое другое устройство для подавления
гармоник. Используются три таких устройства подавления гармоник, по одному в каждой фазе. В качестве
альтернативы, их можно вставлять в другие точки системы, как описано выше.
Выходные клеммы генератора показаны на рисунке 73, а вентили подключены к источнику постоянного тока
74. Нити накала в лампах нагреваются переменным током, отбираемым из выходной цепи с помощью
трансформатора 7-5, при этом предпочтительный способ отвода анода осуществляется в средней точке
вторичной обмотки этого трансформатора. Емкости могут быть подключены к различным участкам цепи,
например, к клеммам 73, для уменьшения или устранения реактивной составляющей тока, протекающего в
первичной обмотке трансформатора. На фиг. 14 показано использование схемы подавления гармоник, в
которой подавляющие электродвижущие силы генерируются независимо; на ней также показано применение
данного изобретения для передачи электроэнергии. Схема генератора аналогична описанной со ссылкой на
рис. 13. Электродвижущие силы, подавляющие гармоники, индуцируются в устройстве 77, которое может
состоять из множества трехфазных генераторов, соединенных последовательно, каждый из которых
производит одну или несколько электродвижущих сил, подавляющих гармоники.
Эти электродвижущие силы передаются в цепи вентилей посредством трансформаторов, например, таких как
76. Генераторы приводятся в движение с помощью синхронного двигателя 78, который питается переменным
током, генерируемым аппаратом, причем этот ток предпочтительно имеет основную частоту. Нить накала
ламп питается от одной или нескольких фаз выходной цепи посредством трансформатора 79. При
использовании аппарата совместно с линией электропередачи переменный ток, генерируемый на
передающей станции, повышается в повышающих трансформаторах и выпрямляется вакуумным
электрическим устройством для получения постоянного тока, как показано на выпрямителе под номером 81.
Этот постоянный ток передается по линии электропередачи 80 к описанному ранее генератору. Следует
понимать, что изобретение не ограничивается конкретными схемами и устройствами, описанными и
проиллюстрированными здесь, и что могут быть внесены многочисленные модификации, не выходящие за
рамки изобретения.
Подробно описав и определив природу моего изобретения и способ его осуществления, я заявляю, что то, что
я...
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_209213.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=209213&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB209213A
[]
Соседние файлы в папке патенты