Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_2383
.pdf
периферии диска 33. На конце собачки имеется выступ 40, который входит в дугообразную выемку 41 (см.
рисунок 8), образованную по периферии фланца 42 кармана. Когда рукоятка перемещается в направлении
стрелки на рисунке 10, диск 33 вращается против натяжения пружины 32, шпиндель 23 поворачивается, и
рычаг 25 устанавливается в рабочее положение, как на рисунке 1. Однако, когда рукоятка достигает
положения, соответствующего пунктирным линиям на рисунке 8, выступ 40 собачки 36 скользит по периферии
фланца 42 кармана, и собачка при этом отсоединяется от выемки 39 в диске 33, который, будучи таким
образом освобожден, будет вращаться в противоположном направлении под натяжением пружины и тем
самым поднимать рычаг 25, который, таким образом, открывает клапан и автоматически отсоединяется от
него, скользя по изогнутой части направляющей 10.
Нормальное положение рукоятки определяется за счет того, что выемка 35 упирается в штифт 34. На рисунке
6 показан еще один способ подъема клапана, который состоит из рычага 25 и звена 50, образующих тумблер,
приводимый в действие толкателем 51, направляемым в «Сжатие пружины 52 происходит по схеме,
аналогичной показанной на рисунках 11 и 3. На рисунках 11–14 показаны дополнительные способы
управления рычагом. В этих 25 шарнирно закреплена часть, выполненная в виде квадранта 54, содержащего
зубья 55. А. Шток 56, имеющий зубья 57, соединен с зубьями 55, которые направляются в корпусе. Рычаг 25
имеет отверстие 49, как показано на рисунке 14, чтобы шток 56 мог проходить через рычаг. Витая пружина 58,
находящаяся в сжатом состоянии между выступом 59 стержня и металлической шайбой 60, удерживает
стержень, как правило, наружу. Выступ 59 является частью утопленной крышки 61, телескопически
выдвигающейся внутри гнезда 62, выступающего из корпуса. Кожаная шайба 63, расположенная между
стенкой корпуса и шайбой 60, предотвращает попадание воды в камеру, образованную углублением в гнезде
и в крышке.
На рисунке 11 рычаг 25 находится в своем нормальном положении под хвостовой частью 9 клапана, и когда
шток 56 нажимается внутрь, он вращает квадрант 54, а кривошип 24 поднимает рычаг 25, открывая тем самым
клапан. Когда рычаг 25 поднимается на максимальную высоту, конец кривошипа 24 входит в выемку 64 в
штоке, а хвостовая часть 26 ударяется о шток, в результате чего верхний конец рычага 25 выходит из
зацепления с частью 9 и опускается в положение, указанное пунктирными линиями, что позволяет клапану
закрыться. Когда оператор снимает давление с крышки 61, пружина 58 поворачивает квадрант 54 и тем самым
опускает рычаг 25 в его нормальное положение. При опускании рычага хвостовая часть 26 ударится о плечо
65, в результате чего верхний конец рычага опустится в положение под штоком. Зубчатый конец стержня
направляется в трубке 66, закрепленной в корпусе. На рисунке 13 рычаг 25 обычно удерживается в поднятом
положении, не касаясь хвостовой части 9, а движение стержня внутрь вращает квадрант в направлении,
противоположном вращению квадранта на рисунке 11, и опускает рычаг в положение, показанное
пунктирными линиями.
По мере того, как рычаг опускается вниз, хвостовая часть 26 ударяется о плечо 65, в результате чего верхний
конец рычага опускается в положение под хвостовой частью 9. Когда давление на крышку 61 спадает, шток 56
возвращается под действием пружины 58 и поворачивает квадрант 54, поднимая рычаг 25 и открывая клапан;
при этом рычаг 25 соскальзывает с хвостовой части 9 благодаря изогнутой поверхности направляющей 10.
Хвостовая часть 67, расположенная в квадранте, ограничивает движение стержня наружу. Шпиндель 23
установлен в подшипнике 68 (см. рис. 12), закрепленном с одной стороны корпуса 1, и в съемном подшипнике
69 с другой стороны корпуса. Подробно описав и определив природу моего изобретения и способ его
осуществления, я заявляю, что то, что я...
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_214811.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=214811&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB214811A
[]
Усовершенствования в области фазовых опережителей для динамоэлектрических машин и связанные с ними
аспекты.
Мы, компания THE BRITISH THOMSON-HOUSTON COMPANY LIMITED, британская компания с
зарегистрированным офисом по адресу Crown House, Aldwych, London, W.C.2, настоящим заявляем о
характере данного изобретения (сообщение от компании The General Electric Company, корпорации,
организованной в соответствии с законами штата Нью-Йорк, города Шенектади, округ Шенектади, штат
Нью-Йорк, Соединенные Штаты Америки) и о способе его осуществления, которые будут подробно описаны и
установлены в следующем заявлении: — Данное изобретение относится к фазовым опережателям типа,
имеющим коммутируемую обмотку якоря и отдельный магнитный путь с низким магнитным сопротивлением
для существенного замыкания магнитной цепи, при этом якорь приспособлен для возбуждения переменным
током и для привода со скоростью, достаточной для изменения фазового угла указанного тока. Целью
настоящего изобретения является создание усовершенствованной формы такой машины, которая не
потребует использования отдельного приводного двигателя для своей работы.
Согласно изобретению, магнитный путь с низким магнитным сопротивлением снабжен первичной обмоткой
асинхронного двигателя, имеющей соотношение числа полюсов относительно якоря таким образом, что
коммутируемая обмотка якоря может использоваться в качестве короткозамкнутой вторичной обмотки для
указанной первичной обмотки и использоваться в таком виде для привода без помех для фазового
модуляционного действия якоря. Тип возбудителя или фазового опережения, используемый для иллюстрации
нашего усовершенствования, в значительной степени аналогичен возбудителю, описанному в Спецификации
№ 2093 от 1904 года, в том, что касается его работы в качестве возбудителя. Описанный в данной
спецификации возбудитель состоит из вращающегося сердечника с обмоткой постоянного тока, соединенной
с коммутатором. Коммутатор снабжен множеством равномерно расположенных щеток, соединенных
последовательно с отдельными фазами регулируемой цепи переменного тока, причем количество щеток
равно количеству фаз на каждые 360 электрических градусов. Якорь заключен внутри магнитного тела,
которое занимает положение статора относительно ротора, но не имеет обмоток и служит лишь для
образования пути с низким магнитным сопротивлением для магнитных потоков ротора.
В тех случаях, когда такая машина используется в качестве устройства опережения фазы для улучшения
коэффициента мощности асинхронного двигателя, щетки возбудителя соединены с контактными кольцами
ротора асинхронного двигателя, а возбудитель приводится в движение либо вспомогательным двигателем,
либо основным двигателем. Хорошо известно, что при такой схеме вторичный ток асинхронного двигателя,
протекающий через обмотки фазового опережения, создает в них возбуждение, и что когда якорь фазового
опережения вращается со скоростью, превышающей синхронную скорость его собственного магнитного
потока, и в том же направлении, фазовый угол тока ротора увеличивается, в результате чего главный
асинхронный двигатель потребляет меньше отстающего тока из сети или даже опережающего тока, и, таким
образом, улучшается коэффициент мощности двигателя. Для реализации нашего изобретения мы используем
машину, которая имеет все части и функции вышеупомянутого возбудителя, и дополнительно обеспечиваем
обмотку на магнитном сердечнике, расположенную таким образом, что она связана с обмоткой якоря, образуя
первичную обмотку асинхронного двигателя, использующего обмотку якоря в качестве вторичной обмотки, не
мешая другим функциям указанной обмотки якоря.
К с отдельным двигателем для привода якоря и объединением в одной машине возбудителя переменного
тока с коммутатором и асинхронного двигателя для его привода. Предпочтительная конструкция и принцип
работы машины, изготовленной в соответствии с нашим изобретением, будут объяснены далее в связи с
прилагаемыми чертежами, на которых фиг. 1 представляет конструкцию и соединения возбудителя типа,
описанного в Спецификации № 2093 от 1904 года, при использовании в качестве фазопереключателя для
коррекции коэффициента мощности асинхронного двигателя, и для которого для такого использования
требуются внешние приводные средства; фиг. 2 для сравнения показывает возбудитель, изготовленный в
соответствии с нашим изобретением, при использовании для той же цели; фиг. 3 является дополнительной
иллюстрацией возбудителя, показанного на фиг.
2
На рис. 4 показана еще одна модификация нашего улучшенного самоприводного возбудителя, а на рис. с 5 по
10 включительно представлены векторные диаграммы, иллюстрирующие работу неинтерферирующего
индукционного двигателя нашего улучшенного самоприводного возбудителя. Обращаясь сначала к рис. 1, на
рис. 1 показан многофазный асинхронный двигатель, первичная обмотка 2 которого расположена таким
образом, чтобы подключаться к линиям питания 3 с помощью выключателя 4. Вторичная обмотка 5 имеет
роторную конструкцию с обмотками и соединена посредством контактных колец 6, щеток 7 и линий 8 с хорошо
известным типом опережения фазы 9. Данный фазоускоритель имеет обмотку ротора 10, соединенную с
коммутатором 11. Линии 8 соединены с равным числом щеток 12, равномерно распределенных по
коммутатору. Как показано здесь, возбудитель представляет собой двухполюсную машину, предназначенную
для возбуждения трехфазной вторичной обмотки асинхронного двигателя. Вокруг сердечника ротора
возбудителя, образуя путь с низким магнитным сопротивлением для магнитных потоков ротора, расположен
магнитный элемент 13, который может быть как вращающимся, так и неподвижным и не имеет обмоток.
Для того чтобы такая машина могла выполнять функцию фазового сдвигающего устройства, ее якорь должен
приводиться в движение внешними средствами, такими как главный двигатель 1 или вспомогательный
двигатель 14, показанный на рисунке, соединенный с ротором возбудителя посредством вала 15. Описанная
выше комбинация подпадает под действие спецификации № 2093 от 1904 года и, как мы полагаем, для целей
сравнения с нашим изобретением может рассматриваться как представляющая собой предшествующий
уровень техники. Теперь обратимся к рис. 2, на котором изображен асинхронный двигатель 1, во всех
отношениях аналогичный асинхронному двигателю, описанному на рис. 1, вторичная обмотка которого
соединена линиями 8 с возбудителем 16, изготовленным в соответствии с нашим изобретением. Ротор
возбудителя 16 в целом электрически аналогичен ротору возбудителя 9. Его обмотка 10 представлена в виде
4-полюсной обмотки и предпочтительно снабжена уравнительными соединениями, как показано на рис. 3.
Обмотка, являющаяся 4-полюсной и используемая в связи с 3-фазной линией 8, снабжена шестью
равномерно расположенными щетками 12 на коммутаторе 11, причем щетки расположены на расстоянии 120
электрических градусов друг от друга и имеют одинаковую полярность, соединены между собой и подключены
соответственно к трем линиям 8.
Возбудитель снабжен внешним неподвижным магнитным элементом 13, который служит для уменьшения
магнитного сопротивления путей потока ротора. Этот магнитный элемент снабжен пазами, обращенными к
ротору, и содержит двухполюсную многофазную первичную обмотку асинхронного двигателя 17, соединенную
посредством линий 18 и выключателя 19 с многофазной системой 3. Поскольку число полюсов неподвижной
обмотки 17 составляет половину числа полюсов обмотки ротора 10, из последующего пояснения станет
очевидно, что по отношению к потоку, создаваемому сбалансированными трехфазными синусоидальными
токами, протекающими от вторичной обмотки 5 главного асинхронного двигателя в обмотку ротора
возбудителя 10, в обмотке статора 17 не будут индуцироваться результирующие напряжения, поскольку все
локальные напряжения компенсируют друг друга. С другой стороны, поскольку обмотка ротора 10 снабжена
уравнительными соединениями 22 (см. рис. 3) в точках равного потенциала относительно собственного тока;
то есть 360 электрических градусов, что в 4-полюсном якоре составляет 180 механических градусов, она
будет служить в качестве вторичной обмотки асинхронного двигателя с коротким замыканием относительно
2-полюсной обмотки статора 17.
Таким образом, двухполюсная обмотка статора 17 может быть подключена к тому же источнику питания, что и
основной асинхронный двигатель 1, или к любому другому подходящему источнику переменного тока, и
устройство опережения фаз 16 будет самозапускаться и работать самостоятельно, функционируя, в
отношении работы двигателя, аналогично обычному асинхронному двигателю с короткозамкнутым ротором.
Описанное выше действие можно было бы сделать более понятным, рассмотрев соотношение потоков,
создаваемых обмотками статора и ротора, и результирующих наведенных напряжений. Первичная обмотка 17
схематически показана на рис. 2, но следует понимать, что эта обмотка намотана фазными лентами,
занимающими 60 электрических градусов на полюс, как это принято. Это показано на рис. 3, где 23 и 24
представляют собой двухполюсную группу одной из фаз трехфазной машины, расположенную на разных
полюсах. Для простоты изложения обмотки других фаз не показаны. Если такой статор возбуждается
трехфазным током, то плотность магнитного потока в воздушном зазоре в данный момент времени будет
распределена по окружности приблизительно синусоидально.
Это показано на примере двухполюсной обмотки статора на рис. 5, где нулевая плотность магнитного потока
обозначена кружками a, b, c. Аналогично, поток, создаваемый трехфазным током, протекающим в 4-полюсную
обмотку ротора 10 от вторичной обмотки главного асинхронного двигателя, может быть представлен, как
показано на рис. 6, где кружки a, b, c представляют собой линию нулевой плотности потока. Рассматривая
напряжения, которые индуцируются в различных обмотках двухполюсным распределением магнитного
потока, представленным на рис. 5, следует отметить, что группы фаз 23 и 24 на рис. 3 занимают по 60
электрических градусов на противоположных сторонах статора и, следовательно, будут иметь равные и
противоположно направленные результирующие напряжения, как это представлено векторно на рис. 7
линиями E и E24 соответственно. Поскольку фазные группы 23 и 24 намотаны в обратном последовательном
порядке, результирующее напряжение представляет собой противо-ЭДС.
4
В 4-полюсной обмотке 10 распределение магнитного потока, показанное на рис. 5, вызовет напряжение между
точками А и С, которое может быть представлено вертикально линией EAC на рис. 9. Поскольку точки А и С
соединены между собой уравнителями, обмотка 10 будет действовать как короткозамкнутая вторичная
обмотка асинхронного двигателя относительно двухполюсного магнитного потока, так что будет создаваться
вращение приблизительно с синхронной скоростью. Таким образом, при наличии описанной обмотки
2-полюсного асинхронного двигателя и описанных обмоток 4-полюсного фазового регулятора машина сможет
функционировать как асинхронный двигатель. Распределение магнитного потока в асинхронном двигателе,
представленное на рис. 5, не будет существенно влиять на работу устройства опережения фаз, поскольку
крутящий момент, необходимый для привода устройства опережения фаз, невелик, ротор полностью
закорочен уравнителями относительно этого потока, ротор работает почти синхронно относительно него и в
нем индуцировано ровно столько напряжения, чтобы преодолеть низкое падение сопротивления и создать
необходимый крутящий момент двигателя.
Это напряжение будет составлять лишь небольшой процент от собственного напряжения машины и, как уже
упоминалось, закорочено выравнивателями, так что из-за этого на щетки не будет подаваться существенное
дополнительное напряжение. Теперь рассмотрим, если таковое имеется, влияние распределения магнитного
потока по 4 полюсам, представленного на рис. 6, на работу асинхронного двигателя. Такое распределение
магнитного потока по четырем полюсам вызовет в обмотках статора напряжения 23 и 24, которые могут быть
представлены линиями E и E соответственно на рис. 8. Поскольку группы обмоток 23 и 24 соединены в
обратном последовательном порядке, эти напряжения компенсируют друг друга. Таким образом, 4-полюсное
распределение магнитного потока в механизме опережения фазы, изображенное на рис. 6, не индуцирует
напряжения в обмотках статора или асинхронного двигателя и, следовательно, не может препятствовать
работе машины в качестве асинхронного двигателя. Отсутствие помех от эквалайзеров в работе
фазоускорителя точно такое же, как и в любой выравнивающей многоякорной машине постоянного или
переменного тока, но для удобства это можно легко визуализировать с помощью рис. 10, на котором
напряжение EAB является результирующей напряжений, генерируемых в отдельных витках между точками A
и B обмотки ротора 10 фазоускорителем flllx, распределенных на 180 электрических градусов, как показано на
рисунке, а напряжение EBC является аналогичной результирующей для витков между точками B и C, также
распределенных на 180 электрических градусов.
Как показано на рисунке, эти два напряжения равны и противоположны по направлению, так что суммарное
результирующее напряжение от точки А до точки С стремится к нулю, и поэтому допустимо соединять эти
точки с уравнителями и другими подобными точками, как показано на рис. 3, в части действия фазового
опережения. На векторных диаграммах для удобства указаны электрические градусы, соответствующие дуге,
на которой измеряется вектор. В этой связи следует помнить, что обозначения на рис. 7 и 9 относятся к
двухполюсной обмотке, а на рис. 8 и 10 — к четырехполюсной обмотке. До настоящего момента наше
изобретение описывалось в связи с N-полюсной обмоткой статора и 2N-полюсной обмоткой ротора, где N —
любое четное число. Однако очевидно, что изобретение не ограничивается этим соотношением полюсов на
роторе и статоре, а применимо к любому соотношению полюсов, которое позволяет осуществлять работу
асинхронного двигателя без помех для работы фазопереходника.
Например, станет очевидно, что при использовании обмотки якоря с 2N полюсами обмотка статора с 3N
полюсами будет обеспечивать вращение так же хорошо, как и обмотка статора с N полюсами. При
равнопотенциальных точках ротора, соединенных уравнителями, мы все равно будем закорачивать
относительно первичной обмотки точки с фазовым сдвигом в 180 электрических градусов, поскольку 180
градусов фазового сдвига можно рассматривать как 180 градусов плюс-минус 360 градусов, или 180 градусов
плюс-минус 720 градусов и т. д., так что с точки зрения первичной обмотки устройство будет по-прежнему
функционировать как асинхронный двигатель. Низкочастотное напряжение, которое будет индуцироваться в
первичной обмотке асинхронного двигателя токами скольжения основного двигателя, проходящими через
обмотку якоря, может быть компенсировано путем последовательного соединения полюсов 1 и 4 обмоток
асинхронного двигателя и т. д., и применения той же схемы к остальным полюсам. Таким образом,
ограничение заключается в том, что группа закороченных якорей не может содержать менее двух полюсов.
Рассуждая аналогичным образом, становится очевидным, что обмотка статора с 5 полюсами N может
использоваться с обмоткой якоря с 2 полюсами N, в этом случае полюса 1 и 6 асинхронного двигателя и т. д.
будут соединены последовательно, чтобы исключить небольшое напряжение, которое в противном случае
индуцировалось бы в обмотке асинхронного двигателя током скольжения главного двигателя. Таким образом,
становится очевидным, что изобретение применимо к любой комбинации полюсов обмотки якоря и статора,
удовлетворяющей условию равенства отношения числа полюсов в обмотке якоря к числу полюсов в обмотке
статора. четное число. Таким образом, увеличивается свобода выбора скорости вращения якоря. На фиг. 4
мы изобразили наше изобретение в применении к возбудителю, имеющему ротор с 4 полюсами и статор с 6
полюсами. Показано только одно соединение уравнителя 22 и только одна фаза обмотки статора на полюсах
1 и 4, чего достаточно для иллюстрации схемы обмотки. Внутренний круг с отметками «плюс» и «минус»
обозначает полюса ротора, а внешний круг с отметками «плюс» и «минус» — полюса статора.
Если считать, что верхний фазный ремень 25 намотан на полюс 1, то нижний фазный ремень 26, в обратной
последовательности с ним, намотан на полюс 4. Рассматривая распределение магнитного потока для
4-полюсной обмотки якоря, как показано на рис. 6, становится очевидно, что любое напряжение,
индуцированное в фазном ремне 25 магнитным потоком ротора, будет компенсировано равным по величине и
противоположным по знаку напряжением, индуцированным в фазном ремне 26. Таким образом, выполняются
условия, необходимые для работы как в качестве асинхронного двигателя, так и в качестве возбудителя без
помех. Следует понимать, что, поскольку эффективность машины как устройства опережения фаз требует
высокой плотности магнитного потока в железе, первичная обмотка асинхронного двигателя будет
спроектирована таким образом, чтобы выдерживать больший первичный ток, который потребуется при таких
условиях в железе. Однако пусковой ток для устройства опережения фаз будет сравнительно низким,
поскольку, как правило, желательно запускать устройство опережения фаз до подключения его якоря к
вторичной обмотке главного асинхронного двигателя, и в это время железо не будет сильно насыщено.
В усовершенствованный самоходный фазовый преобразователь могут быть внесены различные
модификации без отступления от изобретения, например, первичная обмотка асинхронного двигателя может
быть выполнена в виде вращающегося элемента, а якорь фазового преобразователя — в виде неподвижного
элемента, снабженного вращающимися щетками. Хотя мы описали ротор как оснащенный уравнителями, из
рисунка 2 станет очевидно, что щетки, соединенные между собой в точках с равным потенциалом, выполняют
ту же функцию, что и уравнители, хотя, возможно, и менее эффективно, и поэтому часть или все соединения
уравнителей можно опустить. Данная машина может использоваться в качестве замедлителя фазы вместо
устройства опережения фазы. При использовании в качестве самоприводного устройства опережения фазы
обмотка асинхронного двигателя может быть подобрана таким образом, чтобы обеспечить достаточный
крутящий момент для привода дополнительной нагрузки, подключенной к валу ротора. Подробно описав и
определив природу нашего изобретения и способ его осуществления, мы заявляем, что то, что мы
Соседние файлы в папке патенты