Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_3382
.pdf
открыто, и когда сетка подключена к цепи и обычно будет положительной, клапан закрыт. Теперь рассмотрим
порядок обработки нескольких сотен или нескольких тысяч циклов в секунду относительно сети. Напряжения
транзисторов Q4 и Gi4, начиная с момента, показанного на рисунке (1,5), на входных и выходных цепях могут
быть такими же, как показано на рисунке. Регулирующий клапан работает при напряжении порядка нескольких
тысяч вольт. Шунт, замкнутый за счет замыкания контура конденсаторов Cy и Cly, предназначен для этой
цели на управляющем коммутаторе 411. поглощение гармоник тока. Щетка 464 справа от последовательного
импеданса селектора, обеспечиваемого преобразователем рассеяния 421, затем соединяет сетки 120
реактивного сопротивления трансформатора, поглощает гармоники напряжения G и G'4 на положительной
стороне конденсатора Cir через регулирующий клапан 401.
Одновременно с этим двигатели с щетками 461 находятся в состоянии покоя на очень низкой частоте слева от
коммутатора селектора. Принципы и детали соединения сеток GC и Gl (каждая по 12).
Эти схемы более подробно описаны в основной спецификации с использованием выпрямителя смещения B и
B') на отрицательной стороне Clr. Это действие
На рис. 3 показано, как постоянный ток возник внезапно, когда регулирующий клапан преобразователей на
рис. 1 и 2 был закрыт, и относительно большой внешний ток кратковременно подавался от резервуарного
конденсатора C1r для зарядки емкости G и G14, соединенных последовательно с емкостью G и G'. При
вращении коммутаторов против часовой стрелки щетка 464 проходит по изоляции между коротким и длинным
сегментами, обозначенными знаком "+". Одновременно щетка 461 на мгновение соединяет другой короткий
отрезок с длинным отрезком, обозначенным " - ". Поскольку регулирующий клапан 401 остается закрытым,
резервуарный конденсатор C1r подключается к выпрямителю 431 и заряжается.
Вскоре после этого контакт на управляющем коммутаторе I5 4111 размыкается, и регулирующий клапан
открывается, оставляя конденсатор Clr заряженным и в режиме разомкнутой цепи, готовым к зарядке
следующего комплекта сеток Gs, Gls, G,, G. В течение почти половины оборота сетки G и G14 напрямую
соединены через сегмент "+" с положительным выводом выпрямителя 431, а сетки Gf и Gll, последовательно
с -B1 и Bl' соответственно, напрямую соединены через сегмент "-" с отрицательным выводом 431. Когда щетки
464 и 461 отходят от длинных сегментов, короткие сегменты временно изолируются, поскольку в это время
открывается регулирующий клапан 401; изолированные сетки сохраняют свой заряд и потенциал в течение
короткого времени. Затем регулирующий клапан 401 закрывается (путем подачи положительного напряжения
36 на его сетку через другой контакт на 411), и через конденсатор C1r внезапно подается ток для изменения
полярности потенциалов сеток.
Поскольку система шестифазная, за цикл происходит шесть операций с клапанами, для чего требуется 4А)
шесть равномерно расположенных контактов на управляющем коммутаторе 411 и шесть равномерно
расположенных щеток на селекторном коммутаторе 421, причем коммутаторы соединены механически
напрямую, как показано пунктирной линией. Разумеется, коммутаторы могут быть сконструированы таким
образом, чтобы работать на половине или одной трети скорости, умножив количество контактов на два или
три соответственно.
Потенциалы четных сеток должны быть положительными или отрицательными относительно центрального
главного электрода, который образует нейтральную точку NI системы постоянного тока; и этот результат
достигается, как описано выше, путем подключения N1i к нейтральной точке выпрямителя 431. С другой
стороны, потенциалы сеток G1, G1 и G1 должны быть положительными или отрицательными относительно
верхнего (положительного) электрода; поэтому каждая из этих сеток требует положительного смещения
относительно отрицательной нейтральной точки, которое достигается с помощью выпрямителей B1, B3 и BS.
Аналогично, сеткам G1, G13 и G' задается отрицательное смещение с помощью выпрямителей B1P, Bi и B1.
Выпрямители 431, 441, 451 и B на рис. 4', а также 433, 443 и 453 на рис. 4b имеют излучающие катоды 70 и
неизлучающие аноды. Сетки постоянно имеют положительный потенциал относительно анодов и
попеременно положительный и отрицательный потенциал относительно катодов.
Предполагается, что на все эти выпрямители должно подаваться напряжение прямоугольной формы,
подобное тому, которое может быть получено от одной из ламп постоянного тока. Выпрямители 441, 451, 443,
453 и B работают с настолько малыми мощностями, что их лучше всего делать в виде отдельных
выпрямителей; в то время как каждая часть выпрямителей 431 и 43-3 работает с большими мощностями и
делается в виде двух. Катушки, подключенные к выпрямителям B, могут быть вторичными обмотками тех же
трансформаторов 85, которые питают другие выпрямители. Цепи регулирующих клапанов Clr, 401, 411, 441 и
451, а также цепи смещения B, B, и т. д. должны быть выполнены с низкой емкостью относительно земли,
поскольку их потенциалы должны резко изменяться.
Рассматривая рис. 4b более подробно, можно заметить, что селекторный коммутатор 423 расположен
аналогично коммутатору на рис. 4', за исключением того, что сегмент "+" покрывает чуть менее одной трети
окружности, а сегмент "" — чуть менее двух третей. В результате сетки системы клапанов переменного тока
303 имеют положительный потенциал на одной трети цикла и отрицательный потенциал на двух третях цикла.
Поскольку нейтральная точка Nil выходной цепи соединена с нейтральной точкой выпрямителя 433, и
поскольку потенциалы сеток должны быть положительными или отрицательными относительно выходных
электродов (подключенных к линиям 304), последовательно с каждой сеткой вставлена вторичная обмотка
трансформатора с коэффициентом трансформации 1:1, первичная обмотка которого подключена между 110
NIl и соответствующим выходным электродом. Эти трансформаторы заставляют потенциалы сеток следовать
за потенциалами соответствующих выходных электродов. За исключением описанных выше различий 115,
работа системы управления на рис. 4b аналогична работе системы на рис. 4".
Частота промежуточной цепи (302 и т. д.) на рис. -i или рис. 2 равна 120-градусной управляющей частоте
преобразователя постоянного тока. Выходная частота представляет собой разницу между этой частотой и
частотой управления преобразователя переменного тока, показанного на рис. 4b. 125 Таким образом,
выходная частота равна разности скоростей между коммутаторами управления постоянного тока (411 и -421)
и коммутаторами управления переменного тока (413 и 423), 130 t z i i 1 1 -1 I 1 i 1 j i i i i j 1i q 1 i i i 1 i 1 J1 i i "4
или -' кратное этой скорости в случае, если количество сегментов этих коммутаторов было умножено.
В случае, когда коммутаторы работают с разными скоростями, предпочтительно, чтобы они были механически
соединены для работы с одинаковой скоростью, и один комплект управляющих втулок (461-466 и 471-47)
вращался со скоростью, соответствующей желаемой выходной частоте. В случае использования такого
каскадного вентильного преобразователя для питания синхронных двигателей, выходная частота будет равна
частоте вращения этих двигателей и, следовательно, будет напрямую определять их скорость. Эта скорость
будет регулироваться скоростью пилотного двигателя, приводящего в движение один комплект управляющих
щеток. Однако асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором, которые были выбраны как наиболее
подходящие для целей электрической тяги, работают со скоростью ниже синхронной скорости за счет
скольжения. Если относительная скорость на управляющих коммутаторах не должна изменяться в
зависимости от нагрузки на двигатели, то характеристики скорости и крутящего момента будут аналогичны
характеристикам двигателей постоянного тока с параллельным возбуждением или регулированием
напряжения на якоре; при этом скорость будет приблизительно определяться значением скорости на
коммутаторах, но будет незначительно снижаться при увеличении нагрузки.
С другой стороны, если один набор управляющих щеток, например, 461-466 (разумеется, со щеткой на 411),
приводится в движение ротором асинхронного двигателя, при этом скорость увеличивается в соотношении,
равном числу пар полюсов (для числа сегментов, показанных на рисунке), а другой набор щеток, вместо того
чтобы оставаться неподвижным (401), вращается медленно, то характеристики скорости и крутящего момента
будут аналогичны характеристикам двигателя постоянного тока последовательного возбуждения. Теория
данного дела изложена в следующих параграфах:
4[5. Для простоты обсуждения предположим, что двигатель биполярный, и коммутаторы также биполярные
(как на рис. 4 и 4b, где соответствующие сегменты не повторяются).
50° Давайте воспользуемся следующей записью:
U — скорость вращения двигателя или скорость вращения щеток управления постоянным током, 461-466; -n
— скорость скольжения двигателя; n/b — скорость вращения щеток управления постоянным током, 471-476;
no — скорость вращения коммутаторов управления 411, 421, -413, 423; E — напряжение двигателя; I — ток
двигателя; f — поток двигателя; f — сопротивление основной цепи; D — крутящий момент двигателя; k, i' и т.
д. — константы.
Тогда промежуточная частота равна (n -)'; частота управления переменным током равна (nb), а выходная
частота равна (n - nb), что равно синхронной скорости. Следовательно: проскальзывание равно nb = (n - flb) -
m = - ? З'б. 7.0 То есть, проскальзывание двигателя численно равно скорости вращения управляющих щеток
переменного тока и, следовательно, может управляться независимо.
Теперь приблизительно получаем следующее соотношение 7g-5. ' E= kI$D (n+nn)+:r; I-=klln5;- и D = knl IM.
Следовательно, E=- (. ) + It; и D= l2'2 Наконец, D k2ns (i:E +2 80 kn+ kens +ra Сравнивая двигатель постоянного
тока последовательного возбуждения, E = knt + Ir;I= kll; и D = ki" Il.
Следовательно, E = k3nI + Ir; и D = k I.
Наконец, D=-4( /. ) 85 При постоянной ub, указанной выше, оба уравнения имеют одинаковую форму,
показывая, что асинхронный двигатель, управляемый как описано выше, обладает характеристиками,
аналогичными двигателю постоянного тока последовательного возбуждения. 90 Обычный двигатель
постоянного тока, вероятно, правильнее описывать как синхронный коммутируемый двигатель или просто
синхронный двигатель постоянного тока. Асинхронные двигатели, управляемые 9,5, как указано выше,
соответственно описываются как асинхронные двигатели с несинхронной коммутацией или просто
асинхронные двигатели постоянного тока. Более элементарная форма асинхронного двигателя постоянного
тока представляла бы собой двигатель с обычным коммутируемым якорем и обмоткой возбуждения,
оснащенной короткозамкнутой обмоткой вместо обмотки возбуждения постоянного тока. Если затем медленно
вращать щетки, возникнет магнитный поток величиной 105, который также будет медленно вращаться и
индуцировать токи в короткозамкнутом роторе, как в обычном асинхронном двигателе. Предлагаемое в
данном изобретении решение позволяет достичь этого результата более сложным, но при этом более
удовлетворительным способом.
На рисунках 5' и 5b показано объединение системы клапанов постоянного тока 301 и системы клапанов
переменного тока 303, изображенных на рисунке 1, в единую конструкцию, детальное изображение которой
показано на рисунке 6. Каждая клапанная система состоит из сильно вакуумированного металлического
сосуда 501 и 503, содержащего основные электроды 504 и управляющие электроды 120 в виде сеток 505. Все
основные электроды являются электронно-эмиссионными на участках 506 в центральном пространстве между
проводниками сетки, при этом тепло, выделяемое за счет потерь, поддерживает надлежащую температуру
для эмиссии 125.
234,822 Клапанные системы помещены в постоянное электростатически управляемое конмагнитное поле
клапана, создаваемое преобразователем с железным сердечником, который преобразует постоянный ток.
507 Возбуждаемый катушками 508, 509, 510, источник питания сначала преобразуется в высокочастотный ток
по линиям магнитного потока, имеющим соответствующие характеристики, а затем в низкочастотные
многофазные пути, обозначенные пунктирными линиями, и обеспечивает питание двигателя. Два
управляющих коммутатора, соединенных между собой, служат для направления электронов таким образом,
чтобы они не достигали проводников сети. Для указанного вентильного преобразователя более подробно
описана работа набора щеток для каждого из указанных коммутаторов и средств управления для привода
одного набора щеток относительно...
0 Теперь, когда подробно описано относительное движение, это предотвратит его! 0 H) Теперь подробно
описана и установлена частота, подаваемая на указанный двигатель, а также определена его природа.
и каким образом это делается для двигателя.
Соседние файлы в папке патенты