Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_3926
.pdf
постоянным магнитом, причем указанный роторный диск расположен наоборот.
Роторный диск расположен в ртути, и ток, необходимый для вращения диска, проходит через два зазора
между ними, диаметрально противоположно полюсам постоянного магнита (360). Ток от проводников,
погруженных в указанные зазоры и расположенных на противоположных концах ртути, проходит под
действием магнита диаметром диска.
В ходе реализации второй особенности изобретения создается желоб из изолирующего материала для ртути,
расположенный на дне корпуса счетчика. При воздействии магнитного поля ротор вращается, и возникает
вихретоковое торможение.
Согласно одной из особенностей существующих проводников, ток, который необходимо измерить, подается в
ртутный резервуар постоянного магнита, встроенного в этот желоб. Предусмотрен U-образный диск ротора
диаметром 70 мм, противоположные концы которого имеют одинаковый диаметр. Поля в этих зазорах
образованы одной или несколькими парами выступающих полюсов, расположенных магнитно параллельно
друг другу. Согласно второй особенности ротора, диск расположен таким образом, чтобы вращаться.
Предусмотрен изолированный резервуар с ртутью для нижнего шарнира роторного диска, а роторный диск с
ртутью поддерживается опорными элементами, закрепленными на 75 опорных конструкциях. Постоянные
магниты поддерживаются как единое целое на магните. Пластина, закрепленная на верхней части или на
крышке полюсного элемента ртутного желоба, предназначена для удержания роторного диска таким образом,
чтобы детали, связанные с ротором, были погружены в ртуть, когда указанный шпиндель, подшипник его
верхней оси, крышка и механизм регистрации счетчика установлены на место и будут находиться в рабочем
положении относительно полюсов ртути. Постоянный магнит крепится к полюсам ртути до того, как указанная
крышка будет установлена на место, и расположен таким образом, что когда крышка становится
легкодоступной и может быть установлена на место, роторный диск и полюса 8,5, извлеченные из ртутного
желоба с постоянным магнитом, погружаются в ртуть.
Предпочтительно, при изоляции (см. соответствующий пункт) на пластине, упомянутой ранее (цена 11-]
245,707, предусмотрена прокладка, чтобы конструкция счетчика, установленная на крышке, могла быть
установлена на верхней части стенки желоба для ртути. Таким образом, вся магнитная система и ротор могут
быть извлечены как единое целое из ртути и ее контейнера.
Следует понимать, что в описанные конструкции могут быть внесены различные изменения, не выходящие за
рамки изобретения.
Датировано 18 октября 1924 года.
Ф. В. Ле Талл, дипломированный патентный поверенный, Норфолк-стрит, Стрэнд, 2, Лондон, У. К.,
представитель заявителей.
i0 - ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
- № 7475, 1925 г. н.э.
Усовершенствования в области ампер-часовых счетчиков постоянного тока или относящиеся к ним.
Мы, Джордж Уолл из «Rhosneir», Стретфорд-роуд, Урмстон, графство Ланкастер, подданный короля
Великобритании, и компания MIRrRoPoLITA.NVICKERS ELECTNICAL COMPANY L1MIrnD, расположенная по
адресу: Центральные здания, 4, Вестминстер, британская компания, настоящим заявляем, что данное
изобретение имеет следующий характер: Данное изобретение относится к ампер-часовым счетчикам
постоянного тока, в которых предусмотрен металлический роторный диск, вращающийся между полюсами
постоянного магнита, причем указанный роторный диск погружен в ртуть, а измеряемый ток проходит
диаметрально через диск от проводников, погруженных в ртуть. Под действием магнитного поля на ток
вращается роторный диск, а магнитное поле дополнительно обеспечивает торможение вихревыми токами.
Усовершенствования в измерительных приборах такого типа описаны в техническом описании заявки на
британский патент №.
24,804 с 1924 года, и настоящее изобретение предусматривает дальнейшие усовершенствования или
модификации таких счетчиков.
Согласно изобретению, магнит или магниты расположены таким образом, чтобы быть полностью или
частично погруженными в ртутную ванну.
Предпочтительно используются два магнита, изготовленные из кобальтовой стали и имеющие С-образную
форму, так чтобы их полюса располагались в непосредственной близости друг от друга. Магнит (или магниты)
удобно установлены таким образом, чтобы радиальное расстояние от центра роторного диска до зазора или
зазоров между полюсами можно было изменять для регулировки скорости вращения счетчика.
Предпочтительно магнит (или магниты) вместе с роторным узлом и его подшипниками устанавливаются на
основании, которое образует крышку ртутного контейнера и герметизирует его. Предпочтительно, контейнер
для ртути изготавливается из формованного изоляционного материала, а токоподводящие провода к прибору
ввинчиваются в него для обеспечения контакта с ртутью.
В практическом варианте осуществления изобретения № 65 на нижней поверхности латунной опорной
пластины с помощью винтов закреплены два С-образных магнита, расположенных параллельно друг другу и
на некотором расстоянии друг от друга. На нижней поверхности опорной плиты также расположены две
стойки 7G, поддерживающие мост, на котором установлен нижний шарнирный подшипник роторного узла.
Второй мост, несущий верхний поворотный подшипник роторного узла, опирается на две опоры 75,
выступающие вверх от опорной плиты.
Роторный диск, закрепленный на валу, шарнирно поддерживаемом в вышеупомянутых подшипниках,
расположен в зазорах между полюсами двух магнитов таким образом, что полюса лежат практически поперек
диаметра диска.
Полюса магнитов снабжены полосами из материала с отрицательным температурным коэффициентом
магнитной проницаемости для коррекции погрешности измерения нормальной температуры прибора. Для
регулировки скорости вращения прибора положение магнитов относительно диска можно изменить,
например, слегка повернув магниты вокруг крепежных винтов. Пространство внутри центральной части и
между нианьетами в значительной степени заполнено изоляционным материалом. Для предотвращения
амальгамирования ртути с латунью на нижнюю часть латунной опорной плиты также наносится слой
изоляционного материала 95.
Контейнер для ртути изготовлен из 100% формованного материала и имеет внутреннюю форму,
обеспечивающую плотное прилегание к контуру магнитов и другого оборудования, установленного на нижней
стороне опорной плиты, для экономии ртути. 105 Контейнер крепится к опорной плите с помощью ряда винтов
по краю опорной плиты, а стык между контейнером и опорной плитой герметизируется с помощью
вышеупомянутого слоя изоляционного материала толщиной 110 мм. В стенки ртутного контейнера
вмонтирована пара из 245 707 проводящих элементов, расположенных в соответствии с диаметром диска, на
котором находятся зазоры между магнитами.
Червячный или подобный приводной элемент для работы счетного механизма установлен на шпинделе
ротора в точке над опорной плитой.
Очевидно, что в данной конструкции полюсные наконечники не требуются, и вся магнитная цепь, за
исключением зазора между полюсами, может быть изготовлена из кобальтовой магнитной стали. Следует
отметить, что приведенное выше описание является лишь примером, и в него можно внести множество
модификаций, не выходящих за рамки данного изобретения.
Датировано 18 марта 1925 года.
Ф. В. ЛЕ ТАЛЛ, дипломированный патентный поверенный, Норфолк-стрит, 2. Стрэнд, Лондон, У.К.,
представитель заявителей.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствования, касающиеся ампер-часовых счетчиков постоянного тока.
Мы, Джордж Уолл из Роснейра, Стретфорд-Итоад, Урмстон, графство Ланкастер, подданный короля
Великобритании, и компания M4ETROPOLITANVICEliUS EL.CTRICAL COMPI'ANY LIMITED, расположенная по
адресу: Центральные здания, Вестминстер, 4, британская компания, настоящим заявляем о характере
данного изобретения и способе его осуществления, которые будут подробно описаны и установлены в
следующем заявлении:
Данное изобретение относится к электрическим измерительным приборам, в частности к интегрирующим
счетчикам, таким как ампер-часовые и ватт-часовые счетчики, и имеет своей целью создание
усовершенствованных конструкций приборов, которые легко доступны для регулировки и тому подобного.
Согласно данному изобретению, в электрометре, в котором роторный диск расположен таким образом, что
вращается между полюсами магнита и погружен в ртутную ванну, предусмотрена изолирующая ртутная
ванна, а роторный диск с его опорной конструкцией и магнит или магниты поддерживаются как единое целое
на крышке ртутной ванны или с ее помощью, так что эти части могут быть извлечены из ртутной ванны без
нарушения их относительного положения.
Согласно одному из вариантов изобретения, в измерительном приборе, в котором металлический роторный
диск погружен в ртуть и расположен таким образом, чтобы вращаться между полюсами постоянного магнита
или магнитов, магнит или магниты расположены таким образом, что полностью или частично погружены в
ртутную ванну. Предпочтительно используются два магнита, изготовленные из кобальтовой стали и имеющие
С-образную форму, так чтобы их полюса располагались в непосредственной близости друг от друга. Магнит
(или магниты) удобно установлены таким образом, чтобы радиальное расстояние от центра роторного диска
до зазора между полюсами можно было изменять для регулировки скорости вращения счетчика.
Согласно другой особенности изобретения, магнит в электрическом измерительном приборе, в котором
измеряемый ток или его часть 75 проходит примерно через диаметр диска, сконструирован и расположен, с
отдельными полюсными наконечниками или без них, таким образом, чтобы иметь два или более рабочих
зазора в своей магнитной цепи, которые магнитно параллельны. Удобно, что каждый из стержней U-образного
постоянного магнита имеет верхний и нижний прямоугольные полюсные наконечники, расположенные таким
образом, что верхний полюсный наконечник каждого стержня находится на 85° выше нижнего полюсного
наконечника другого стержня. Роторный диск электросчетчика может быть сконструирован таким образом,
чтобы вращаться в двух зазорах между полюсными наконечниками, причем эти зазоры расположены на
противоположных концах диска диаметром 90°.
Для лучшего понимания данного изобретения далее будет приведено его описание со ссылкой на
прилагаемые чертежи, на которых фиг. 1 представляет собой вид спереди ртутного моторного амперметра со
снятой и частично разобранной крышкой.
Рис. 2 представляет собой разрез по линии 11-11 на рис. 1, снятый в направлении 10 (стрелок).
На рис. 3 показан вид спереди одной из опорных частей счетчика, изображенного на рис. 1 и 2, на рис. 4 —
вид сбоку опорной части, показанной на рис. 3, а на рис. 5 — план опорной части, показанной на рис. 3 и 4.
На рис. 6 показан поперечный разрез ртутного счетчика другого типа на 110 ампер-часов, а на рис. 7 —
перевернутый план счетчика, показанного на рис. 6, без основания или ртутного желоба.
На рис. 8 представлен разрез по линиям VIII-VIII на рис. 7, выполненный в направлении стрелок и
показывающий ртутный желоб в нужном положении.
На рис. 9 показан боковой вид одного из магнитов, используемых в измерительном приборе, изображенном на
рис. 6, 7 и 8.
В каждом из шести рисунков на чертеже одинаковые порядковые номера обозначают одинаковые детали,
если таковые имеются.
Обращаясь теперь к рис. 1 и 2, постоянный магнит 20 снабжен четырьмя полюсными наконечниками 21, 22, 23
и 24, которые крепятся к магниту 20 с помощью винтов 25 и к латунной опорной пластине 26 любым
желаемым способом, например, путем запрессовки их в опорную пластину 26.
Каждая из полюсных поверхностей полюсных наконечников 21, 22, 23 и 24 снабжена полюсными краевыми
элементами 27 из материала, магнитная проницаемость которого уменьшается с повышением температуры.
На рисунках 3, 4 и 5 подробно показана конструкция опорного элемента одной из опор.
Две стойки 28 выступают вверх от опорной плиты 26 и поддерживают плиту 29, в центре которой находится
привинченная втулка, удерживаемая контргайкой 31, образующая подшипник для верхней оси вращения оси
счетчика 32. Поршень с кнопкой 33 на верхней части скользит во втулке и образует упор для конца шпинделя
32, прижимаясь вниз листовой пружиной 34. Латунная пластина 35 проходит по диагонали через нижние
полюсные наконечники 21 и 22, к которым она крепится, например, винтами или заклепками, и поддерживает
в своем центре втулку 35 с драгоценным камнем, которая представляет собой нижний шарнирный подшипник
для оси счетчика 32.
Круглый медный диск 36, образующий ротор счетчика, установлен на шпинделе счетчика, снабженном
кольцом 37 и червяком 38 для привода любого подходящего счетчикового механизма.
Втулка 38 ввинчивается в опорную пластину 26 и фиксируется контргайкой. Кольцо 39 скользит по внешней
стороне этой втулки, и его верхний конец обращен таким образом, что при подъеме с помощью рычажного
механизма (не показан) оно обеспечивает ртутное уплотнение с кольцом 37 и одновременно поднимает
нижний шарнир шпинделя 32 относительно подшипника 35.
Для предотвращения воздействия ртути на латунную опорную пластину, последняя с нижней стороны покрыта
ртутостойкой шайбой или облицовкой 40, а также предусмотрена еще одна тонкая уплотнительная шайба 41
для обеспечения герметичности соединения с ртутным контейнером.
Контейнер для ртути 42 состоит из формованного изоляционного материала и имеет внутреннюю форму,
соответствующую конфигурации той части измерительного узла, которая описана ранее, расположенной ниже
опорной пластины 26 и шайб 40 и 41, с целью экономии необходимого количества ртути. Снаружи
формованная деталь может иметь любую удобную форму. Контакты 43 для подачи и отвода тока из ртути
отлиты в изоляционном материале вместе с выводами (не показаны) к клеммным винтам 44. Баллон с ртутью
42 крепится к измерительному прибору с помощью множества винтов, проходящих через отверстия 47 в
латунной опорной пластине 26 в резьбовые отверстия 75 в баллоне с ртутью 42.
Верхняя пластина 29 снабжена изогнутыми выступами 45, от которых отходят штифты 46 для крепления
счетного механизма, приводимого в движение магнитом. В работе счетчик функционирует точно так же, как и
хорошо известный ртутный моторный счетчик: ток, проходящий через медный диск 36 в магнитном поле
магнита 20, вызывает его вращение, а необходимое торможение достигается за счет вихревых токов,
возникающих в диске.
Как видно, при описанной выше конструкции 9() весь механизм счетчика можно легко извлечь из емкости с
ртутью, открутив крепежные винты, так что диск и нижний шарнир можно осмотреть, не нарушая работу
механизма и не разрывая магнитную цепь. Таким образом, риск серьезного нарушения показаний счетчика во
время проверки сводится к минимуму. Кроме того, благодаря расположению полюсных наконечников магнита
измерителя таким образом, чтобы два магнитных зазора были соединены параллельно, а не
последовательно, как это обычно бывает в измерителях этого типа, как магнитное сопротивление магнитной
цепи, так и магнитная утечка значительно уменьшаются.
Благодаря наличию элементов 27, размеры которых необходимо определять методом проб и ошибок,
поскольку они зависят от точной конструкции счетчика 110 и природы материала, из которого изготовлены
элементы 27, показания счетчика практически не зависят от температуры. Подходящим материалом для
полос 27 является ферроникелевый сплав 1! 5 состав, указанный в британском патенте № 30297/10. Другие
подходящие материалы описаны в статье под названием «Температурные ошибки в индукционных
ватт-часовых счетчиках», опубликованной в 120-м номере журнала Американского института электротехников
(том 1). XLIV, номер 3, март, 192.5).
Теперь обратимся к рис. 6, 7 и 8, которые представляют собой модифицированную форму счетчика '225
согласно данному изобретению. К латунной опорной пластине 26 с помощью установочных винтов
прикреплены два постоянных магнита 51 из ламинированной кобальтовой стали типа "С". Форма магнитов 51
четко показана на рис. 9. '1 245,7,07 стр.46,707 5 Полюса магнитов снабжены полюсными полосами 27 из
материала, благодаря которому магнитная проницаемость уменьшается с повышением температуры.
Бахрома 27 крепится к опорам с помощью металлических полос 52, привинченных и скрепленных штифтами с
блоком изоляционного материала 583, который заполняет центральное пространство маджипета 51. На
нижней стороне опорной плиты 26 расположен столб 54. Мост 35 закреплен на опоре 54 и на куске
изоляционного материала, который закреплен на опорной пластине 26 между двумя магнитами. В центре
мостовой детали 35 находится втулка 355A с драгоценным камнем, которая представляет собой нижний
шарнирный подшипник для оси измерительного прибора 32.
Две опоры 28 поднимаются вверх от опорной плиты 26 и поддерживают на своих вершинах мост 29. Винтовая
втулка 30 крепится контргайкой к центру моста 29 и образует верхний шарнирный подшипник оси
измерительного прибора 32. Шпиндель измерительного прибора 82 снабжен круглым медным диском,
который располагается в зазоре между полюсами магнитов 51 и, известным образом, выполняет функции как
привода, так и торможения. На оси счетчика также установлен червячный механизм для привода счетного
механизма.
Ртутный контейнер 42 выполнен из формованного изоляционного материала и имеет внутреннюю форму,
соответствующую контуру магнитов и частей счетчика, расположенных под опорной плитой 26. Контакты 43,
которые могут быть снабжены клеммами, отлиты в ртутном контейнере 42 для проведения измеряемого тока к
ртути. Контейнер с ртутью крепится к опорной плите 26 с помощью винтов 56. На нижней поверхности опорной
плиты 26 установлена изолирующая шайба 40, предотвращающая воздействие ртути на нее.
Созданный таким образом измерительный прибор чрезвычайно компактен, и все его части можно извлечь из
ртутного контейнера для осмотра, не нарушая их целостности. Скорость счётчика может регулироваться
вращением одного или обоих магнитов 51 вокруг крепежных винтов 50, что позволяет изменять радиальное
расстояние между полюсами относительно центра медного диска 36. Путем соответствующей настройки
размеров и формы полюсных полос, которые должны быть определены экспериментальным путем, скорость
измерения может быть практически независима от температуры.
Следует отметить, что вышеописанные варианты осуществления изобретения приведены лишь в качестве
примера, и что в них могут быть внесены многочисленные модификации, не выходящие за рамки данного
изобретения.
Подробно описав и определив природу нашего изобретения и способ его осуществления, мы заявляем, что
то, что мы
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_245708.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=245708&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB245708A
[]
ПАТЕНТНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
Дата подачи заявки: 4 июля 1924 г., № 32798/25.
2459708 Полная спецификация принята к рассмотрению: 4 января 1926 г.
Усовершенствованный метод и устройство для преобразования электрической энергии.
Сообщение от EAZiLTrNTE RESEARCH CORPORATION, корпорации, учрежденной и действующей в
соответствии с законодательством штата Делавэр, США, имеющей местонахождение по адресу: 15, Exchange
Place, Jersey City, New Jersey, United States of America.
Я, Перси Сирлис Русн, подданный короля Великобритании, представляющий фирму «Хазелтин, Лейк и Ко.»,
дипломированных патентных поверенных, расположенную по адресу: Саутгемптон Билдингс, Чансери Лейн,
28, Лондон, W.C. 2, графство Мидлсекс, настоящим заявляю о характере данного изобретения и о способе его
осуществления, которые будут подробно описаны и установлены в следующем заявлении: Данное
изобретение относится к методу и устройству для повышения эффективности преобразователей
электрических вентилей с минимальным образованием гармоник тока и напряжения. Оно представляет собой
усовершенствования и расширения методов, описанных в моем британском патенте № 155789, и является
частью спецификации № 218675.
В общих чертах, электрический клапан — это устройство, сопротивление которого можно регулировать с
целью изменения протекающего через него тока. Электронный вентильный преобразователь состоит из
одного или нескольких электрических вентилей и связанных с ними цепей, которые преобразуют одну форму
электрической энергии в другую. Примерами преобразования электрических ламп являются: (1) механический
коммутатор, который преобразует переменный ток в постоянный, постоянный ток в переменный, переменный
ток одной частоты в переменный ток другой частоты или переменный ток из одной фазы многофазной
системы в другую таким образом, чтобы обеспечивать или поглощать реактивную мощность; (2) дуговой
выпрямитель, который...
(3) преобразователь переменного тока в постоянный; (4) дуговой генератор, преобразующий постоянный ток в
переменный; (5) ламповый выпрямитель; (6) ламповый усилитель, преобразующий постоянный ток в
переменный ток электрически управляемой формы волны; (7) микрофон, преобразующий постоянный ток в
переменный ток звуково управляемой формы волны; и (8) кварцевый выпрямитель, который обычно
преобразует модулированный высокочастотный переменный ток в модулированный постоянный ток.
Сопротивление электрической лампы может постепенно изменяться от одного значения к другому, как в
усилителе и микрофоне, или резко от очень низкого значения к очень высокому, как это наглядно
демонстрирует механический коммутатор. При постепенном изменении сопротивления неизбежно возникают
относительно большие потери мощности в самом клапане, и достижение высокой эффективности
преобразования становится невозможным. С другой стороны, при резком изменении сопротивления падение
напряжения на лампе будет небольшим, когда сопротивление будет низким, а ток будет небольшим (обычно
нулевым), когда сопротивление будет высоким (обычно бесконечным); таким образом, потери мощности
всегда низки, и, следовательно, эффективность преобразования высока. 70 Можно говорить о клапане,
срабатывающем резко, как о закрытом, когда его сопротивление относительно низкое, и как об открытом,
когда его сопротивление относительно высокое.
В течение всего интервала времени, когда клапан 75 закрыт, требуемые напряжения входной и выходной
цепей обычно не равны; и для высокой эффективности разница между этими напряжениями должна быть 245
708, поглощена в сильно реактивном импедансе.
В течение всего периода, когда клапан открыт, требуемые токи входной и выходной цепей, как правило, также
не будут равны, и их разница должна быть компенсирована высокореактивной проводимостью.
Если средства для поглощения разницы напряжений и токов не предусмотрены, то либо в вентиле возникнут
существенные потери мощности, либо форма входного или выходного тока и напряжения будет искажена по
сравнению с желаемой.
В британском патенте № 155789, на который ссылаются, показаны средства для поглощения разности
напряжений (в виде импедансной катушки 25, рис. 14) и средства для поглощения разности токов (в виде
конденсатора 31, рис. 14), причем конкретное устройство представляет собой генератор, использующий
электростатически управляемые вакуумные лампы или триоды.
Некоторые преобразования электрической энергии достигаются с помощью стационарных устройств,
использующих только явления электромагнитной индуктивности и электростатической емкости. К ним
относятся: (1) повышение или понижение переменного напряжения; (2) переход от одной многофазной
системы к другой; (3) переход от системы переменного тока постоянного напряжения к системе переменного
тока постоянного тока или наоборот; и (4) подача или поглощение реактивной мощности. Все эти
преобразования происходят без изменения частоты и без перехода от многофазного к однофазному режиму
или наоборот.
Другие способы преобразования электрической энергии осуществляются с помощью электрических вентилей.
К ним относятся: (1) преобразование переменного тока в постоянный или наоборот; (2) преобразование
переменного тока одной частоты в переменный ток другой частоты; (3) преобразование многофазного
переменного тока в однофазный переменный ток той же частоты (особенно низкой частоты) или наоборот; (4)
повышение или понижение постоянного напряжения; (5) преобразование системы постоянного тока с
постоянным напряжением в систему постоянного тока с постоянным током или наоборот; (6) преобразование
постоянного тока в переменный ток с управляемой формой волны (например, голосовой ток в телефонии); (7)
подача или поглощение многофазной реактивной мощности без соответствующего накопления энергии
(например, в конденсаторах или индуктивных катушках соответственно); (8) изменение или изменение
эффективного реактивного сопротивления катушки или конденсатора. Эти преобразования могут быть
объединены различными способами. Только первое из этих преобразований составляет конкретный предмет
настоящего изобретения; второе составляет предмет исходной спецификации.
Как и в британском патенте № 155789, описывающем методы преобразования постоянного тока в
переменный, во всех ламповых преобразователях в цепях, где входное и выходное напряжения различаются
по форме в течение циклических интервалов, когда вентили закрыты, в одной из цепей требуется
последовательное сопротивление для поглощения этой разницы напряжений; а в тех случаях, когда входной
и выходной токи различаются по форме в течение циклического интервала, когда вентили открыты, в другой
цепи требуется параллельное сопротивление для поглощения этой разницы токов. То же самое относится и к
преобразователям 80, описанным в настоящем изобретении, но цепь постоянного тока теперь может быть
либо входной, либо выходной цепью, а последовательное сопротивление может быть связано либо с входной
цепью 85, либо с выходной цепью. Отличительной особенностью настоящего изобретения является
использование многофазной цепи переменного тока и ее связь с клапанами таким образом, что либо
длительность, либо интервал между срабатываниями клапанов не составляет полупериода, как в этом
предыдущем патенте, а представляет собой более короткий, кратный циклу.
Как и в предыдущем патенте, данное изобретение относится к клапанам с электростатическим управлением,
предпочтительный вариант которых описан в основном патенте и в находящемся на рассмотрении
дополнительном патенте № 232 980.
Следует понимать, что прилагаемые чертежи, хотя и иллюстрируют 100 вариантов осуществления
изобретения, показывают лишь некоторые из множества возможных вариантов, которые достигают тех же
целей, но они иллюстрируют предпочтительные формы наиболее распространенных применений и принципы
105, в соответствии с которыми могут быть легко разработаны другие формы.
Обращаясь к этим чертежам, — на рисунке 1' изображена та же схема, что и на рисунке 14 британского
патента № 155789, а на рисунке 110 показан ламповый генератор для преобразования постоянного тока в
однофазный переменный ток, в частности, высокой частоты. Рисунок 1b идентичен рисунку 16b того же
патента № 115 и показывает формы тока и напряжения, представленные на рисунке 1'.
На рисунке 2 представлена та же схема, что и на рисунке британского патента № 155789, и иллюстрируется
ламповый генератор для преобразования постоянного тока в многофазный переменный ток.
На рисунке 3 также показан генератор для преобразования постоянного тока в многофазный переменный ток,
но в схеме 125 используются только три лампы. На рисунке 3b показаны формы волн тока и напряжения,
представленные на рисунке 38.
На рисунке 4'h изображен ламповый преобразователь, аналогичный показанному на рисунке 2, но для
преобразования мощности в обоих направлениях. На рисунке 4b показаны токовые и вольтовые
осциллограммы, представленные на рисунке 4.
Рисунок 5b представляет собой модификацию рисунка 4, обеспечивающую работу, аналогичную работе
рисунка 38%. На рисунке 5b показаны токовые и вольтовые осциллограммы рисунка 5.
Рисунок 6' представляет собой дальнейшую модификацию рисунка 4T. На рисунке 6b показаны токовые и
вольт-амперные характеристики рисунка 6'.
На рисунке 7 показаны волны постоянного тока и переменного напряжения для рисунков 4T, 5' и 6a>.
На рисунках 8-16 показан обобщенный трехфазный вентильный преобразователь постоянного тока с
различными вариантами расположения вентилей относительно цепи постоянного тока и относительно
расположения катушек импеданса.
На рисунке 17' изображен многофазный вентильный преобразователь постоянного тока с размыканием цепи,
в отличие от предыдущих преобразователей, которые имели замыкание цепи. На рисунке 17b показаны
формы волн напряжения и тока, представленные на рисунке 17'.
На рисунке 18Т показана модификация схемы, представленной на рисунке 17%, в которой изменен интервал
открытия каждого клапана. На рисунке 18b показаны формы волн тока и напряжения, представленные на
рисунке 18'.
На рисунке 19' показана еще одна модификация рисунка 17. На рисунке 19b показаны формы тока и
напряжения, представленные на рисунке 19Y.
На рисунке 20 показаны осциллограммы постоянного напряжения и переменного тока для рисунков 17%, 18' и
19T.
На рисунках 21, 22 и 23 показаны модификации схем, представленных на рисунках 17, 18 и 19 соответственно.
На рисунках 24, 25 и 26 также показаны модификации схем, представленных на рисунках 17', 18' и 19T
соответственно.
На рисунках 27-35 показан обобщенный многофазный вентильный преобразователь постоянного тока с
размыканием цепи, имеющий различное расположение вентилей относительно цепи постоянного тока и
относительно расположения третичных цепей.
На рисунке 1' показаны электростатически управляемые вентили, каждый из которых имеет катод в виде
нагреваемой нити, анод в виде пластины и управляющий электрод в виде сетки, расположенной между
катодом и анодом. Под управлением сеток анодные цепи двух вентилей попеременно открываются и
закрываются, позволяя постоянному току от генератора G попеременно протекать через две половины 31, 32
первичной обмотки.
Эти первичные токи в совокупности действуют как переменный ток и индуцируют переменный ток во
вторичной обмотке 11, который питает нагрузку, подключаемую справа. Если генератор постоянного тока
должен иметь постоянный ток и постоянное напряжение от момента времени к моменту времени, а нагрузка
переменного тока должна иметь синусоидальный ток и синусоидальное напряжение от момента времени к
моменту времени, и лампы должны работать практически как идеальные лампы без поглощения тока или
напряжения, то необходимо предусмотреть конденсатор Cl для поглощения разницы между прямоугольным
прерывистым постоянным током и синусоидальным переменным током, а также катушку импеданса 'L для
поглощения разницы между постоянным постоянным напряжением и полусинусоидальным выпрямленным
переменным напряжением. В силу фазовых соотношений, необходимых для подключения управляющих
электродов к катушкам 21, 22 выходного трансформатора, частота автоматически регулируется таким
образом, чтобы конденсатор С находился в резонансе с первичной обмоткой трансформатора 31, 32 и его
нагрузкой; желательны большая емкость и низкая индуктивность первичной обмотки, поскольку это
обеспечивает высокую проводимость для поглощаемых гармонических токов.
Желательно, чтобы значение собственной индуктивности L было как можно выше и соответствовало низкому
сопротивлению, обеспечивая высокое сопротивление гармоническим напряжениям. На рисунке 1b показаны
фактически полученные формы волн тока клапана или анода ip, напряжения клапана или потенциала анода e
и потенциала управляющего электрода eg.
На рисунке 2 представлены три однофазных ламповых генератора, подобных тому, что показан на рисунке
105, соединенных путем подключения вторичных катушек 11, 13, 15 по схеме «треугольник» для их
синхронизации и обеспечения трехфазного генератора. В этой дельте протекает ток с тройной частотой,
который, таким образом, избавляет конденсаторы от подобных гармоник.
Рисунок 38 аналогичен рисунку 1', за исключением того, что вместо двух ламп используются три, а вместо
одного трансформатора со средним отводом используются три отдельных трансформатора, каждый с
шунтирующим конденсатором 115. Такая схема позволяет получить трехфазный осциллятор вместо
симметричного однофазного осциллятора, показанного на рисунке 1. Три клапана 1, 2 и 3, или анодные цепи,
замыкаются последовательно, каждый на одну треть цикла, в результате чего постоянный ток генератора G
разделяется на три прямоугольных импульса.
токовые лепестки в трех первичных катушках]25 31, 32 и 33. Эти токи индуцируют трехфазные вторичные токи
в катушках 11, 12 и 13, которые должны быть подключены к трехфазной нагрузке справа. Катушки 21, 22 и 23
одного и того же трансформатора 130 i s1 1 1 1 i J i h 1) i i 1 11 i i 1 j j t 4 - 24' supplyvpbtehltials-
соответствующей фазы к трем управляющим электродам. Последовательность срабатывания клапанов
является вопросом случайности, когда... Сначала замыкается цепь; но если необходимо обеспечить
определенную последовательность, сначала можно замыкать анодные цепи только двух клапанов; и перед
замыканием анодной цепи третьего клапана его управляющий электрод может быть подключен к точке в
колебательном контуре, потенциал которой получает желаемое фазовое соотношение относительно других
управляющих электродов, например, путем соответствующего расположения резисторов и реактивных
сопротивлений в этом контуре. Как показано на рисунке 1, конденсаторы -0, 03 и 03 необходимы для
поглощения разницы между прямоугольными прерывистыми постоянными токами и синусоидальными токами,
потребляемыми нагрузкой.
Кроме того, как показано на рисунке 1%, требуется катушка импеданса L для поглощения разницы между
постоянным напряжением и выпрямленным синусоидальным напряжением первичных обмоток
трансформатора.
(На обоих рисунках катушка L может быть подключена к какой-либо другой точке первичной обмотки
трансформатора, помимо нейтральной точки, но в этом случае ей придется поглощать часть основного
синусоидального напряжения в дополнение к гармоникам.) — Опять же, как и на рисунке 1&, цепь
управляющих электродов требует наличия катушки импеданса Lg для той же общей цели, что и катушка L
анодной цепи, и сопротивления R для создания отрицательного смещения на управляющих электродах.
Как показано на рисунках Pa и 2, катушки L и Lg могут быть связаны, а могут и не быть. Если они соединены,
сопротивление R выполняет дополнительную функцию предотвращения однофазных колебаний (40), при
которых катушка L и её собственные мощности образуют резонансный контур. В качестве альтернативы, как
показано на рисунках 1i и 2, катушку LF можно опустить, что лишь незначительно повлияет на работу, при
этом сопротивление R будет служить для поглощения разности напряжений.
В нижней части рисунка 3b показаны формы волн постоянного тока idc и синусоидального напряжения eo для
однофазного тока 50°. Формы волн тока клапана или анода ip, напряжения клапана или потенциала анода e и
потенциала управляющего электрода em показаны в верхней части рисунка 3b и в целом аналогичны формам
на рисунке 1, но токи протекают в течение одной трети цикла вместо половины, а напряжения представляют
собой синусоидальные дуги в течение остальных двух третей цикла. На рисунке 3b средние кривые
показывают формы тока io, поглощаемого одним конденсатором, и напряжения eL, поглощаемого катушкой
импеданса L.
Рисунок 4 идентичен рисунку 2, за исключением формы; вместо шести отдельных конструкций с 6 клапанами
показана единая конструкция; вместо трех отдельных генераторов показана единая цепь постоянного тока; и
конденсаторы подключены к цепи переменного тока, а не к местной цепи с клапанами, причем это изменение
является необязательным. На рисунке 4а и последующих рисунках потенциалы управляющих электродов
изменяются любым подходящим способом, например, с помощью коммутатора, как описано и
проиллюстрировано на рисунках 57, 57б основной спецификации.
Формы волн постоянного тока id' и трех синусоидальных напряжений -eao цепи переменного тока показаны на
рисунке 7, который в разных масштабах применим к рисункам 4, 5' и 6h.
Формы волн всех токов вентилей показаны в верхней части рисунка 4b; а формы волн всех напряжений
вентилей показаны в середине этого рисунка. Эти формы сигналов аналогичны формам на рисунке 1b, но
идеализированы: считается, что падение напряжения на лампах равно нулю, когда течет ток, а управление
срабатывает мгновенно. Кроме того, как и на предыдущих схемах, предполагается, что катушки L, Li и L1
обладают очень высокой собственной индуктивностью и пренебрежимо малым сопротивлением;
предполагается, что конденсаторы 95 имеют большую емкость и находятся в резонансе с трансформаторами;
а сопротивление катушек трансформатора предполагается пренебрежимо малым. На рисунке 41 в нижней
части показана форма волны тока одного конденсатора -io и 100 форм волн напряжений трех катушек
импеданса CL.
Схема на рисунке 5' аналогична схеме на рисунке 3', но удвоена, однако имеет структуру с одной лампой 105,
а обмотки трансформатора в линии переменного тока соединены по схеме «треугольник». Как показано на
рисунке 4, клапаны могут управляться любым способом и могут служить для преобразования энергии в любом
из направлений. Две катушки импеданса L и L' не связаны между собой.
Формы волн токов и напряжений, показанные на рисунке 5', представлены на рисунке 5b.
Они идентичны идеализированным значениям на рисунке 3b 11,5, за исключением их большего количества и
того, что ток конденсатора io не содержит четных гармоник, которые компенсируются в двух первичных
обмотках каждого трансформатора.
1)
На рисунке 6' изображена та же конструкция клапана, что и на рисунках 4 и 5a, и он служит той же цели.
Однако вместо трех и двух катушек импеданса, соответственно, используется только одна катушка импеданса
L. Такая конфигурация приводит к тому, что ток через каждую вентильную лампу протекает в течение одной
шестой части цикла, как показано в верхней части рисунка 6. Напряжения на вентилях равны нулю в течение
этой шестой части цикла, как показано в середине рисунка 6b. В нижней части рисунка показана форма волны
тока конденсатора io, который представляет собой разность между синусоидальным переменным током
Соседние файлы в папке патенты