Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_4119
.pdf
надежной фиксации таблички с названием на месте.
На рисунках 1 и 3 из прилагаемых 60 изображений показаны головная и корпусная части терминала.
Рис. 2 — план головы, рис. 4 — план тела.
На рис. 5 показан фрагмент всего терминала 65, а на рис. 6 — вид сбоку.
Подробно описав и определив природу моего изобретения и способ его осуществления, я заявляю, что то, что
я 7u
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_249579.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=249579&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB249579A
[]
ПАТЕНТНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
Заявка подана 21 ноября 1924 года. № 27,911/24.
.. 11 июля 1925 года. № 17781/25.
Остался один полный день: август. 18, 1925, Полный текст принят: 22 марта 1926 г., ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ
СПЕЦИФИКАЦИЯ.
№ 27911, 1924 г. н.э.
Усовершенствования в области машин переменного тока и связанные с ними усовершенствования.
Я, ФинтаДик Криди, проживающий по адресу: Мэйдли Роуд, 43, Илинг, графство Мидлсекс, подданный короля
Англии, настоящим заявляю, что сущность данного изобретения заключается в следующем: Настоящее
изобретение относится к усовершенствованию типа машины переменного тока, в которой два магнитных
потока с разным числом полюсов сосуществуют в одном сердечнике, и имеет одной из своих целей создание
улучшенных типов обмоток, способных в определенных случаях подключаться к коммутатору, и делающих
такие машины пригодными для множества новых целей, более подробно описанных ниже.
В качестве примера обмотки, закороченной на одном полюсе и которая может быть присоединена к
коммутатору на другом, можно описать очень простую обмотку, намотанную на 12 пазов, каждый паз содержит
два проводника.
Эта обмотка способна работать как с 2 и 4 полюсами, так и с 4 и 6 полюсами. Она состоит из 12 катушек,
каждая из которых закорочена на 25 градусов сама на себя и расположена в пазах, расположенных на
расстоянии, равном половине окружности, то есть на расстоянии, равном четному числу шагов полюсов
4-полюсного магнитного потока. Каждая закороченная катушка может состоять из двух стержней, один из
которых расположен сверху, а другой снизу в пазу и соединены между собой на концах, где часто образуется
зажим или шарнир. Сами эти зажимы соединены в следующей последовательности еще 35 наборами
концевых соединений, в результате чего они образуют обычную барабанную обмотку, адаптированную для
другого количества полюсов, которое в данном случае будет составлять четыре полюса. 40 Полная схема
подключения обмоток приведена в таблице ниже.
Катушка лежит в пазах.
BACK PITCei-i Jorns CLrpS.
FRONT PITCH ПРИСОЕДИНЯЕТСЯ К CLIPS.
1
-2 и в бар 1.
3
-4 и в бар 2.
5
-6 и к бару 3.
7
-8 и к бару 4.
9
-10 и в бар 5.
11
-12 и до бара 6.
Во многих случаях будет крайне важно убедиться, что ЭДС, отображаемые на коммутаторе [Цена 1 1-],
соответствуют только одному полюсу номер 60, а не обоим.
В случае обмотки, закороченной на одном полюсе и, следовательно, работающей приблизительно синхронно
со своим магнитным потоком, этот поток может индуцировать в ней только ЭДС.
соответствующий скольжению.
Однако может быть желательно сделать даже эту степень индукции невозможной, сделав ширину канала
катушек, присоединенных к коммутатору, равной четному числу полюсных шагов вторичного магнитного
потока.
Шаг закороченных катушек, как указано выше, составляет половину окружности, и поэтому ЭДС,
индуцированные в двух стержнях каждой катушки четырехполюсным магнитным потоком, будут равны и
противоположны по знаку, и, следовательно, не вызовут тока.
В поле с двумя или шестью полюсами
ЭДС, индуцированные в двух стержнях, будут равны, что приведет к возникновению токов короткого
замыкания.
В общих чертах, принцип работы обмотки следующий: она приспособлена для работы в полях с двумя
различными полюсными номерами, которые будут называться первичным и вторичным полями.
Вторичное поле производит в нем
ЭМ[.
Фосы, которые появляются на коммутаторе, и первичное поле создает в нем циркулирующие токи, которые
вообще не проходят через коммутатор.
3. Для достижения этого результата конструкция состоит из катушек, охватывающих четное число полюсных
шагов вторичного поля, и эти катушки рассматриваются как два отдельных стержня, соединенных
параллельно и принадлежащих обмотке, адаптированной к числу полюсов вторичной обмотки, причем эта
обмотка, при необходимости, может иметь шаг, равный четному числу полюсных шагов первичного
магнитного потока.
Разумеется, можно использовать две различные обмотки: одна состоит из закороченных катушек, каждая из
которых охватывает четное число полюсных шагов вторичной обмотки, а вторая представляет собой простую
обмотку, адаптированную только для вторичного полюсного числа, имеющую, при необходимости, шаг,
охватывающий четное число полюсных шагов первичного магнитного потока.
Однако преимущества использования одной обмотки весьма существенны. Ротор, оснащенный такой
обмоткой, может взаимодействовать со статором, содержащим либо одну обмотку, рассчитанную как на
первичный, так и на вторичный полюс, либо две отдельные обмотки, по одной для каждого полюса.
Рассматривая второй случай, одну из них можно назвать первичной обмоткой, и она может представлять
собой обмотку однофазного или многофазного асинхронного двигателя, а другую — обмотку машины
постоянного тока или любого типа многофазной коммутационной машины.
Таким образом, данное устройство представляет собой мотор-генераторную установку, требующую всего
одной магнитной структуры и способную преобразовывать однофазный или многофазный переменный ток в
непрерывный ток в одной машине с любым желаемым изменением напряжения. Если обмотка вторичного
магнитного потока выполнена в виде многофазного коммутаторного генератора, он может преобразовывать
однофазный или многофазный переменный ток высокого напряжения и постоянной частоты в многофазный
ток низкого напряжения и, при необходимости, переменной частоты, который может использоваться для
работы асинхронных или синхронных двигателей с регулируемой скоростью.
Дата: 21 ноября 1924 года.
Ф. Криди.
ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
№ 17781, 1925 г. н.э.
Усовершенствования, касающиеся динамо-электрических машин.
Я, Фредерик Сириди, проживающий по адресу: Мэйдли Роуд, 43, Илинг, Западная 5, подданный короля
Англии, настоящим заявляю, что сущность данного изобретения заключается в следующем: Настоящее
изобретение относится к усовершенствованию типа динамо-машины, в которой в одном сердечнике
сосуществуют два магнитных потока с разными полюсами, и для одной из своих целей имеет место
усовершенствованное исполнение обмоток, способных в определенных случаях соединяться с коммутатором
и делающих такую машину пригодной для различных целей, более подробно описанных ниже. В таких
машинах на неподвижном элементе (95 обмоток) будут расположены две обмотки, рассчитанные на разное
количество полюсов: одна подключена к источнику переменного тока, а другая, например, к источнику
постоянного тока. Вращающийся элемент j1 несет одну обмотку, которая закорочена на одном полюсе и
соединена с коммутатором на другом. Или две обмотки: одна закорочена и предназначена для
взаимодействия с одним полюсом 10, а другая — с другим.
Если число полюсов короткозамкнутой обмотки соответствует числу полюсов обмотки переноса7 (J 249,579,
иногда полезно опустить упомянутую выше уравнительную обмотку и заменить ее тремя контактными
кольцами, соединенными с точками, расположенными на расстоянии одной трети окружности друг от друга.
Эти контактные кольца будут находиться под тем же потенциалом, что и шестиполюсная обмотка, и,
следовательно, в них не будет индуцироваться ЭДС шестиполюсным полем; соседние контактные кольца
будут находиться на расстоянии ровно двух шагов друг от друга. Однако, если, например, в эти контактные
кольца подать постоянный ток, закоротив два из них и подключив возбудитель постоянного тока между
закороченной парой и оставшимся кольцом, то устройство может работать как синхронный двигатель на
двухполюсном возбуждении и как генератор постоянного тока на шестиполюсном возбуждении, или, конечно
же, оно может работать как генератор постоянного тока.
Двигатель постоянного тока и генератор переменного тока.
В некоторых других случаях может быть полезна отдельная короткозамкнутая обмотка на роторе, например, в
шести- и двухполюсной комбинации, если имеется шестиполюсная обмотка переменного тока и двухполюсная
обмотка постоянного тока. В этом случае 90 обмотке постоянного тока на роторе удобно придать шаг, равный
ровно одной трети окружности, скажем, 1-11, взяв за образец, упомянутый выше. Это приведет к тому, что
обмотка постоянного тока не сможет принимать индукцию от шестиполюсной обмотки переменного тока ни на
какой скорости, и, следовательно, необходимо предусмотреть независимую обмотку с коротким замыканием,
которая будет взаимодействовать с шестиполюсной обмоткой статора. Эта схема удобно состоит из
нескольких цепей, каждая из которых включает три катушки, соединенные последовательно и закороченные.
Катушки имеют шаг 105, соответствующий одной шестой части окружности.
Что касается обмотки статора, то, разумеется, необходимо, чтобы обмотка постоянного тока не подвергалась
индукции от обмотки переменного тока. Это может быть достигнуто хорошо известным способом, например,
путем придания ей шага, равного четному числу пар полюсов обмотки переменного тока, но в случаях, когда
обмотка переменного тока имеет меньше полюсов, чем обмотка постоянного тока, например, в случае
двухполюсной обмотки переменного тока и шестиполюсной обмотки постоянного тока, иногда приходится
применять другие средства. Такой способ заключается в последовательном соединении нескольких катушек,
число которых равно количеству пар полюсов обмотки постоянного тока, но поскольку это параллельная
обмотка и, следовательно, она, вероятно, будет иметь большое количество витков, необходимы некоторые
меры предосторожности, поскольку, хотя переменные ЭДС могут компенсировать друг друга между
клеммами, они, тем не менее, могут привести к опасному перенапряжению источника переменного тока,
который машина будет использовать при таком количестве полюсов, с характеристиками асинхронного
двигателя с закороченным ротором.
Если обмотка соединена с коммутатором таким образом, чтобы отключить поле, создаваемое второй
упомянутой выше обмоткой статора, которая возбуждается постоянным током, то на коммутаторе (10)
возникнет непрерывная ЭДС, и машина будет работать как преобразователь, способный преобразовывать
переменный ток с любым напряжением, фазой или частотой в непрерывный ток в одной машине.
Следует отметить, что даже если обмотки двух полюсов ротора не расположены таким образом, чтобы
исключить взаимную индукцию, тем не менее, поскольку обмотка ротора закорочена на одном из полюсов,
напряжение на ней при работе на полной скорости должно быть практически равно нулю на этом полюсе,
имея фактически лишь очень малое значение, соответствующее падению сопротивления в закороченной
катушке. Эта величина будет ничтожно мала по сравнению с постоянной ЭДС на щетках, и там, где это не
является проблемой, можно использовать другие типы обмоток. Это можно проиллюстрировать на примере
комбинации, состоящей из двух и шести полюсов, имеющей, например, двухполюсную обмотку переменного
тока на статоре и шестиполюсную обмотку постоянного тока на роторе. В этом случае ротор может быть
просто обмотан шестиполюсной многоцепной обмоткой постоянного тока обычного типа, подключенной к
коммутатору обычным способом, причем эта обмотка снабжена уравнителями, соединяющими точки на
коммутаторе на расстоянии одной трети окружности друг от друга.
Такие точки находятся под одинаковым потенциалом на шестиполюсном поле, но под разным потенциалом на
других полях.
4.5 поле с двумя полюсами. Токи, индуцированные двухполюсной обмоткой статора, будут протекать через
обмотку ротора, их цепи будут замыкаться уравнителями и не будут появляться на коммутаторе, когда
машина работает на полной скорости. Например, в такой обмотке ротора, имеющей пазы и 90 сегментов
коммутатора, уравнительное кольцо может быть соединено с сегментами 1, 31 и 61, а другие кольца — с
другими сегментами, расположенными на таком же расстоянии друг от друга. Если шаг витков обмотки будет
составлять от первого до шестнадцатого паза, то есть половину окружности, это будет соответствовать
полному шагу как для двухполюсных, так и для шестиполюсных обмоток, но это ни в коем случае не является
обязательным, поскольку допустимы обмотки с любым шагом, за исключением тех, которые составляют
приблизительно одну треть окружности.
Третья модификация устройства Sulch представляет собой набор, в котором в некоторых частях обмоток
наблюдается высокая ЭДС (249 579). По этой причине желательно, чтобы переменные ЭДС компенсировали
друг друга не только в обмотках в целом, но и в каждом витке, или, по крайней мере, в каждом небольшом
витке. Для этого удобным решением является намотка катушки постоянного тока достаточной длины, чтобы
каждая катушка могла войти в столько пазов, сколько полюсов. Подобная обмотка постоянного тока описана в
таблице, приведенной ниже.
Ввиду того, что поверхность воздушного зазора непрерывна по всей окружности, на практике необходимо, за
исключением, возможно, самых маленьких размеров, оснастить машину нейтрализующей обмоткой,
создающей количество ампер-витков, равное и противоположное по направлению количеству ампер-витков
ротора.
В действительности, целесообразно придать этой нейтрализующей обмотке несколько больше ампер-витков,
чем обмотке ротора, когда она создает эффект интерполюса.
Эта нейтрализующая обмотка может быть расположена в пазах, промежуточных между пазами,
заполненными шунтирующей обмоткой, и будет иметь ту же форму. Удобная схема для машины с двумя и
шестью полюсами и сорока восемью пазами: - 1 42 - 3 44 46 48 2 4 шунт 7 шунт 9 шунт - 13 - 15 шунт В этой
таблице чередующиеся пары катушек, также используемые для передачи переменного тока (каждая обмотка
в шесть пазов), относятся к шунтирующей и нейтрализующей обмоткам, определяемым требованиями
последней соответственно. И, следовательно, их нельзя отрегулировать для получения того же количества
ампер-витков, что и якорь, и, таким образом, они не могут быть адаптированы к требованиям обмотки
постоянного тока и обмотки переменного тока ротора и коммутатора. Во многих случаях удобно использовать
их для повышения КПД. Это можно сделать. Опять же, недостатки обмотки ротора уже были описаны.
Большое количество витков в параллельной обмотке статора. Уже были отмечены и известны некоторые
обмотки, способные на это. Возможно, желательно исключить их, возбуждая полифазный ток на обмотке при
очень низком напряжении.
Для l0 одно полюсное число и по этим причинам статор постоянного тока находится на другом полюсе.
Например, обмотка может предпочтительно питаться от известных источников, которые могут быть
соединены для восьми отдельных возбудителей, а не от полюсов в виде трехфазной звездообразной
обмотки, в коммутаторе нейтрализующая обмотка состоит из двух параллельных выводов; постоянный ток
подается от возбудителя, обмотки возбуждения которого расположены под углом 95° между точками звезды,
создавая четырехполюсное поле постоянного тока, или обмотка может быть расположена параллельно
небольшой обмотке, чтобы получить четырехполюсный возбудитель. Намотав этот возбудитель на
переменное поле и восьмиполюсный трансформатор постоянного тока, можно получить соответствующее
напряжение, количество витков которого соответствует току поля. Такая обмотка может быть на
нейтрализующей обмотке, которая может использоваться в машине с соответствующим количеством
полюсов, постоянным током и числом витков возбуждения, используемого для обеспечения работы, и может
быть поддержана на низком уровне.
В случае использования отдельных обмоток, а также дополнительной обмотки постоянного тока для шунта,
таким образом можно нейтрализовать ампер-витки и, соответственно, использовать дополнительные обмотки
постоянного тока. Такая намотка сводит их к очень простой форме, которая в сочетании с описанным выше
имеет всего одну или две планки на каждый паз.
В моей заявке № 27911/24 указано, что такие последовательные и параллельные возбудители могут
представлять собой преобразователь описанного выше типа, объединенный в одной машине, имеющей,
скажем, только одну обмотку на каждом из четырех выводов и многовитковый якорь. 110 элементов, за
исключением наличия одной пары диаметрально противоположных параллельных щеток на статоре. В
большинстве случаев неудобно возбуждать два соседних полюса, возбуждаемых последовательной обмоткой
статора, а оставшуюся пару — параллельной обмоткой. Между 115 расположен высоковольтный элемент,
поскольку там, где находится щетка. Промежуточная обмотка нейтрализатора постоянного тока возбуждает
полюса, и закороченная пара - 249 579 колебаний из-за обмотки статора будет вращаться относительно
статора и ротора и будет затухать, по крайней мере, напротив коммутирующей катушки за счет
короткозамкнутого витка, упомянутого выше, при этом их существование в других точках не является
вредным.
Обмотку сиатора можно удобно соединить таким образом, чтобы, например, все северные полюса каждой
фазы были соединены параллельно, тогда она сама будет стремиться устранить такие гармоники.
В подобных преобразовательных устройствах, где сосуществуют поля переменного и постоянного тока,
желательно поддерживать напряжение на участке коммутатора на уровне не выше 80 В. Этого можно
добиться, уменьшив количество полюсов обмотки постоянного тока, чтобы получить как можно больше
сегментов коммутатора между соседними щетками. 85 В некоторых случаях может быть целесообразно
намотать ротор двумя различными обмотками, по одной для каждого числа полюсов.
Один из случаев, когда это желательно, — это когда машина должна быть прикреплена под углом 90 градусов
к колесу с лопастями для выравнивания нагрузки. В данном случае маховик приводится в движение
мощностью, поступающей в обмотку статора переменного тока. Если машина оснащена двумя обмотками, 9,5
одна из которых прикреплена к контактным кольцам, а другая к коммутатору, то при приложении
сопротивления к контактным кольцам скорость машины будет падать, так что маховик сможет отдавать свою
энергию, которая проявляется на коммутаторе в виде постоянного тока. Таким образом, для работы маховика
требуется всего одна машина вместо двух.
В вышесказанном предполагалось, что на коммутаторе возникает непрерывная ЭДС, однако можно
сконструировать аналогичные устройства, в которых на щетках возникают переменные ЭДС, обычно низкой
частоты. 110 Практически все описанные ранее типы обмоток могут быть использованы для этой цели, при
этом обмотка постоянного тока на статоре заменяется обмоткой переменного тока соответствующего типа
115, а щеточный механизм на коммутаторе может быть рассчитан на любое желаемое количество фаз. Такие
многофазные обмотки находят множество применений, например, в таком комплекте, содержащем две
обмотки ротора, одна 120 прикреплена к контактным кольцам, а другая — к коммутатору; контактные кольца
могут быть соединены непосредственно с щетками коммутатора, поскольку отсутствует обмотка статора с тем
же числом полюсов, что и 125, для которой предназначен коммутатор, и в результате получается
асинхронный двигатель с опережением фазы, объединенный в одном устройстве.
Разместив соответствующую обмотку на 130 щетках. Будут генерироваться ЭДС, пропорциональные числу
ампер-витков последовательного соединения.
Между оставшейся щеткой и короткозамкнутой парой будут генерироваться ЭДС, пропорциональные току
шунта. Таким образом, последовательные и параллельные возбудители могут быть объединены в одной
машине. Часто бывает нежелательно, чтобы возникал какой-либо контакт между обмотками постоянного и
переменного тока. Это предполагает использование либо полностью отдельных обмоток, либо таких
возбудителей, которые были только что описаны.
Хорошо известно, что ни одна обмотка переменного тока не генерирует чистую синусоидальную волну,
поэтому при проектировании обмоток ротора, подобных описанным выше, важно не только убедиться в
отсутствии взаимной индукции между обмотками постоянного тока и основной волной обмотки переменного
тока, но и в отсутствии взаимной индукции на каких-либо ее основных гармониках.
Возвращаясь к случаю двухполюсных обмоток переменного тока и шестиполюсных обмоток постоянного тока,
становится ясно, что если двухполюсные обмотки создают тройную гармонику, то эти гармоники будут
эквивалентны шестиполюсному распределению и, следовательно, появятся на коммутаторе. Поэтому крайне
важно спроектировать двухполюсную обмотку таким образом, чтобы исключить возможность возникновения
тройной гармоники.
Это можно сделать, придав ему высоту тона, равную четному числу полюсных тонов гармоники, которую
необходимо устранить.
В описанном случае, если шаг двухполюсной обмотки 49 будет составлять ровно одну треть окружности, то
она не сможет генерировать ни тройную гармонику, ни любую другую гармонику, кратную этому значению.
Таким образом, в пункте 4 подобные гармоники могут быть устранены. Однако, хотя гармоники определенного
типа могут быть устранены этим методом изготовления, могут существовать и другие, которые устранить
невозможно, поскольку очевидно, что обмотка может иметь только один шаг, и они могут вызывать ЭДС в
коммутирующей катушке, что может привести к искрению.
Наличие подобных ЭДС в катушках, отличных от коммутирующей катушки, безвредно, поэтому важно
устранить их только в этой катушке. С этой целью шаг обмотки может быть равен четному числу полюсных
шагов обмотки переменного тока, а на статоре (предпочтительно толстого сечения) должна быть размещена
короткозамкнутая обмотка, максимально идентичная по положению обмотке, находящейся в процессе
коммутации. Любой статор, могут быть изготовлены дополнительные типы опережающих фаз, или
коммутаторная часть машины может быть сконструирована для любого известного типа коммутаторного
аппарата переменного тока, причем этот аппарат соединен последовательно с контактными кольцами и,
следовательно, работает на частоте скольжения. Таким образом, подобная коммутаторная обмотка может
использоваться для регулирования скорости основного блока, например, путем перемещения щеток или с
помощью трансформаторов.
Опять же, такой небольшой набор элементов может быть соединен последовательно с контактными кольцами
более крупной машины и будет служить для преобразования низких частот и подачи их обратно в источник
питания способом, уже известным ранее. Фактически, такое оборудование может заменить любой тип
мотор-генераторной установки, что приводит к значительной экономии за счет устранения одной машины.
Заменив коммутатор в любом из вышеописанных устройств контактными кольцами, можно создать частотный
преобразователь, который при соответствующем выборе количества полюсов будет изменять любую частоту
в одной машине, при этом мощность будет подаваться на статор на одной частоте и отводиться от контактных
колец на другой, или наоборот. Двигательная часть установки может быть либо асинхронного, либо
синхронного типа.
Дата: 10 июля 1925 года.
Фредерик Криди.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствования, касающиеся динамо-электрических машин.
Я, Фредерик Криди, проживающий по адресу: Мэйдли Роуд, 43, Илинг, Западная 5, графство Мидлсекс,
подданный короля Англии, настоящим заявляю о характере данного изобретения и о способе его
осуществления, которые будут подробно описаны и установлены в следующем заявлении:
Настоящее изобретение относится к электрическим машинам переменного тока без выступающих полюсов, в
которых один статор и ротор образуют цепь для двух сосуществующих независимых магнитных полей или с
разным числом полюсов и несут обмотку или обмотки для создания этих полей, а также обмотку или обмотки,
в которых (как правило) одно из полей — здесь обозначенное как поле двигателя — индуцирует ток, вызывая
тем самым вращение ротора, в то время как другое — здесь обозначенное как поле генератора — в
результате такого вращения генерирует ток, который может быть получен от коммутатора.
Эти машины чаще всего работают как мотор-генераторы, и в частности как роторные преобразователи, то
есть как двигатели переменного тока, объединенные с генераторами постоянного тока и приводящие их в
действие; но они также известны своей способностью функционировать как генераторы двойного тока, то есть
как генераторы, производящие как переменный, так и постоянный ток, или два разных переменных тока, и как
двигатели двойного назначения, то есть как комбинированные коллекторные и синхронные двигатели. Данное
изобретение не имеет отношения к машинам с внутренней каскадной структурой.
Для большей конкретности изобретение далее описывается главным образом как устройство 75,
представляющее собой одноядерный двигатель-генератор, и, в частности, как устройство, сочетающее в себе
функции асинхронного двигателя переменного тока и генератора постоянного тока; однако, поскольку его
отдельные особенности применимы к машинам, выполняющим другие функции, указанные выше, его не
следует рассматривать как ограничивающееся роторными преобразователями. В машинах этого класса
создание нейтрализующего или коммутирующего поля не является чем-то новым. 85
Мое настоящее изобретение состоит в усовершенствованных обмотках и типах обмоток, позволяющих
создавать эти машины более экономично и в более широком диапазоне условий эксплуатации, в частности,
за счет уменьшения индукции нежелательных ЭДС в обмотках, как указано в прилагаемых пунктах формулы
изобретения.
На прилагаемых чертежах на рисунке 1 показано предпочтительное расположение обмоток на статоре и
роторе в случае, если каждая часть имеет две отдельные обмотки, соответствующие ее двум функциям.
На рисунках 2 и 3 показаны соответствующие отдельные 100 обмоток статора для выполнения
соответствующих функций асинхронного двигателя постоянного тока.
генератор.
На рисунке 4 показана подходящая обмотка ротора для одной из этих функций. 10.5 На рисунке 5 показана
комбинированная обмотка ротора, выполняющая обе функции.
На рисунке 6 показана модифицированная комбинированная обмотка ротора синхронного двигателя и
генератора постоянного тока. 110 На рисунке 7 представлена схема комбинированных обмоток статора и
ротора асинхронного двигателя-генератора постоянного тока, а на рисунке 249,579 7 также показано
использование отдельного возбудителя и формы возбудителя, особенно подходящей для использования с
такой машиной.
На рисунке 8 представлен еще один пример комбинированных обмоток ротора.
На рисунке 9 показана модифицированная конструкция возбудителя.
Рисунки 10, 11 и 12 представлены далее.
10 примеров обмоток для создания двух полей с разным числом полюсов.
На рис. 13 показан случай, когда коммутатор пропускает многофазные токи.
Если машина имеет две отдельные обмотки 1 5 на статоре или роторе, обмотки переменного тока следует
размещать рядом с воздушным зазором, как показано на рисунках 1 (B и C), поскольку минимизация
магнитной утечки обмоток переменного тока более важна, чем минимизация утечки обмоток постоянного тока.
На рисунках 2, 3 и 4 показаны подходящие формы отдельных обмоток для вращающегося преобразователя,
включающего 2-полюсный асинхронный двигатель мощностью 2,5 л.с. и 6-полюсный преобразователь
постоянного тока.
арендовать генератор. На рисунке 2 тонкими линиями показана обмотка, возбуждающая 6-полюсное поле.
Для того чтобы переменное поле тока не индуцировало в нем токи, он построен из групп стержней,
соединенных последовательно, причем стержни сгруппированы таким образом, что суммарное количество
генерируемых в них электрических токов в группе равно нулю. На рисунке 2 каждая катушка, расположенная в
пазах 1-8-1724-33-40 обмотки, образует столько разомкнутых петель, равномерно расположенных по
окружности, сколько пар полюсов в поле, возбуждаемом обмоткой.
В результате этого электромагнитные поля...
40) Суммарный ток, генерируемый в стержнях, равен нулю не только в катушке в целом, но и в каждом витке
катушки по окружности машины. Это желательно в тех случаях, когда обмотка имеет большое количество
витков, поскольку в противном случае ЭДС в отдельных катушках могут иметь нежелательно высокие
значения. Иногда может быть достаточно, если ЭДС компенсируются через каждые несколько витков обмотки
по окружности; или же может быть достаточно просто соединить последовательно столько катушек, сколько
пар полюсов находится в поле постоянного тока. Обмотка, показанная на рисунке 2, представляет собой
обмотку А на рисунке 1.
Для предотвращения искрения на коммутаторе необходимо, по крайней мере, нейтрализовать поле,
создаваемое токами ротора, протекающими к коммутатору. Для этой цели статор снабжен нейтрализующей
обмоткой, показанной толстыми линиями на рисунке. Рисунок 2, ампер-витки которого противоположны и по
меньшей мере равны ампер-виткам обмотки ротора постоянного тока.
Если нейтрализующая обмотка создает эффект интерполя, индуцирующий достаточное поле в зоне
коммутации для обеспечения удовлетворительной коммутации при всех нагрузках, предпочтительнее
проектировать нейтрализующую обмотку с несколько большим количеством ампер-витков, чем обмотка
ротора. На рисунке 2 нейтрализующая обмотка имеет ту же форму, что и возбуждающая обмотка;
чередующиеся пары катушек, каждая из которых намотана в 6 пазов, относятся соответственно к
возбуждающей и нейтрализующей обмоткам. В некоторых машинах класса до 75, к которым относится данное
изобретение, одна и та же обмотка статора использовалась как в качестве нейтрализующей обмотки, так и в
качестве обмотки возбуждения двигателя, причем возбуждение для последней осуществлялось через
трансформаторы. В данной схеме с 80-амперным сопротивлением нейтрализующий ток в ампер-витках и поле
возбуждения двигателя не могут быть определены независимо, за исключением случаев использования
соответствующих трансформаторов. С другой стороны, описанная здесь конструкция 85 позволяет
независимо определять нейтрализующие ампер-витки, а также напряженность поля двигателя и поля
генератора без преобразования основного источника переменного тока, то есть в процессе 90 проектирования
величины этих трех параметров могут быть установлены независимо без использования трансформаторов.
Для возбуждения переменного поля статор 095 может быть оснащен однофазной двухполюсной обмоткой,
схематически показанной на рисунке 3. На примере показана обмотка, состоящая из катушек с шагом, равным
одной трети окружности, что делает её неспособной генерировать гармонику, имеющую три или любое число,
кратное трём основным полюсам обмотки. Это обмотка B на рисунке 1. 105 Поскольку обмотка однофазная,
требуется также пусковая обмотка; её можно намотать в пустые пазы в центре основной однофазной обмотки.
На рисунке он обозначен пунктирной цифрой 110 и не представляет никаких трудностей в изготовлении,
поскольку его единственная задача — разогнать машину до ее нормальной скорости без нагрузки.
Для работы ротора с двухполюсным переменным полем требуется короткозамкнутая обмотка переменного
тока напряжением 115 В. На рисунке 4 показана подходящая обмотка, занимающая 12 пазов; она состоит из
нескольких витков с шагом, равным одной трети длины окружности 120°, каждый из которых закорочен сам на
себя. Это представляет собой обмотку С на рисунке 1.
Обмотка ротора постоянного тока может быть удобной двухцепной, 125, и будет иметь три катушки,
соединенные последовательно и расположенные на равном расстоянии по окружности между каждой парой
сегментов коммутатора. Двухполюсное переменное поле будет индуцировать многофазные ЭДС в каждой из
трех катушек, сумма которых будет равна нулю; таким образом, переменное поле не будет создавать ЭДС...
F. между соседними сегментами коммутатора, а следовательно, и между щетками.
Оснастить ротор одной обмоткой, которая будет одновременно генерировать постоянный ток в 6-полюсном
поле и служить в качестве короткозамкнутой индуцированной обмотки для двухполюсного переменного поля,
— задача несложная. Достаточно намотать ротор на 6-полюсную многоцепную обмотку постоянного тока
неизвестного типа, подключенную к коммутатору обычным способом, и оснастить эту обмотку известным
способом уравнителями, соединяющими точки на коммутаторе на расстоянии одной трети окружности друг от
друга, как показано на рисунке 5. Точки, расположенные на таком расстоянии друг от друга, имеют
одинаковый потенциал на шестиполюсном поле, но при этом находятся в разных точках.
2<) различных потенциалов на 2-полюсном поле.
Уравнители замыкают цепи для токов, индуцированных в обмотке ротора двухполюсным переменным полем,
и эти токи не возникают на коммутирующем устройстве. Когда машина работает на полной скорости,
поскольку переменное напряжение должно быть практически равно нулю, а падение напряжения обусловлено
лишь падением сопротивления в закороченной катушке, ЭДС на коммутаторе также практически не возникает.
На рисунке 5 C, C, C обозначают сегменты коммутатора, а эквалайзеры A, B, C показаны как подходящие для
обмотки ротора, занимающей 30 пазов и соединенной с 90 сегментами коммутатора.
36 Эквалайзеры могут быть выполнены в виде колец, одно из которых соединено с сегментами 1, 31 и 61, а
другие — с сегментами, расположенными на таком же расстоянии друг от друга.
Если требуется, чтобы машина работала в 6-полюсном переменном поле и генерировала постоянный ток в
2-полюсном поле, то для возбуждения статора постоянным током может использоваться обмотка, показанная
на рисунке 3 (при этом дополнительная пусковая обмотка больше не требуется), поскольку ее шаг
обеспечивает отсутствие взаимной индукции с 6-полюсной обмоткой переменного тока, причем последняя
может быть любого обычного типа, однофазной или многофазной, не требующей специальных свойств для
предотвращения взаимной индукции. В этом случае использование одной обмотки на роторе
нецелесообразно.
Шестиполюсная обмотка ротора переменного тока может быть выполнена аналогично обмотке на рисунке 2,
однако в каждом пазу находится только один стержень вместо катушки с множеством витков, а вся обмотка
состоит из восьми комплектов по шесть стержней, соединенных последовательно, причем каждый комплект
закорочен сам на себя. Двухполюсная обмотка постоянного тока, подключенная к коммутатору, должна иметь
шаг, равный одной трети окружности (или, в общем случае, четному числу пар полюсов обмотки переменного
тока C5), чтобы исключить взаимную индукцию с шестиполюсной обмоткой переменного тока.
Если обмотку, изображенную на рисунке 5, модифицировать, исключив уравнители, и вместо этого соединить
контактные кольца с точками 70 на ней на расстоянии одной трети окружности друг от друга, как показано в
точках A, B, C на рисунке 6, то моторную часть машины можно заставить работать как двухполюсный
синхронный двигатель, соединив два контактных кольца 7 вместе и подав постоянный ток между ними и
третьим. Вся машина представляет собой комбинацию синхронного двигателя и генератора постоянного тока,
или же она может работать как комбинация двигателя постоянного тока и генератора переменного тока.
Во многих случаях для повышения эффективности целесообразно объединять обмотки постоянного и
переменного тока как на роторе, так и на статоре. На рисунке 7 показана машина, сконструированная таким
образом. Уже известны некоторые обмотки, способные возбуждаться многофазным током на одном полюсе
(9) и постоянным током на другом. Например, известна обмотка, которая может быть соединена на восемь
полюсов в виде трехфазной звездообразной обмотки, соединенной параллельно в двух местах, при этом
постоянный ток подается под углом 95° между точками звезды для создания четырехполюсного поля
Соседние файлы в папке патенты