Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_4172
.pdf
защита, поскольку правильно откалиброванная система управления напряжением автоматически включит
секционное сопротивление до его последних и самых высоких участков.
— Усовершенствования применимы к простым установкам, в которых контур нагревателя подключен
параллельно динамо-машине, как, например, в установках для фургонов с бананами и тому подобных. В таких
установках автоматические средства будут включать вспомогательные нагреватели.
Динамо-машины в установках, работающих в соответствии с этими усовершенствованиями, могут
возбуждаться постоянным напряжением, или же напряжение может изменяться или уменьшаться по мере
увеличения скорости, напряжения или выходной мощности. Кроме того, указанные динамо-машины могут
быть сконструированы таким образом, чтобы выдавать постоянный ток при всех скоростях или ток,
незначительно уменьшающийся с увеличением скорости.
При автоматической установке батареи, как указано выше, эта батарея может представлять собой батарею с
ферроникелевыми элементами 60 и может обеспечивать питание вентиляторов, которые в этом случае могут
быть совершенно независимы от цепи освещения. Таким образом, нагрузка на батарею осветительной цепи
снизится, и для осветительной цепи можно будет использовать меньшую батарею, например, состоящую из
ферроникелевых элементов Q5.
Теперь станет ясно, что автоматическое средство может включать в себя регулирующее устройство,
воздействующее либо непосредственно на коммутирующие элементы 70, либо косвенно через контакты реле
и соответствующее устройство управления реле. Или же оно может представлять собой электромагнитное
устройство, работающее прямо или косвенно под воздействием напряжения динамо-машины, напряжения
батареи или комбинированного воздействия напряжения и тока динамо-машины. Или же может быть
использована комбинация механических и электрических средств, например, управляемый регулятором
выключатель включения или управляемый регулятором выключатель полевого магнита, а также
электромагнитное средство для регулировки вспомогательных устройств в главной цепи.
Естественно, конструкция может быть разработана таким образом, чтобы ремень проскальзывал на
чрезвычайно высоких скоростях в качестве меры безопасности, но в этом случае износ ремня из-за
проскальзывания и потери мощности в моменты, когда происходило проскальзывание, будут
незначительными. Усовершенствования позволяют поддерживать более эффективную и экономичную
передачу мощности, обеспечивают более мощную трансмиссию с ограниченными размерами шкивов и
ремней и натяжением 95°, а также позволяют динамо-машине иметь чрезвычайно низкую частоту включения
без потерь на высоких скоростях. Автоматические средства могут быть подключены для управления цепями
более чем одного динамо-генератора, так что затраты на обеспечение таких средств не нужно нести в
отношении каждого динамо-генератора и связанных с ним цепей на транспортном средстве. 10,5 Дата: 18
ноября 1924 года.
JENSEN & SON, Чансери Лейн, 77, Лондон, W.C. 2, дипломированные патентные поверенные.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствования в области электроустановок для железнодорожного и аналогичного транспорта, а также
связанные с ними работы.
Мы, J. STONE & COMPANY LIMITED, инженеры из Дептфорда, графство Кент, компания, зарегистрированная
в соответствии с законодательством Великобритании, и АЛЬФРЕД МИТНЕ? Р--1ЛЕКС, инженер -мн f-e
сотрудник указанной компании; расположенной по адресу: Риджуэй, Фонтейн-роуд, Аппер-Норвуд, Лондон,
Юго-Восток-19, подданный Великобритании, настоящим заявляю, что характер данного изобретения и способ
его осуществления будут подробно описаны и указаны в следующем заявлении:-- -
Данное изобретение включает в себя усовершенствования и решения, связанные с электроустановками для
железнодорожных и аналогичных транспортных средств. До настоящего времени существовали два основных
типа установок для генерации тока для различных целей на железнодорожных транспортных средствах. В
первом типе установки использовалась динамо-машина, приводимая в движение от оси вагона так
называемым скользящим ремнем, натяжение которого регулировалось таким образом, что когда скорость
поезда становилась достаточной для получения желаемой максимальной мощности, ремень проскальзывал
на своем шкиве и предотвращал превышение этой мощности при дальнейшем увеличении скорости поезда.
Во втором варианте установки использовался саморегулирующийся динамо-генератор, приводимый в
движение относительно тугим ремнем, так что динамо-генератор постоянно работал со скоростью, более или
менее пропорциональной скорости поезда. В этом случае динамо-машина не могла превысить заданную
выходную мощность благодаря саморегулирующемуся механизму, заложенному в ее электрической
конструкции. В обоих типах установок (35 единиц) наблюдалось общее увеличение потерь мощности на более
высоких скоростях.
В связи с растущими требованиями к комфорту и удобству пассажиров железных дорог, важным элементом
этих требований является обеспечение значительного количества тепла, вырабатываемого электрическими
средствами. Кроме того, поступают запросы на электрические вентиляторы для целей вентиляции.
В любом из вышеупомянутых вариантов установки удовлетворить эти требования крайне сложно, особенно в
случае спальных вагонов, требующих эффективного отопления и питания, или вагонов-кухонь, требующих
отопления для приготовления пищи, подогрева воды и подобных услуг, поскольку размеры и вес
динамо-машин и их приводных механизмов, расположенных под днищем вагонов, неизбежно ограничены, а
увеличение мощности неизбежно требует либо более мощной динамо-машины, либо увеличения скорости
движения.
Целью настоящего изобретения является создание установки, приспособленной для удовлетворения всех
разумных требований при использовании динамо-машин и приводных механизмов практических размеров или
размеров, сопоставимых с размерами существующего оборудования.
Согласно данному изобретению, используется динамо-машина, скорость которой, как правило, изменяется
пропорционально скорости движения, например, динамо-машина, приводимая в движение относительно
тугим ремнем, и используются автоматические средства, позволяющие использовать избыточную или
сверхнормальную выработку электроэнергии динамо-машиной в системах отопления или других полезных
цепях до тех пор, пока продолжается избыточная или сверхнормальная выработка электроэнергии. Выгодно
организовать работу динамо-машины таким образом, чтобы она генерировала постоянный ток силой 7,5 Ом
или максимальным током, определяемым независимо от минимальной достигаемой скорости, но при этом
генерировала напряжение, которое не ограничено или не ограничено в разумных или практических пределах.
Автоматическое управление осуществляется таким образом, что при превышении нормального напряжения
повышенное напряжение подается на соответствующую цепь, которая включается последовательно с
нормальной нагрузкой. В качестве примера предположим, что вагон-ресторан оборудован динамо-машиной,
аккумулятором и цепью электроплиты, подключенными параллельно аккумулятору.
В таком случае динамо-машина, работающая при нормальном напряжении, будет питать цепь плиты и
заряжать батарею, от которой будет брать ток для нагрева кухонных приборов, когда динамо-машина
недоступна. В случае увеличения скорости выше 95°C (скорость, при которой ремень проскальзывал бы
обычным способом), автоматическое устройство вставляет последовательно между динамо-машиной и
батареей один или несколько нагревательных элементов, которые могут использоваться для нагрева или
кипячения воды. Таким образом, напряжение, подаваемое на батарею для ее зарядки, поддерживается
примерно постоянным, как и ток, но избыточное напряжение используется для пропускания этого тока через
вспомогательные нагреватели, благодаря чему можно накапливать запас горячей воды для последующего
использования в качестве посудомоечной машины, для приготовления напитков, или же горячую воду можно
использовать для обогрева туалета или гостиной. Или же вспомогательные обогреватели могут
использоваться для непосредственного обогрева спальных или других отсеков, либо для дополнительного
обогрева любого отопительного или кухонного оборудования.
В дополнение к увеличению выходной мощности, которое таким образом достигается, следует отметить, что
преимущество заключается в том, что привод более эффективен и результативен, чем в случае привода с
проскальзывающим ремнем. 120 Указанное выше автоматическое средство может представлять собой
управляемый регулятором выключатель и реостат, предназначенные для резки резистивного участка с
заданной скоростью и последующего увеличения количества участков по мере увеличения скорости.
Указанные резистивные элементы могут представлять собой нагревательные спирали в емкости с водой, в
этом случае объем воды будет выступать в качестве теплового акумулятора. Или, если указанные
резистивные участки 3.0 1 -', -u u, -7 превышены, можно установить вентиляторы или другие силовые эркриты,
либо батарею или различное количество аккумуляторных элементов. Если установка включает в себя цепь
освещения и батарею для нее, то эта батарея может заряжаться во время нормальной работы
динамо-машины, а отдельная батарея может быть включена последовательно во время сверхнормальной
работы; эта последняя батарея используется для питания двигателей вентиляторов или других электрических
устройств.
Или же обе батареи могут управляться переключателем, предназначенным для периодического
переключения их соединений, так что каждая батарея, в свою очередь, будет регулировать или получать
нормальный зарядный ток. Например, если вторая батарея разъединяется по ячейкам, то можно легко
разработать подходящую систему автоматического переключения, при которой зарядка будет начинаться с
ячеек на одном конце батареи в один раз и с ячеек на другом конце батареи в следующий раз, и таким
образом все ячейки будут поддерживаться в состоянии равномерного заряда.
Разумеется, можно было бы использовать одно и то же автоматическое устройство для включения питания и,
соответственно, для установки резистора или батарейных элементов 95, как указано выше. В некоторых
случаях автоматическое устройство может также включать сопротивление в цепь обмоток полевого магнита,
чтобы поле постепенно уменьшалось по мере повышения напряжения на клеммах, или чтобы ограничить
повышение напряжения на более высокой скорости.
Разумеется, распространенным решением является использование резисторов для защиты цепи от
чрезмерного напряжения, и на транспортных средствах 105, приводимых в движение бензиновым двигателем
через электрическую трансмиссию, аккумуляторная батарея освещения защищена от более высокого
напряжения трансмиссионной установки с помощью автоматически регулируемого реостата 110. Кроме того,
при зарядке батарей в установках, где энергия поступает с переменной скоростью, например, от ветряных
мельниц, приливных двигателей или движущихся транспортных средств, было предложено использовать
несколько элементов, соединенных последовательно, при этом количество заряжаемых элементов
автоматически регулируется скоростью зарядного устройства, а порядок зарядки элементов автоматически
изменяется соответствующим механизмом. Однако настоящее изобретение касается транспортных средств,
имеющих динамо-машины с приводом от оси, предназначенные для питания обычных осветительных или
отопительных установок 1-25 на таких транспортных средствах, и оно предусматривает возможность
генерации динамо-машиной энергии, превышающей потребности таких обычных установок, и автоматическое
использование избыточной генерации с помощью нагревательных элементов, например, нагревательных
катушек на чугунной массе, заключенной в теплоизоляционный кожух и снабженной водопроводными
каналами, так что она образует тепловой аккумулятор и может использоваться в качестве электрического
обогревателя известным способом.
Или же автоматическое средство может включать в себя регулирующий двигатель для реостата, или это
может быть соленоид напряжения, или комбинированный соленоид напряжения и последовательный
соленоид, сердечник которого находится в рабочем соединении с переключателем управления и реостатом.
Или же для управления небольшим релейным двигателем, приспособленным для работы с реостатом, может
использоваться регулятор напряжения, электромагнитный выключатель или электромагнитный
переключатель, как это станет понятно. Любое из этих устройств может работать через ряд контактов,
вызывая последовательное срабатывание ряда контакторных переключателей для последовательного
включения и выключения вспомогательных сопротивлений или цепей.
Ременная передача будет адаптирована для передачи повышенной скорости и мощности, которые
потребуются на более высоких скоростях по сравнению со скоростью и мощностью, для которых
предназначено обычное оборудование, но с учетом экономичного режима работы, размеры шкивов не
обязательно будут больше, чем обычно используемые, и могут даже быть меньше. Динамогенератор будет
модифицирован в той степени, в которой это необходимо для того, чтобы он мог выдерживать относительно
повышенные напряжения, которые будут возникать при более высоких скоростях, и такие модификации будут
разработаны в соответствии с практической конструкцией динамо-машины.
Для генерации динамо-машин с самовозбуждением потребуется автоматическое управление возбуждением,
чтобы обеспечить постоянное возбуждение и постоянный выходной ток, несмотря на переменное напряжение
на клеммах.
Однако в некоторых случаях целесообразнее использовать раздельное возбуждение, например, от
аккумуляторного оборудования. В промежутке между скоростью включения и скоростью генерации
избыточного напряжения зарядный ток, генерируемый динамо-машиной, будет возрастать, но останется
приблизительно постоянным после включения вспомогательной нагрузки, как указано выше, благодаря
ступенчатому включению последовательно соединенных секций вспомогательного нагревателя.
Эти усовершенствования не ограничиваются только отопительными установками, поскольку можно будет
подавать питание на цепи освещения от батареи, а также, или вместо, на цепи отопления или плиты, и
включать вспомогательные цепи отопления описанным выше способом.
Вместо автоматического включения вспомогательных резистивных нагревателей при заданной скорости,
напряжении или выходной мощности используются полезные вспомогательные устройства, описанные выше,
для целей, изложенных выше.
Для облегчения понимания изобретения приводятся прилагаемые чертежи, иллюстрирующие примеры
установок в соответствии с этими усовершенствованиями, на которых: Рисунок 1 представляет собой
схематическое изображение установки, в которой вспомогательные контуры нагревателей управляются
центробежным регулятором, который также управляет работой выключателя включения.
На рисунке 2 представлена схема, иллюстрирующая управление цепями вспомогательных нагревателей с
помощью реле напряжения.
На рисунке 3 представлена схема, иллюстрирующая управление вспомогательными контурами нагревателей
с помощью автоматически управляемого реверсивного двигателя.
На рисунке 4 представлена схема, иллюстрирующая управление вспомогательными контурами нагревателя с
помощью колебательного двигателя.
На рисунке 5 представлена схема, иллюстрирующая управление вспомогательными контурами нагревателей
с помощью соленоидов, приводящих в действие реверсивное пошаговое устройство подачи.
На рисунке 6 представлена схема, иллюстрирующая управление вспомогательными цепями, как показано на
рисунке 2, применяемое в системе освещения поезда с двумя аккумуляторными батареями.
На рисунке 7 представлена схема автоматического переключения, предназначенного для поэлементного
отключения вторичной батареи: в одном случае с одного конца, а в другом — с противоположного.
На рисунке 7' показана часть рисунка 7, но рычаг переключателя обозначен пунктирными линиями, чтобы
показать контактную пластину, расположенную за рычагом переключателя в его нейтральном положении.
На рисунке 1 B обозначена аккумуляторная батарея, соединенная с цепью нагревательного элемента C,
которая включает в себя ряд нагревательных элементов, подобных тем, что используются, например, на
кухне вагона-ресторана. А — это коммутационная панель d.mamo, приводимого в движение от автомобильной
оси — 50 обычным способом, но на этом рисунке виден только конец шпинделя якоря e.
На удлинительном элементе el шпинделя e расположено центробежное устройство регулирования G
соответствующего типа, втулка регулятора g.
выполнен с диском g2, который находится в зацеплении с раздвоенным концом рычага переключателя f, при
этом противоположный конец такого рычага может перемещаться по ряду контактных штифтов f' - f6. Эти
шпильки соединяются с вспомогательными нагревательными элементами способом, описанным ниже. При
необходимости регулятор G может управлять автоматическим реверсивным выключателем известным
способом, следующим образом: диск g2, когда динамо-машина находится в состоянии покоя, совершает
трение с диском hl втулки h, вращательно установленной вокруг шпинделя e, причем втулка h также несет
диск h2, на котором расположены контактные пластины, соединенные с соответствующими щетками 70
динамо-машины. Нет необходимости подробно описывать конструкцию этого переключателя полюсов и
выключателя, поскольку полная информация о подходящем выключателе такого типа содержится в
предыдущей патентной заявке № 7,5 компании J. Stone & Company Limited и A. H. Darker.
7468 1910 года. Проще говоря, когда динамо-машина начинает вращаться в одном направлении, трение диска
регулятора g2 с диском hl приводит к тому, что последний, а также втулка h и диск h' качаются на
соответствующий угол, тем самым приводя соответствующие контактные пластины диска h2 напротив клемм
щеток 85 T, T'. По мере увеличения скорости грузики регулятора вылетают, и звенья тянут втулку регулятора
GL вправо, преодолевая действие пружины регулятора gs. Это позволяет более слабой пружине 90 кН также
смещать втулку h вправо, так что контактные пластины на диске h2 соприкасаются с клеммными щетками T,
T', и динамо-машина подключается к рабочей цепи, при этом полярность клеммных щеток T, T' одинакова для
обоих направлений вращения. Как только перемещение втулки h останавливается концевыми щетками T, TL,
диск регулятора g2 смещается на 100°, выходя из зоны трения с диском h, и при дальнейшем увеличении
скорости диск регулятора g2 продолжает смещаться вправо.
При перемещении диска регулятора g2 вправо осуществляется работа переключателя, предназначенного для
целей, описанных ниже.
Клеммная щетка Т соединена с отрицательной клеммой цепи плиты и батареи, а положительная клемма этих
цепей соединена с контактным штырьком фл. Клеммная щетка TI подключена к рычагу выключателя f. Детали
можно отрегулировать таким образом, чтобы при первом включении динамо-машины рычаг f находился на
контактном штырьке 115 1', так что к динамо-машине подключаются только цепи плиты и батареи C и B. По
мере увеличения скорости рычаг f перемещается на шпильку 6, и в результате вспомогательный
нагревательный элемент 120 H1, подключенный между шпильками f' и f-, включается в цепь последовательно
с цепью плиты и батареи. Дальнейшее увеличение скорости приводит к дальнейшему повороту рычага f,
который 125 последовательно проходит через контакты j–í6 для последовательного включения
вспомогательных нагревательных элементов HE–H5, как это будет легко понять.
Таким образом, при каждом увеличении напряжения динамо-машины на 130 мс. ;L 250,627 происходит, что
соответствует увеличению скорости, такое избыточное напряжение подается для нагрева дополнительных
вспомогательных нагревателей, и таким образом достигается цель изобретения, как указано выше. В этом
контексте следует отметить, что изобретение не следует путать с устройствами, в которых центробежный или
другой автоматический или импульсный переключатель используется для пошагового изменения так
называемого сопротивления лампы, или в которых такой автоматический переключатель используется для
пошагового уменьшения намагниченности поля с увеличением скорости, например, путем включения
ступенчатых изменений сопротивления в цепь обмотки возбуждения.
Как видно из приведенных выше пояснений и описания рисунка 1, автоматический переключатель в
соответствии с этими усовершенствованиями используется для включения дополнительной полезной
нагрузки последовательно с нормальной нагрузкой по мере увеличения скорости, что позволяет более
эффективно использовать динамо-машину и приводные устройства на более высоких скоростях и получать
большую общую полезную мощность без увеличения габаритов динамо-машины или ее приводных частей.
3) Вспомогательные нагреватели 11I–H5 могут представлять собой водонагреватели или накопительные
нагреватели уже упомянутого типа, но, конечно, они могут быть нагревателями любого желаемого типа при
условии, что им не требуется постоянное питание током.
Однако, при желании, указанная вспомогательная схема нагревателя может включать в себя собственную
батарею со средствами для пошагового включения соответствующего количества элементов на каждом этапе,
как это будет легко понять.
Согласно модификации, показанной на рисунке 2, параллельные нагреватели в плите или другом контуре
нагрева C соединены последовательно с динамо-машиной D и вспомогательными нагревательными
элементами H1–H7, но последние обычно закорочены рядом соленоидных переключателей S'–S7. Обмотки
5(0) ряда реле напряжения от RI до R7 соединены параллельно щеткам динамо-машины, а значения этих
обмоток откалиброваны таким образом, чтобы эти реле срабатывали последовательно при повышении
напряжения от заданной разности потенциалов до максимума. RT до R7 — это переключатели реле, и при
замыкании каждой из них своей обмоткой реле замыкается цепь соответствующего соленоидного
переключателя S1–S7. Как видно, обмотки соленоида соединены, с одной стороны, через переключатели
реле и провод реле с положительной щеткой динамо-машины, а с другой стороны, с отрицательным концом
635 нормальной цепи нагрева C, между которой и положительной щеткой поддерживается приблизительно
постоянное напряжение.
При скоростях ниже скорости, заданной для срабатывания первого реле 70 Р., ток проходит от положительной
щетки динамо-машины к цепи плиты а и обратно к отрицательной щетке через щетки короткозамыкающего
выключателя s' – s7. При заданной скорости и напряжении 75 обмотку реле IRl становится достаточно
мощной, чтобы замкнуть его выключатель r1, тем самым замыкая цепь обмотки соленоида SL. Последний
затем засасывает свой сердечник и 80 размыкает щетку выключателя s', так что нагревательный элемент I:Hl
включается в цепь последовательно с цепью плиты C. Следует отметить, что размыкание щетки выключателя
sl также включает нагревательный элемент 85 HI последовательно с обмоткой соленоида SI и с обмотками
полевого магнита F. Реле IR2–R7 работают аналогичным образом при дальнейшем увеличении скорости и
напряжения до максимума 90, так что нагревательные элементы H2–117 последовательно добавляются
последовательно, как будет видно. На заключительных этапах соединение большинства или всех этих
элементов последовательно с обмотками возбуждения F pro- 9,5 обеспечивает удовлетворительную защиту в
случае пробоя в одной из цепей, который может позволить динамо-машине генерировать чрезмерно высокое
напряжение.
В модификации, показанной на рисунке 3 (см. рис. 100), включение вспомогательного нагревательного
элемента Hl в цепь 116, соединенного последовательно с цепью плиты C, посредством рычага переключателя
f, перемещающегося по контактным штырькам f к f7, аналогично описанному в рис. 1 (5) со ссылкой на рис. 1,
за исключением того, что на рис. 3 рычаг 1 приводится в действие реверсивным двигателем M вместо
регулятора. Щетки коммутатора двигателя Ni соединены с соответствующими контактами выключателя 1Z 13,
изолированно установленными на одном плече рычага I, противоположное плечо которого соединено с
сердечником соленоида S. Пружина l', соединенная с первым плечом 115 рычага I, действует против обмотки
соленоида и постоянно стремится опустить это плечо, чтобы привести контакты 72 13 в положение, когда они
зафиксированы на контактах 14 и 15 соответственно. Действие соленоида 120 S заключается в подъеме
указанного рычага и соединении контактов 12, 13 с неподвижными контактами 16 и 17 соответственно.
Неподвижные контакты 14 и 17 соединены с основным отрицательным проводником установки, а
неподвижные контакты 125 15 16 соединены с соединением между последовательной цепью
вспомогательного нагревателя и цепью С параллельно соединенных основных нагревателей.
Полевая обмотка M' генератора M соединена 130-S 250;627 между полевой обмоткой или клеммой «батареи»
на клеммной плате генератора D и основным отрицательным проводником, а обмотка соленоида S соединена
параллельно с полевой обмоткой двигателя. Следует отметить, что положительные выводы обмоток
соленоида и возбуждения двигателя также соединены с местом соединения цепей плиты и нагревателя.
Ступица рычага f по периметру снабжена червячными зубьями, а шпиндель m двигателя M снабжен червяком,
зацепляющимся с этими зубьями.
Работа, показанная на рисунке 3, осуществляется следующим образом: в начале рычаг f находится на первом
контактном штырьке fi, и ток динамо проходит только в цепь C. По мере увеличения скорости натяжение
обмотки соленоида -20 на его сердечник частично преодолевает действие пружины 11 на рычаг 1, так что
последний перемещается в показанное среднее положение, и ток через якорь двигателя M не проходит. По
мере увеличения скорости напряжение на штырьке fl возрастает, и увеличивается разность потенциалов
между обмоткой соленоида S и обмоткой возбуждения двигателя 3M1. В результате обмотка соленоида
преодолевает пружину 1' и втягивает ее сердечник, так что рычаг 1 поворачивается в направлении,
позволяющем поднять контакты 12 ls и привести их в контакт с неподвижными контактами l6 17. Часть тока с
положительного полюса динамо-машины затем проходит через якорь двигателя в направлении его вращения
для поворота рычага f против часовой стрелки. Таким образом, рычаг f задевает контактный штырь fi и
включает первый нагревательный элемент последовательно с цепью плиты O. Уменьшение разности
потенциалов на обмотке соленоида из-за включения нагревательного элемента IIf между рычагом f и штырем
f' достаточно для ослабления соленоида до такой степени, чтобы пружина 11 смогла возобладать и вернуть
рычаг 1 в среднее положение для разрыва цепи якоря двигателя M, так что рычаг f остается на штыре f2.
Дальнейшее увеличение скорости и напряжения приведет к повторению операции и дальнейшим
противонаправленным движениям рычага f для включения дополнительных вспомогательных нагревателей
F2–16, как это будет легко понять. В любой момент, когда скорость и напряжение уменьшаются, соленоид
ослабевает настолько, что пружина 11 может опустить рычаг 1 и привести контакты 12 Z3 в контакт с
неподвижным контактом.
14 1. Направление тока через якорь двигателя становится обратным тому, что было раньше, так что рычаг
будет поворачиваться по часовой стрелке шаг за шагом для отключения вспомогательных нагревателей, как
будет понятно без дальнейшего описания. Для предотвращения возможности перегрузки рычага выключателя
70 мы можем использовать контакты, предназначенные для размыкания цепи двигателя, на рычаге
выключателя, достигшем предела своего хода в любом направлении.
На рисунке 4 контактные штыри от fl до f7 75 для постепенного включения вспомогательных нагревателей
расположены в прямую линию, а по всей цепи проходит скользящий контакт n, который скользит по
параллельной контактной планке o. Скользящий контакт 80 n соединен гибкой лентой p с дисковым шкивом q
якоря 32 осцилляторного двигателя, через который проходит рабочий ток. Полевая обмотка 31М этого
двигателя подключена 85 между положительным выводом динамо-машины D и отрицательным основным
выводом.
Соединение между клеммой обмотки возбуждения или клеммой «батареи» на динамо-машине и шпилькой fi
предназначено для цели 90 i, которая появится. Пружина, соединенная с ползунком, противодействует
натяжению якоря двигателя 1М12.
Принцип работы устройства, показанного на рисунке 4, следующий: когда динамо-машина 95 неподвижна или
вращается на низкой скорости, ползунок n находится на первом штырьке fi, так что любой генерируемый ток
проходит непосредственно к нагревателям цепи C. Благодаря соединению обмотки возбуждения 100 или
клеммы «батареи» на динамо-машине с первым штырьком fi, напряжение батареи первоначально подается
на обмотку возбуждения двигателя. По мере увеличения напряжения динамо-машины, то же самое подается
на катушку 31s 105, и когда напряжение динамо-машины превышает напряжение батареи, а ток через якорь
двигателя становится достаточно сильным, двигатель преодолевает натяжение пружины и перемещает
ползунок n на штифт f2, тем самым включая первый вспомогательный нагреватель Hl, как в описанных выше
схемах: Дальнейшее повышение напряжения или напряжения и тока приведет к дальнейшему увеличению
крутящего момента двигателя и дальнейшему перемещению ползунка n для включения дополнительных
вспомогательных нагревательных элементов 1:2 до H6.
Снижение скорости или напряжения ослабляет крутящий момент двигателя, и пружина 120 т позволяет
оттянуть ползунок n назад, что приводит к отключению вспомогательных нагревательных элементов.
Рисунок 5 несколько похож на рисунок 3, за исключением того, что рычаг переключателя f 125 управляется
электромагнитно-управляемым пошаговым механизмом подачи, а не реверсивным двигателем. На рисунке 5
противоположные половины ступицы рычага образованы расположенными друг напротив друга 130 250 627
наклонными зубьями храпового механизма, причем один набор зубьев приспособлен для оперативного
зацепления с собачкой, а другой — с собачкой. Эти собачки удерживаются соответствующими рычагами
наклонного рычага v, причем указанные рычаги расположены на траекториях соответствующих соленоидных
сердечников w и w1. Управляющий соленоид S имеет обмотку, соединенную, с одной стороны, с
отрицательным проводником, а с другой стороны, с клеммой обмотки или клеммой "батареи" на
динамо-машине D, причем эта клемма также соединена с первым контактным штырьком fl. Рычаг l имеет одно
плечо, функционально соединенное с сердечником соленоида S, другое плечо соединено с положительной
стороной катушки соленоида и несет двойную контактную щетку ax, расположенную между верхним и нижним
неподвижными контактами y yI. Контакт y соединен с положительным выводом обмотки соленоида w2,
которая воздействует на сердечник w, а контакт yl соединен с положительным выводом обмотки соленоида is,
которая воздействует на сердечник w'.
Отрицательные концы катушек w2, ws соединены через переключатели z z1 с отрицательным основным
проводником, а щетки этих переключателей z zl также расположены на пути соответствующих сердечников w
wL.
Принцип работы устройства, показанного на рисунке 5, следующий: когда динамо-машина неподвижна или
работает на низкой скорости, рычаг f находится на контактном штырьке ', так что любой генерируемый ток
проходит непосредственно в цепь C плиты. Рычаг I поддерживается в равновесии в среднем положении,
показанном на рисунке, за счет пружинного механизма, противодействующего усилию соленоида,
возникающему из-за возбуждения его катушки, подключенной между клеммой батареи динамо-машины и
отрицательным полюсом сети. По мере увеличения скорости и напряжения напряжение на контакте /'
возрастает, и благодаря соединению этого контакта с клеммой батареи это повышенное напряжение
подается на катушку соленоида, после чего соленоид поднимает свой сердечник и наклоняет рычаг 1 в
направлении, при котором щетка x соприкасается с неподвижным контактом y.
Катушка w2 теперь находится под напряжением, и сердечник w прижат таким образом, что ударяет по щетке
выключателя z и правому рычагу наклона v. При ударе по щетке z соленоид размыкает свою цепь, и
сердечник немедленно опускается, а при ударе по рычагу наклона v собачка u входит в зацепление с одним из
зубьев правой храповой передачи и перемещает рычаг f против часовой стрелки на один шаг к контактному
штифту / тем самым включая вспомогательный нагреватель I'. Таким образом, напряжение, подаваемое на
катушку соленоида S, уменьшается, так что она не будет снова всасывать свой сердечник до тех пор, пока не
произойдет дальнейшее повышение напряжения динамо-машины. Дальнейшая работа этого пошагового
механизма подачи как в том же, так и в обратном направлении станет очевидна без дополнительных
описаний. 70
Согласно рисунку 6, используется схема, очень похожая на изображенную на рисунке 2, но вместо схемы C
для плиты, как на последнем рисунке, используется схема освещения с двумя батареями. На рисунке 6 (75)
вспомогательные нагреватели Et'–1t7 вставлены в положительный главный провод, идущий от
динамо-машины D к цепям батареи и освещения, указанным ниже, и обычно закорочены переключателями
s1–s7 (80). Подключение, управление и работа соленоидов S1–Si аналогичны описанным на рисунке 2.
Положительный провод, идущий от вспомогательных нагревателей 85, подается на известный
электромагнитный выключатель, включающий шунтирующую катушку 1, последовательную катушку 2 и
резисторный выключатель короткого замыкания 3.
При включении выключатель 3 размыкается, и ток проходит через проводник 6, резистор лампы 5 и
выключатель освещения 4 к лампам IL. Проводник 6 также соединен с известным автоматическим
переключателем батарей 9,5 7, который в одном положении напрямую подключает батарею B к
динамо-машине для зарядки, а батарею B' — последовательно с резистором лампы, а в следующем
положении меняет местами соединения 100 этих батарей способом, хорошо известным в данной области
техники. Таким образом, на рисунке 6 показано, как вспомогательные нагреватели могут поэтапно
подключаться последовательно к комбинированной цепи батареи и освещения по мере увеличения скорости
и напряжения, которые становятся больше, чем требуется или безопасно для зарядки батареи и включения
ламп.
На рисунке 7 показано средство автоматического переключения, предназначенное для постепенного
включения элементов батареи последовательно с нормальной нагрузкой. На данной схеме щетки
реверсивного двигателя М соединены с неподвижными контактами реверсивного выключателя 115s, рычаг 9
которого приводится в действие, как описано ниже, рычагом f пошагового включения, приводимым в движение
шпинделем m двигателя. Следует понимать, что реверсивный двигатель 120 ME в основном управляется
реле, реагирующим на изменения напряжения, как описано со ссылкой на рисунок 3, но это реле не показано
на рисунке 7. Следует также понимать, что червяк, изображенный на шпинделе двигателя m (125), находится
в зацеплении с сектором червячного колеса 11, соединенным с рычагом переключателя f, хотя червяк и
сектор червячного колеса показаны на схеме раздельно. Рычаг реверсивного переключателя 130 250,627 9
Т-образной формы подвешен на шарнире 10 и несет поворотный рычаг 12, который удерживается в среднем
положении пружинами 13. Рычаг переключателя f имеет два изолированных контакта 14, соединенных
соответственно с положительным и отрицательным выводами рабочей цепи, и, как показано на рисунке 7,
находится в среднем положении, в котором осуществляется контакт с контактной пластиной 20 (рисунок 7%),
при этом сохраняется целостность рабочей цепи.
Если двигатель M приводит в действие: вращение рычага переключателя f по часовой стрелке, то контакты 14
рычага f проходят от контактной пластины 20 на контактный сегмент f и один из контактных штифтов fl-to-f8
слева от рычага f. Этот сегмент /9 соединен с отрицательным полюсом батареи, а контакты P–/8s соединены с
положительными полюсами последующих элементов, и таким образом элементы батареи последовательно
включаются с отрицательного конца последовательно с рабочей цепью. В своем первоначальном движении
по часовой стрелке рычаг просто щелкает мимо поворотного пружинного рычага 12 реверсивного
переключателя.
По мере падения напряжения динамо-машины двигатель M будет вращаться в обратном направлении и
поворачивать рычаг f против часовой стрелки, а когда рычаг f приблизится к среднему положению, он
зацепится с рычагом 12 и осуществит реверсирование рычага переключателя 9. Таким образом, при
следующей операции двигатель M будет вращать рычаг f против часовой стрелки, при этом контакты 14
перейдут на сегмент ye, а штифты fl — на f в правую сторону рисунка 7. В начале своего движения стрела
пролетает мимо стрелки 12, как и прежде, и, проходя над выступами, врезается в элементы питания на
расстоянии одного от положительного конца, при этом отрицательные полюса элементов питания соединены
с этими выступами, а положительный полюс батареи соединен с этим сегментом 9.
Динамо-машина установки может начать генерировать энергию за счет самовозбуждения, и автоматические
средства могут быть использованы для первоначального подключения обмоток возбуждения к батарее, когда
напряжение на клеммах динамо-машины равно напряжению на клеммах батареи, а затем, при дальнейшем
увеличении скорости, для снятия клемм обмоток возбуждения с клемм динамо-машины и оставления их
подключенными к батарее, а также для подключения секционных нагревателей или вспомогательной батареи
описанным способом. При желании можно использовать две динамо-машины, соединенные параллельно (с
переключателями, срабатывающими на положительный и отрицательный выводы), или две динамо-машины,
соединенные последовательно.
При установке секционных резистивных нагревателей, как описано выше, последние две или три ступени или
секции могут иметь очень высокое значение сопротивления в целях защиты установки.
Например, если произойдет прерывание между ячейками или пластинами аккумулятора, напряжение
динамо-машины чрезмерно возрастет, но этому можно будет воспрепятствовать, поскольку правильно
откалиброванная система управления напряжением автоматически обеспечит подключение секционного
сопротивления до его последних и самых высоких участков.
Усовершенствования применимы к 75 простым установкам, в которых контур нагревателя подключен
параллельно динамо-машине, например, в установках для фургонов с бананами и тому подобных. В таких
установках автоматическое средство будет работать для включения 8 вспомогательных нагревателей.
Динамо-машины в установках, работающих в соответствии с этими усовершенствованиями, могут
возбуждаться постоянным возбуждением, или же возбуждение может быть изменено или уменьшено по мере
увеличения скорости, напряжения или выходной мощности. Таким образом, в цепи обмотки возбуждения
может возникать статическое сопротивление, которое может постепенно включаться автоматическим
способом по мере увеличения скорости или напряжения. При таких значениях сопротивления последний
участок, который необходимо вырезать в железо, должен иметь относительно высокое значение для защиты
установки. Кроме того, указанные динамо-машины могут быть сконструированы таким образом, чтобы
выдавать постоянный ток силой 9,5 А при всех скоростях или ток, незначительно уменьшающийся с
увеличением скорости.
При автоматической установке батареи, как указано выше, эта батарея может представлять собой батарею с
ферроникелевыми элементами 100 и может обеспечивать работу вентиляторов, которые в этом случае могут
быть совершенно независимы от цепи освещения. Таким образом, нагрузка на батарею осветительной цепи
снизится, и для осветительной цепи можно будет использовать батарею меньшего размера, например,
состоящую из 105 ферроникелевых элементов.
Следует понимать, что средства автономного управления могут включать в себя устройство регулирования,
воздействующее косвенно на средства переключения (1t) через контакты реле и соответствующее устройство
управления двигателем реле, вместо прямого воздействия, как показано, например, на рисунке 1. Если
устройство представляет собой электромагнитное устройство, оно также может работать непосредственно
или косвенно под воздействием напряжения динамо-машины или под комбинированным воздействием
напряжения и тока динамо-машины. Очевидно, что может быть использована комбинация механических и
электрических средств 12, например, выключатель включения, управляемый регулятором, или переключатель
полевого магнита, управляемый регулятором, а также электромагнитное средство для регулировки
вспомогательных устройств в основной цепи 125.
Естественно, конструкция может быть разработана таким образом, чтобы ремень проскальзывал на
чрезвычайно высоких скоростях в целях безопасности, но в этом случае износ ремня из-за проскальзывания и
потери мощности в моменты, когда происходило проскальзывание, будут незначительными.
Усовершенствования позволяют поддерживать более эффективную и экономичную работу привода,
обеспечивают более мощную трансмиссию при ограниченных размерах и натяжении шкивов и ремней, а
также позволяют динамо-машине иметь чрезвычайно низкую частоту включения без потерь на высоких
скоростях. Автоматические средства могут быть объединены для управления цепями более чем одного
динамо-генератора, так что затраты на обеспечение таких средств не нужно нести в отношении каждого
динамо-генератора и связанных с ним цепей на транспортном средстве.
Теперь, подробно описав и определив природу нашего изобретения и способ его осуществления, мы
заявляем, что то, что мы предлагаем, соответствует действительности.
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_250628.txt ===
Соседние файлы в папке патенты