Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_45
.pdf
Переключатель 17 предназначен для управления цепью обмотки возбуждения 16' под углом 90 градусов.
Выключатели 18,
21, 22 и 23 предназначены для управления цепями возбуждения обмоток генератора и двигателя. Когда
переключатель 18 замкнут, эти обмотки возбуждения соединены последовательно, причем цепь идет от
одного вывода возбудителя 16 к контактному кольцу 13, через обмотку возбуждения двигателя 12 к
контактному кольцу 14, через переключатель 18 к контактному кольцу 19, через обмотку возбуждения
генератора 1C0 2 к контактному кольцу 20 и далее к другому выводу возбудителя 16.
Когда переключатель 18 разомкнут, а переключатель 1 замкнут, возбудитель 16 подключен (напрямую к)
кольцам 13 и 14 105 для подачи полного напряжения возбудителя на обмотку возбуждения двигателя ii(tidig.
Когда замкнут только переключатель 22, полное напряжение возбудителя 16 подается на обмотку
возбуждения генератора 2. Переключатель 23 расположен таким образом, что закорачивает резистор 24 в
цепи, замкнутой переключателем 21, для целей, изложенных ниже. Резисторы 2.5 поставляются вместе с
корпусами статора 3 и 4 для целей, описанных ниже, а переключатели 2' предназначены для закорачивания
этих резисторов.
Обычно двигатель работает как симметричный двигатель, и обмотка 3 напрямую соединена с обмоткой 4 для
обеспечения определенного направления работы в зависимости от того, переключатели 7, 9 или 7.
9 и 11 закрыты. Или Cit-Sit 5'))ein, sh1Ort-circuite(d b1 переключатели 26.
Во время этой синхронной работы переключатель iS остается замкнутым, в результате чего возбудитель 16
подключается для питания последовательно соединенных обмоток возбуждения 12 и 2 двигателя и
генератора. Когда необходимо остановить или изменить направление движения судна, переключатель 18
размыкается, а переключатели 21 и 23 замыкаются, таким образом, на обмотку возбуждения двигателя
подается полное напряжение и мощность возбудителя, а обмотка возбуждения генератора остается
невозбужденной. Контакторы линии 7–10 приводятся в действие таким образом, что фазовое вращение
между обмотками статора 3 и 4 меняется на противоположное, и переключатели 26 размыкаются. В таком
положении инерция судна, перемещающего гребной винт 6 по воде, заставляет двигатель работать как
синхронный генератор, чтобы оторвать гребной винт от воды и остановить его. Энергия торможения,
развиваемая в двигателе, рассеивается в основном в твердых сердечниках вращающегося элемента поля
генератора за счет возникающих в них вихревых токов.
Помимо рассеивания энергии, энергия рассеивается в обмотках возбуждения генератора и двигателя.
Очевидно, что по мере замедления вращения винта из-за тормозного действия частота токов, циркулирующих
между обмотками статора 4 и 3, будет уменьшаться, и, следовательно, частота этих токов является мерой
скорости вращения двигателя. Реле 27, как описано ниже, сконструировано таким образом, чтобы замыкать
контакт 28, когда частота тормозных токов снижается до заданного низкого значения.
Контакт 28, описанным ниже способом, вызывает замыкание переключателя 22, чтобы подать полное
напряжение возбудителя 16 на обмотку возбуждения генератора 2, и размыкание переключателя 21, чтобы
обесточить обмотку возбуждения двигателя 12.
Контакт 28 также предназначен для замыкания переключателей 26 и короткого замыкания резисторов 25.
Очевидно, что при таком расположении соединений генератор будет перенапрягаться, а двигатель останется
ненапрягаемым, и, следовательно, двигатель будет работать как асинхронный двигатель, создавая сильный
реверсивный момент для изменения направления вращения винта и его ускорения в противоположном
направлении. В то время как двигатель пропеллера работает как асинхронный двигатель, переменная
электродвижущая сила, составляющая частоту скольжения, будет возникать в обмотке возбуждения
индуктивности 12 А, что очевидно для специалистов в данной области. Когда скольжение достигает заданного
низкого значения, реле 29 65 устанавливается, описанным ниже способом, для замыкания контакта 3(> с
целью восстановления цепи обмотки возбуждения двигателя 12. Таким образом, двигатель приводится в
точную синхронизацию с генератором, 70 после чего обмотки возбуждения двигателя и генератора
соединяются последовательно для возбуждения в нормальном синхронном режиме работы в обратном
направлении.
Система, включающая описанный выше цикл операций 7:5, описана и заявлена в нашей параллельно
рассматриваемой заявке 164,873, упомянутой ранее. Принцип работы системы был кратко изложен для того,
чтобы обеспечить более четкое и простое описание ее конструкции и функционирования.
Реле 27 снабжено обмоткой 31 в виде небольшого якоря двигателя постоянного тока, и эта обмотка 85
питается от любого удобного источника постоянного тока. Обмотка возбуждения реле 32 расположена таким
образом, чтобы быть подключенной к одной из основных линий, соединяющих обмотки статора генератора и
двигателя 3 и 4. 90 Реле снабжено маятником, включающим регулируемый груз 33, который стремится
удерживать контакт 28 в замкнутом положении. Реле настроено таким образом, чтобы период нейтрального
состояния составлял одну секунду. 95 Обмотка 35, соединенная последовательно с катушкой 32,
расположена таким образом, чтобы удерживать контакт 2'8 в разомкнутом состоянии. Таким образом, реле 27
будет оставаться замкнутым при отсутствии сигнала и разомкнутым на высоких частотах 100, но будет
периодически замыкать свой контакт 28 на частотах около одного цикла. Реле 29, с другой стороны, в
обычном режиме работы удерживает свой контакт 30 в разомкнутом состоянии.
Обмотка 36 реле 29 соединена с клеммами обмотки возбуждения 12 двигателя через контактные кольца 13 и
14.
В цепях обмотки 36 предусмотрен контакт 21а, соединенный с контактом 21, для целей, описанных ниже.
Полевая обмотка 110 37 реле 29 предназначена для подключения к любому подходящему источнику
постоянного тока. Реле 29 снабжено регулируемым грузом 38, который стремится удерживать контакт 3() в
разомкнутом положении, как описано выше. Это реле настроено таким образом, чтобы иметь собственный
период колебаний в одну треть секунды, то есть маятник совершает три двойных колебания в секунду. Если
реле остается разомкнутым в цепи без напряжения и замыкается с периодичностью в течение трех циклов,
оно размыкается, когда постоянный ток проходит через обмотку 36, что происходит всякий раз, когда
возбуждается обмотка возбуждения двигателя и замыкается контакт 21a.
Контроллер 39, имеющий передний и задний сегменты 40 и 41, предназначен для управления различными
линейными контакторами и переключателями возбуждения, как описано ниже, а реле направления 42
взаимодействует с контроллером таким образом, чтобы обеспечить надлежащее функционирование системы
во время маневров 1, 5 на кольцевых трассах. Все маневры могут выполняться простым управлением
контроллером для достижения желаемого маневра, и оператору не требуется никаких навыков или
осторожности, чтобы гарантировать, что операции синхронного торможения, работы асинхронного двигателя
и синхронизации происходят тогда, когда это необходимо, и только тогда, когда это необходимо, и в
надлежащее время. Реле управления направлением вращения включает в себя диск 43, установленный на
валу гребного винта и предназначенный для перемещения поворотного рычага 44 в одном или другом
направлении в зависимости от направления его вращения. Рычаг 44 предназначен для управления
контактами 45 и 46. Как показано на чертеже, диск 43 расположен таким образом, что вращается против
часовой стрелки, когда пропеллер вращается вперед, и по часовой стрелке, когда пропеллер вращается
назад.
Вращение вперед замыкает контакт 45, а вращение назад замыкает контакт 46. Сегменты контроллера 40 и 41
взаимодействуют с контактными пальцами a, b, c, d, e, f, g, h.
Работа системы, показанной на рис. 1, осуществляется следующим образом: предполагая, что судно
движется вперед, сегмент контроллера 41 будет находиться в зацеплении с контактными пальцами
контроллера для поддержания замкнутого состояния линейных контакторов 7, 8, 10 и 26, а также для
поддержания замкнутого состояния выключателя возбуждения 18. Возбудитель 16 будет подавать ток на
обмотку возбуждения 12 двигателя и обмотку возбуждения 2 генератора последовательно, как описано выше.
Предположим теперь, что оператор хочет развернуть судно. Он просто переведет контроллер 39 из крайнего
переднего положения в крайнее заднее.
Когда контроллер переходит в положение «выключено», все цепи управления обесточиваются, и все
выключатели возбуждения и линейные контакторы размыкаются. Когда контроллер переместится в конечное
заднее положение, сегмент 40 первым задействует пальцы b, c, d и e. Палец b подключен к удобному для всех
источнику питания. Пальцы c и d будут активированы для замыкания контакторов 7, 9 и 11, чтобы изменить
направление фазового вращения между обмотками статора генератора и двигателя 65. Контакт 46 на пальце
контроллера не будет активировать цепь, поскольку реле направления теперь поддерживает его в
разомкнутом состоянии. Когда контроллер переходит в положение 2, палец f получает питание, чтобы
замкнуть переключатель 70 17 и активировать возбудитель 16.
Контакт f контроллера также замыкает цепь через блокировочный контакт 22b переключателя 22 и
блокировочный контакт 183 переключателя 18, чтобы замкнуть переключатель 21. Также цепь замыкается от
контактного пальца f через блокировочный контакт 22a до замыкания выключателя 23 и резистора короткого
замыкания 24. Таким образом, полное напряжение и мощность возбудителя 16 подаются на обмотку
возбуждения 12 двигателя под напряжением 80 В. Двигатель работает как синхронный генератор,
останавливая гребной винт описанным выше способом. В этот момент контакторы 26 разомкнуты, и
тормозные токи 85 циркулируют через резисторы 25, которые предназначены для улучшения коэффициента
мощности и усиления тормозного эффекта. Когда частота тормозных токов падает до одного цикла в секунду,
реле 27 стремится периодически замыкать контакт 28, и первое замыкание замыкает цепь от контактора
контроллера q (который теперь находится под напряжением, поскольку контроллер был перемещен в свое
третье и последнее положение) к рабочим катушкам контакторов 26, которые, следовательно, замыкают и
закорачивают резисторы 25.
Один из контакторов 26 также предназначен для закорачивания обмоток 32 и 35 реле 27, которое остается в
замкнутом положении. Теперь блокировочный контакт 26a на контакторе 26 замыкает цепь от контакта f через
блокировочный контакт iS') до замыкания выключателя 22. 105 Таким образом, полное напряжение
возбудителя 1i подается на обмотку возбуждения генератора 2, и после интервала времени, достаточного для
того, чтобы ток в обмотке возбуждения генератора достиг своего полного значения, контакт 22" 110
выключателя 22 размыкается, прерывая тем самым цепь рабочей катушки выключателя 21, который,
следовательно, размыкает и обесточивает обмотку возбуждения двигателя 12.
Теперь мощный крутящий момент асинхронного двигателя (115) используется для изменения направления
вращения винта и вывода его на задний ход. При изменении направления вращения реле направления 42
размыкает контакт 45 и замыкает контакт 46. Размыкание контакта 45 120 167,5 B0 не оказывает никакого
эффекта. Однако, по той причине, что палец контроллера (подавлен) получает (подавлен) энергию в это
время, а замыкание контакта 1-i не оказывает никакого эффекта, поскольку цепь, замкнутая этим контактом,
не параллельна цепи, замкнутой контактом 2S реле 27 n, который теперь замкнут. Размыкание выключателя
21 замыкает контакт 21a, соединяя обмотку 36 реле 29 с клеммами обмотки возбуждения двигателя 12. Когда
двигатель, приводящий в движение гребной винт, достигает почти полной скорости в заднем направлении
(реле 29, которое начинает срабатывать, когда скольжение достигает значения в три оборота в секунду,
замыкает контакт 310, замыкая цепь от контактного пальца f контроллера к катушке 47, которая
предназначена для управления контактами 47a, 471) и 47e. Контакты 47a и 47b замыкаются мгновенно, при
этом первый замыкает цепь удержания, независимую от контакта катушки 47.
Контакт 471) замыкает цепь через блокировочный контакт PSA, чтобы замкнуть выключатель 21. Замыкание
выключателя 21 подает питание на обмотку возбуждения 12 двигателя, приводя его в синхронизацию с
генератором. По прошествии промежутка времени, достаточного для установления тока возбуждения
двигателя, контакт 47C L0 замыкается, подавая напряжение на замыкающую катушку выключателя 18. В
момент замыкания выключателя 18, блокировочный контакт 18a размыкает выключатель 21, а блокировка 18b
размыкает выключатель 22. В течение короткого промежутка времени замыкаются переключатели 18, 21 и 22,
и, следовательно, резистор 24 предназначен для предотвращения короткого замыкания на возбудителе 16,
цепь которого проходила бы от одного вывода возбудителя через переключатели 22, 18 и 21 к другому выводу
возбудителя.
Теперь установлены стандартные синхронные рабочие соединения для работы в заднем направлении.
Обмотки возбуждения 2 и 12 соединены последовательно через переключатель 18. Функция контакта 21а в
цепи обмотки 36 реле 29 заключается в предотвращении замыкания контакта 30 реле 29 в момент
размыкания выключателя 21So для обесточивания обмотки возбуждения двигателя 12 по окончании операции
синхронного торможения. Как уже было указано ранее, реле 29 сконструировано таким образом, чтобы
удерживать контакт 30 в разомкнутом состоянии при прямом воздействии электродвижущей силы на его
клеммы.
При такой схеме очевидно, что при прерывании цепи возбуждения двигателя возникнет индуктивный импульс,
который будет стремиться замкнуть контакт 30. Контакт A21a, следовательно, блокируется с переключателем
21, так что цепь вращения B (oImpleced t('(l 'lv wIllile :witchu 21 is ill op1(en 1o:<itio ll rT the function and oberatiofl
ofl of the direction relay 42 w-ill now he described. 6a5 Следует отметить, что первое положение контроллера с
любой стороны (если положение «выкл» стремится замкнуть цепь для установления синхронных тормозных
соединений). Очевидно, что синхронное торможение желательно всякий раз, когда судно необходимо быстро
остановить, даже если нет желания двигаться задним ходом.
Такая быстрая остановка будет осуществлена путем перевода контроллера в положение реверса 75, а затем
в положение «выключено». Если.
Однако, когда судно дрейфует по прямой, а оператор желает выполнить команду "на полной скорости",
очевидно, что синхронное торможение на 80 градусов является ненужным и нежелательным. Направление 42
предназначено для исключения синхронного торможения в таких условиях.
Принцип работы системы при переходе от прямого движения к движению задним ходом был описан ранее.
Если во время движения задним ходом переключатель управления перевести в положение «выключено» и
оставить его в этом положении, судно будет дрейфовать задним ходом. 90 Если будет дана команда "полный
задний ход", оператор просто переведет рычаг управления в положение "полный задний ход". Пальцы
управления c и d замкнут контакторы 7, 9 и 11 для работы в режиме заднего хода 95, а палец управления e
замкнет цепь через контакт 46 реле направления 42, который теперь замкнут, непосредственно к рабочим
катушкам контакторов 26. Следует отметить, что эта цепь 10 шунтирует контакт 28 реле 27, и, следовательно,
соединения устанавливаются мгновенно, тогда как в противном случае они не были бы установлены до
замыкания контакта 28.
Таким образом, блокировочный контакт 26a, будучи замкнутым, находится в положении 1j, замыкая
выключатель 22 для работы асинхронного двигателя, как было описано ранее, и, следовательно, работа
синхронного торможения исключается. Контакт 45 контроллера взаимодействует для устранения синхронного
торможения, когда необходимо ускорить движение вперед, в то время как (tileshi) движется вперед.
Считается, что выполнение других маневренных операций будет очевидно из описанных операций.
В приведенном выше описании не упоминались механизмы управления и контроля турбины 1, но следует
понимать, что такие механизмы используются. Однако, что касается работы нашего изобретения, может быть
использован любой хорошо известный механизм управления, который в целом давно применяется в данной
области техники, как показано, например, в нашем патенте № 3026/13. Для обеспечения плавного перехода
двигателя и генератора в синхронное состояние желательно снижать скорость вращения турбины во время
маневрирования, как показано в нашем патенте № 284115.
В модификации, показанной на рис. 1, возбудитель представлен как 13, расположенный таким образом, чтобы
обеспечивать нормальное возбуждение обмотки возбуждения генератора и двигателя, включая обмотки,
соединенные последовательно. Модификация, показанная на рис. 2, демонстрирует трехпроводную систему
для возбуждения обмоток возбуждения; такая система хорошо подходит для соединения обмоток
возбуждения генератора и двигателя как для нормального, так и для двойного возбуждения.
Основные линии трехпроводной системы обозначены номерами 48, 49 и 50.
Переключатель 51 предназначен для прямого соединения линий 48 и 49 с контактными кольцами 13, 14,
которые питают обмотку возбуждения двигателя.
Когда переключатель 51 замкнут, на двигатель подается нормальное возбуждение.
Переключатель 52 предназначен для соединения линий 49 и 50) с контактными кольцами 1l), 20, которые
питают обмотку возбуждения генератора.
Когда переключатель 52 замкнут, на генератор подается нормальное возбуждение. Переключатель ::' 53
предназначен для подключения обмотки возбуждения генератора к линиям 48 и 50 для перенапряжения. Для
возбуждения через цепь 41i предусмотрен переключатель 54, соединяющий обмотку возбуждения двигателя с
линиями 48 и 50. Для обеспечения перехода от перевозбуждения к нормальному возбуждению генератора без
короткого замыкания одной из сторон трехпроводной системы предусмотрен переключатель 55.
Переключатель 55 замыкает шунтирующую цепь вокруг переключателя 53 через резистор 56. Переключатели
51, 52, 53 и 54 снабжены определенными блокировочными контактами, функция которых будет описана
далее. Контроллер 57, снабженный основными передним и задним сегментами 58 и 59 и вспомогательным
сегментом 591, расположен таким образом, чтобы взаимодействовать с рядом контактных пальцев для
управления цепью; соединения описаны ниже. Контактные пальцы контроллера. C, andci d вызывает сбои в
работе цепи (совместное управление a11(1 l(velsilg контакторами 7, s, 9).
и 11 точных уровней, как в i.. I. Сегменты контроллера показаны пунктирными линиями в выключенном
состоянии и штриховкой в положении, которое они занимают, когда контроллер находится в положении
полного хода задним ходом. Различные элементы системы показаны в положениях 65, которые они занимают
во время работы в заднем направлении, при этом линейные контакторы 7, 9 и 11 замкнуты, а переключатели
51 и 52 замкнуты для подачи нормального возбуждения на обмотки возбуждения генератора и двигателя. 70
Модификация, показанная на рис. 2, отличается от модификации, показанной на рис. 1, тем, что
предусмотрены средства для управления изменениями в цепях возбуждения в соответствии с фактическим
значением скольжения в приводном двигателе 4. Данный механизм включает в себя три дисковых релейных
устройства, далее именуемых реле A, B и C. Реле A представляет собой реле направления, выполняющее
функции, описанные в связи с описанием реле 42 на фиг. 1. Реле А представляет собой диск 60, приводимый
в движение любым подходящим способом от вала s5 винта 6, на котором установлен ротор приводного
двигателя. Поворотный рычаг 61 предназначен для управления контактами A', A2, A3 и A4. Пружины 62
установлены между контактами A', A2 90 и между контактами A3, A4. Плечи 63, 64, 65 и 66 расположены на
рабочем штоке 67, соединенном с поворотным рычагом 61 таким образом, что при вращении диска по часовой
стрелке контакты A2 и A4 находятся в замкнутом положении, а контакты A' и A3 — в разомкнутом, и, таким
образом, при вращении диска против часовой стрелки контакты A' и A3 находятся в замкнутом положении, а
контакты A2 и A4 — в разомкнутом.
Расположение деталей также таково, что при переворачивании диска 60 все контакты будут находиться в
зацеплении в течение короткого промежутка времени. Реле B снабжено контактами B', B2, B3 и B4,
установленными аналогично контактам A', A3 и A4. Поворотный рычаг 68 реле B отличается от поворотного
рычага 61 реле A тем, что он оснащен двумя элементами (69 и 70) для взаимодействия с диском 71.
Конструкция реле 13 более наглядно показана на рис. 3, где элементы 69' afn(1 7() соединены, как будто
изготовлены из пружины 115, Imlaterial. «Эти элементы расположены на значительном расстоянии друг от
друга, поэтому для полного срабатывания реле требуется прохождение трех импульсов диска». На фиг. 2,
например, вращение диска 71 против часовой стрелки приведет к тому, что первая выемка зацепится за
элемент 6S9, который приведет в действие поворотный рычаг 68, перемещающий стержень 72 и вызывающий
замыкание контактов 131 и 1B3. Контакты JI' и (l 1B4 по-прежнему остаются замкнутыми, однако, из-за
действия пружин 62.
Следующая выемка диска 71 входит в зацепление с элементом 70, перемещая стержень 72 на расстояние,
достаточное для размыкания контактов B2 и 13. Расстояние между выемками на диске 71 и скорость
вращения диска таковы, как будет указано ниже, что интервал времени, в течение которого наборы контактов
остаются замкнутыми, достаточен для того, чтобы ток в обмотке возбуждения генератора достиг своего
полного значения.
Реле С, управляемое диском 73, снабжено контактами (C1, C2, C3 и C4), расположенными таким образом,
чтобы срабатывать аналогично соответствующим контактам реле А и В. Направление вращения диска 60
реле А соответствует направлению вращения пропеллера 6. Направление и скорость вращения диска 71 реле
B зависят от алгебраической суммы скоростей вращения шестерни 74, установленной на валу 75, на котором
вырезан диск 60, и шестерни 76, приводимой в движение от двигателя 77 через червяк 78 и червячное колесо
79. Направление и скорость вращения диска 73 реле C зависят от алгебраического Slllll скоростей вращения
шестерни 80, установленной на валу 81, несущем диск 71 и шестерню 82 (приводимую в движение от
двигателя 83 через диск 71, который перемещается планетарным водилом 86 дифференциального
механизма, включающего зубчатые колеса 74 и 76, а диск 73 перемещается планетарным водилом 87
дифференциального механизма, включающего шестерни и 82). Двигатель 77, снабженный обмоткой
возбуждения 771, представляет собой двигатель постоянного тока с постоянной скоростью вращения, одна
сторона которого заземлена на нейтраль проводов системы 48, 49 и 50, а другая сторона подключена к
контроллеру.
Когда контроллер находится в заднем положении, сегмент 591 соединяет контакты e и f, чтобы замкнуть цепь
для привода двигателя 77 в противоположном направлении, а когда контроллер находится в переднем
положении, сегмент 5S соединяет контакты b и c, чтобы замкнуть цепь для привода двигателя 77 в
противоположном направлении. Двигатель 83 предназначен для работы в симметрии с подаваемыми на него
токами и подключается к клеммам обмотки статора пропеллерного двигателя через трансформатор 88.
Обмотка возбуждения 83' двигателя 83, а также обмотка возбуждения 771 двигателя 77, выведена из
контактной площадки контроллера.
Взаимодействие, устанавливаемое реле A, B между C и взаимодействием (35 из этих реле с контроллером и
переключателями управления возбуждением), может быть наиболее легко описано в связи с описанием
работы системы. Как уже указывалось ранее, 70 деталей плитки показаны в том положении, в котором они
находятся во время работы в заднем направлении. Для наглядного объяснения работы реле A, B и C будет
принято предположение, что во время нормальной работы на заднем направлении 75 (механизм F0 и
шестерня 74 будут вращаться по часовой стрелке со скоростью об/мин. Двигатель 77 будет сконструирован
таким образом, чтобы вращать шестерню 76 по часовой стрелке со скоростью 10 об/мин. Таким образом, диск
71 и шестерня 80 будут вращаться по часовой стрелке со скоростью 105 об/мин.
Двигатель 83 будет сконструирован таким образом, чтобы вращать шестерню 82 против часовой стрелки со
скоростью 100 об/мин. Диск 73, следовательно, должен вращаться по часовой стрелке со скоростью 2 об/мин.
Таким образом, реле 60, 71 и 73 вращаются по часовой стрелке, а реле A, B и C показаны в нижнем
положении. Как показано на рисунке, контакт контроллера g (90) запитывается для замыкания цепи через
контакты A' и CM1, чтобы активировать линию 3 89. Цепь, замыкаемая от линии 89 через блокировочный
контакт 54a выключателя 54 на рабочую катушку 95 выключателя 51, будет поддерживать выключатель 51
замкнутым, тем самым поддерживая нормальное возбуждение обмотки возбуждения двигателя.
Также замыкается цепь от линии 89 через блокировочный контакт 53' переключателя 3100 для поддержания
переключателя 52 в замкнутом состоянии, тем самым поддерживая нормальное возбуждение на генераторе.
Если теперь будет дана команда "полная скорость вперед", то регулятор скорости 57 будет переведен в
положение полной скорости (105), и по мере прохождения положения "выкл. 1" переключатели возбуждения и
линейные контакторы будут выключаться, как показано на рис. 1. Сегмент контроллера -58 затем активирует
пальцы контроллера a и (l c 110 для замыкания контактора; 7, 8 и 10 для изменения направления вращения
между инертором и двигателем, и, таким образом, активирует палец контроллера e для изменения
направления вращения tlle col:;tlit скорость 115 двигателя 77. 1)isc 71 реле 13, следовательно, скорость
падает со 105 об/мин до 05 об/мин. l)ic 73 реле C. Следовательно, немедленное вращение реле C меняется с
по часовой стрелке на против часовой стрелки, возвращая реле C в его верхнее положение. Когда сегмент
контроллера 58 подает питание на контактный палец А, цепь не замыкается, поскольку контакт B3 разомкнут.
В конечном положении сегмента контроллера 58 пальцы i и j находятся под напряжением. Контакт J не
замыкает цепь, поскольку контакт AI разомкнут. Палец i замыкает цепь между плотным контактом B4 и
блокировочным контактом 5la выключателя 5I, чтобы замкнуть выключатель 54. Замыкание выключателя 54
подает избыточное возбуждение на обмотку возбуждения двигателя и заставляет двигатель работать как
синхронный генератор, чтобы оторвать гребной винт от воды и быстро его замедлить. Двигатель 83 теперь
питается от трансформатора 88 и вращается со скоростью, зависящей от частоты тормозных токов. Таким
образом, этот двигатель замедляется вместе с пропеллером, но диск 73 реле C продолжает вращаться
против часовой стрелки с постоянной скоростью 21 об/мин до тех пор, пока диск 71 реле B продолжает
вращаться в обратном направлении. Когда шестерня 7t достигает скорости 10 об/мин.
По часовой стрелке диск 71 остановится. Пропеллер 6 будет вращаться со скоростью, составляющей лишь
пять процентов от его нормальной скорости, с нормальной частотой генератора, а крутящий момент,
необходимый для удержания пропеллера и его реверсирования, будет находиться в пределах возможностей
двигателя, приводящего пропеллер в движение, работающего в режиме асинхронного двигателя. По мере
дальнейшего снижения скорости вращения пропеллера диск 71 реле B меняет полярность, и проход первой
выемки на диске замыкается, контактируя с B' и B3, как описано выше.
Замыкание контакта B' не оказывает никакого эффекта, поскольку контакт k контроллера в данный момент не
находится под напряжением. Замыкание контакта B3 замыкает цепь от контактного вывода контроллера h
через контакт A2 и блокировочный контакт 52 переключателя 52, замыкая переключатель 53 и подавая
перевозбуждение на обмотку возбуждения генератора. Блокировочный контакт (все контакты) выключателя
51, подключенный к линии 90, расположен параллельно контакту A2 для целей, изложенных ниже.
В этот момент диск 71 реле B вращается медленно, и ток возбуждения генератора успевает достичь своего
полного значения до того, как вторая метка на диске 71 вызовет размыкание контактов B2 и B34. Размыкание
контакта B2 не оказывает никакого эффекта, поскольку контакт 1 контроллера в этот момент обесточен.
Размыкание контакта B4 прерывает цепь, идущую от контактного вывода контроллера i через блокировочный
контакт 5lt к переключателю 54.
Таким образом, выключатель 54 размыкает и обесточивает обмотку возбуждения двигателя. Теперь система
работает с избыточным полем на генераторе и без поля на двигателе, что обеспечивает сильное
индукционное воздействие, позволяющее реверсировать пропеллер и разгонять его на 65 градусов в прямом
направлении. Как только устанавливаются соединения асинхронного двигателя, двигатель S3 переключается
в обратное направление и переходит в синхронизм с генератором.
Если бы генератор работал на полной скорости, шестерня 82 вращалась бы по часовой стрелке со скоростью
100 об/мин. Поскольку диск 71 практически неподвижен, диск 73 немедленно меняет направление вращения
во второй раз, теперь вращаясь по часовой стрелке со скоростью 75, что составляет приблизительно 50
об/мин. Перемещение реле C в нижнее положение не приводит к установлению или прерыванию каких-либо
цепей управления, которые в данный момент не установлены или не прерваны в других местах. Когда
пропеллер остановится, диск 71 реле B будет вращаться против часовой стрелки со скоростью 47 об/мин, а
диск 73 реле C будет вращаться по часовой стрелке со скоростью 47 об/мин. Когда винт меняет направление
вращения, реле A 85 перемещается в верхнее положение, но при этом не замыкает и не размыкает цепи,
которые в данный момент не замыкаются или не размыкаются в других местах. Размыкание контакта A2 не
имеет эффекта, поскольку в данный момент этот контакт зашунтирован на 90 В контактом C2, а также
контактом BUIB.
Диски 60 и 71 реле A и B теперь вращаются против часовой стрелки, в то время как диск 73 реле C вращается
по часовой стрелке.
При основной частоте 60 Гц диск 95 будет вращаться против часовой стрелки со скоростью 190 об/мин, когда
проскальзывание достигнет значения в три цикла. Диск 71 будет вращаться против часовой стрелки со
скоростью 100 об/мин, а диск 73 будет неподвижен. Когда скорость вращения пропеллера превышает
величину, соответствующую проскальзыванию в три цикла, диск 73 реле C в третий и последний раз меняет
направление вращения и начинает вращаться против часовой стрелки. Замыкание контакта C'1 замыкает
цепь от контактного пальца j контроллера через контакты A' и C' к линии 89.
При разомкнутом выключателе 54 цепь замыкается от линии 89 через блокировочный контакт 54a, замыкая
выключатель 51 и подавая на двигатель нормальное возбуждение 110 В, чтобы привести его в синхронное
состояние с генератором. Подача питания на линию 89 также замыкает цепь через блокировочный контакт
521) выключателя 52, который теперь разомкнут, таким образом, 115 вызывает замыкание выключателя 55.
Замыкание цепи параллельно с выключателем 53 через резистор i5(5). Избыточное поле по-прежнему
частично контролируется в генераторе с помощью переключателя 53, который находится под напряжением от
контакта 167,560 контроллера h через контакт B33. C' и 52a. Следует отметить, что контакт lb, который при
замыкании шунтирует контакт C2, теперь разомкнут. Скорость реверсирования диска 73 и расстояние между
его насечками таковы, что контакты C' и Cl остаются замкнутыми достаточно долго, чтобы ток в обмотке
возбуждения двигателя достиг своего нормального значения.
11! Когда контакт C2 размыкается, переключатель 53 размыкается, но цепь возбуждения генератора остается
замкнутой через резистор 56 и переключатель 55. Размыкание выключателя 53 замыкает контакт 53a,
который немедленно замыкает выключатель 52, подавая нормальное возбуждение на генератор. Замыкание
выключателя 52 размыкает контакт 5a2b, что приводит к немедленному размыканию выключателя 55. В
течение короткого промежутка времени будет замечено, что зуд 55 и 52 оба закрыты.
Таким образом, резистор 56 предназначен для предотвращения короткого замыкания между линиями 4S и 49
трехпроводной системы svstem во время перехода соединений возбуждения генератора от перевозбуждения
к нормальному возбуждению. Система в настоящее время работает в нормальном режиме в прямом
направлении с дисками 60, 71 и 73 реле A13 и C, вращающимися против часовой стрелки. Принцип работы
системы при переключении с режима движения вперед на режим движения назад станет очевидным из
описания работы системы при переключении с режима движения назад на режим движения вперед, которое
только что было подробно изложено.
Если во время работы системы, показанной на рис. 2, на полной скорости необходимо позволить судну
дрейфовать, контроллер 57 401 SMill merel- перевести в положение «выкл», чтобы разомкнуть цепи
возбуждения и разомкнуть линейные контакторы. Двигатели 77 и 83 немедленно остановятся, остановив
шестерни 76 и 82. Гребной винт 6 будет приводиться в движение водой, а редуктор 74 будет медленно
замедляться по мере постепенного снижения скорости судна.
Диск 60 реле А будет вращаться против часовой стрелки, постепенно уменьшая скорость вращения на 5f.
Диск 71 реле B будет вращаться против часовой стрелки со скоростью, равной половине скорости диска (1).
Диск 73 реле C будет вращаться против часовой стрелки со скоростью, составляющей половину скорости
диска 71. Таким образом, все реле A5 останутся в своих верхних положениях. Предположим теперь, что
оператор желает возобновить работу в направлении вперед. Если во время дрейфа скорость вращения винта
упала, например, до...
при половинной нормальной скорости диск (M) будет вращаться со скоростью 100 об/мин против часовой
стрелки. Когда регулятор поворачивается в верхнее положение, двигатель 77 начинает работу со скоростью
10 об/мин по часовой стрелке. I)ise I ill. therefore, be- 6i5 start to rotate at 5.5 r.p.m. Если двигатель 83
неподвижен, диск 73 будет стремиться вращаться со скоростью 271 об/мин. Таким образом, очевидно, что
если двигатель 83 не будет запущен до того, как будет активирован контакт контроллера J7(, то цепь
замкнется через контакты A' и C(, чтобы активировать линию 89 и замкнуть цепи рабочих катушек
переключателей 51 и 52 через блокировочные контакты 54a и 53L75 соответственно. Таким образом, к
двигателю и генератору будет подаваться обычное возбуждение. Это условие для нормальной синхронной
работы. Однако это не рабочее состояние, при котором скорость вращения винта настолько ниже синхронной,
как это происходит в предполагаемых условиях. Иными словами, синхронизирующие соединения будут
устанавливаться, когда значение скольжения составит тридцать 85 циклов, тогда как при установлении
соединений для синхронной работы значение скольжения не будет превышать трех циклов.
Если бы этим источникам энергии было позволено получить доступ, двигатель 83 90 зафиксировал бы на нем
две частоты: одну — частоту генератора, а другую — частоту двигателя, который в данный момент
приводится в движение пропеллером в качестве генератора. Частота токов, возникающих в двигателе, будет
уменьшаться по мере снижения скорости вращения пропеллера.
Разрыв синхронных соединений и восстановление соединений асинхронного двигателя возможны только при
переворачивании диска 73 100, чтобы он вращался по часовой стрелке. Однако для осуществления этого
разворота необходимо, чтобы двигатель 83 синхронизировался с генератором, но поскольку двигатель 83
запускается из состояния покоя при одновременном возбуждении двигателя и генератора, этот двигатель
будет работать на результирующей кривой крутящего момента, обусловленной этими двумя частотами, и,
поскольку результирующая кривая крутящего момента проходит через ноль, двигатель 83 не сможет
синхронизироваться с генератором до тех пор, пока судно не продвинется вперед с генератором и двигателем
в состоянии покоя достаточно долго, чтобы остановить винт. Поэтому крайне важно убедиться, что двигатель
83 не будет работать в соответствии с этими правилами. Перед включением контроллера J необходимо
изменить направление вращения диска 73 и реле. Для включения этой функции предусмотрен контакт
блокировки 51h (l 120 167,560) на переключателе 51 для замыкания цепи от контактного пальца контроллера h
через B3, линию 90.
Контакты ANTL 511t и 52a замыкают переключатель 53 и подают перевозбуждение на генератор l) до того, как
контакт контроллера j будет запитан сегментом контроллера 58.
Таким образом, двигатель 83 переходит в синхронизм с генератором и перемещает реле (2) в нижнее
положение до того, как управляющий палец i будет активирован. Теперь для разгона пропеллера
используются соединения асинхронного двигателя. Диски 60 и 71 вращаются против часовой стрелки, и когда
проскальзывание падает ниже трех циклов, реле C 1.5 меняет направление вращения, устанавливая
синхронизирующие соединения, как это было описано ранее в связи с описанием работы при переходе от
движения задним ходом к движению вперед. Принцип работы системы при переходе от движения прямо к
движению задним ходом должен быть очевиден из приведенного описания. Чтобы.
Однако, чтобы изложить функции всех показанных контактов, кратко будет описан процесс переключения с
дрейфа задним ходом на движение задним ходом на полной скорости.
Во время дрейфа кормой диски 60, 71 и 73 будут вращаться по часовой стрелке, а реле A, B и (! будет
находиться в нижнем положении. Контакторы линии и переключатели возбуждения будут разомкнуты. Как и в
случае перехода от движения вперед с постоянной скоростью к движению на полной скорости, как указано
выше, будет предполагаться, что диск 60 вращается со скоростью, равной половине нормальной скорости или
100 об/мин. При переключении контроллера из выключенного положения в заднее, сначала подается
напряжение на контакт 1 контроллера, замыкая цепь через контакт B2.
Замкните контакт 53 на линии 91, контакте 5iC и контакте 52a и подайте на генератор перевозбуждение. Таким
образом, контакт 5Ic выполняет во время этой маневренной операции ту же функцию, что и контакт 511 во
время перехода от движения вперед с заносом к движению на полной скорости. Таким образом, двигатель 83
переходит в синхронизм с генератором и поворачивает диск 73 против часовой стрелки, перемещая реле C в
верхнее положение до того, как будет активирован контактный элемент управления g. Диски 6 (H и 71).
следовательно, вращая диск 73 против часовой стрелки. Когда скорость винта соответствует
проскальзыванию глаз, направление вращения 73 меняется на противоположное, чтобы закрыть передний
управляющий палец. A 4 anL(' ('4 to linc S! 9 установить «s1nchrollising», Conlniectionis. Очевидно, что палец
контроллера k выполняет те же функции при переходе из состояния покоя или движения вперед в движение
задним ходом, что и палец контроллера i при переходе из состояния покоя или движения задним ходом в
движение вперед, и считается, что нет необходимости описывать дальнейшие маневры, поскольку из
вышеизложенного очевидно, что невозможно манипулировать контроллером таким образом, чтобы
установить неправильные соединения, и, следовательно, для выполнения оператором любого желаемого
маневра не требуется никаких специальных навыков.
Очевидно, что наше изобретение не ограничивается каким-либо конкретным типом реле для выполнения
функций, изложенных для реле A, B и C. Специалистам в данной области очевидно, что многие модификации,
как показанного типа переключателя 80, так и барабанного типа, могут быть адаптированы для замыкания и
размыкания соединений, управляемых этими реле. Также очевидно, что наше изобретение не ограничивается
конкретным расположением S5 соединений и блокирующих контактов, поскольку они могут быть расположены
различными способами для выполнения функций аппарата.
Цель расположения контактов реле B и C таким образом, чтобы одна обмотка возбуждения могла нарасти до
того, как другая будет обесточена, можно понять, наблюдая за тем, что произойдет, если, когда аппарат будет
готов к установлению соединений для синхронной работы, цепь обмотки возбуждения двигателя будет
прервана до того, как будет замкнута цепь обмотки возбуждения генератора. Как хорошо известно
специалистам в данной области, для того чтобы ток в обмотке возбуждения достиг своего нормального
значения, требуется значительный промежуток времени, и в течение этого промежутка времени пропеллер
соскользнет. Иными словами.
Скорость вращения двигателя, приводящего в движение пропеллер, будет настолько ниже синхронизма, что
ток возбуждения генератора достигнет рабочего значения, при котором синхронного момента будет
недостаточно для синхронизации двигателя с генератором. 110 Хотя мы описали полностью автоматическую
систему для выполнения различных операций, необходимых в судовой силовой установке, также желательно,
чтобы при необходимости можно было осуществлять только ручное управление, а различные линейные
контакторы и выключатели возбуждения могли управляться напрямую. Желательно, чтобы линейные и
выключатели возбуждения были взаимосвязаны, так что переключение линий могло происходить только при
размыкании цепей возбуждения. Также очевидно, что при необходимости могут быть предусмотрены
переключатели для отключения автоматического механизма, включающего реле A, B и C, и замыкания цепей
для непосредственного управления линейными контакторами и выключателями возбуждения.
На рис. 4 показана модифицированная схема, позволяющая значительно упростить соединения дисковых
реле.
В данной модификации двигатель постоянной скорости 92 сконструирован таким образом, чтобы вращаться в
одном направлении независимо от положения контроллера 93. Для достижения этого результата и поле, и
якорь питаются от контактного пальца контроллера c. Вал 75, на котором установлена шестерня 74,
предназначен для привода в движение реверсивным двигателем 94, питаемым от небольшого синхронного
генератора 95, расположенного на гребном валу. Тот.
Полевая обмотка 94' двигателя 94 питается от контактного вывода контроллера c. Управляющий контакт 2,5
также предназначен для подачи тока на контактные кольца 96 и 97, которые питают обмотку возбуждения
генератора 95.
Пальцы контроллера m, ?, o, p, взаимодействующие с сегментами контроллера 98, 99, 100 и 101,
расположены таким образом, чтобы изменить фазу вращения между генератором 95 и двигателем 94 при
перемещении контроллера из одного положения в другое. Двигатель 102, соответствующий двигателю 83 на
рис. 2, соединен через трансформатор 103 с клеммами обмотки статора генератора, в отличие от схемы на
рис. 2, где двигатель 83 соединен с клеммами обмотки статора пропеллерного двигателя. Очевидно, что при
такой конфигурации работа линейных контакторов 7–11 для изменения направления вращения фаз будет
изменять направление вращения двигателя 102 только во время синхронного торможения.
Работу реле A', B' и C' на рис. 4 и управляемые ими соединения проще всего объяснить, рассмотрев работу
системы при переходе от движения задним ходом к движению передним ходом. При расположении
контроллера 93 в заднем положении сегмент 98 замыкает контакты контроллера, а сегмент 99 замыкает
Соседние файлы в папке патенты