Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_5439
.pdf
Опасности, которым подвергается конденсатор, возрастают с увеличением периода действия постоянного
напряжения. Только что изложенная точка зрения имеет первостепенное значение для срока службы
конденсаторов, поскольку в настоящее время производятся выпрямители на 1200 вольт. Поэтому следует
стремиться к тому, чтобы воздействие постоянного тока было как можно меньше. Прилагаемый рисунок
иллюстрирует схему соединений согласно настоящему изобретению, в которой полностью исключены
шунтирующие конденсаторы и в которой дроссельная катушка соединена последовательно с известной
системой параллельного соединения индуктивности и емкости, называемой «режекторной цепью»
(основанной на резонансе тока). В отличие от известных методов использования подобных цепей, эта
режекторная цепь не настроена ни на одну из производимых частот, и ее собственная частота выбрана таким
образом, чтобы она находилась между двумя наиболее мешающими частотами. Гармоники напряжения
постоянного тока в любом частном случае. Таким образом, в связи с возмущениями в телефонной установке
собственная частота цепи подавителя помех будет, например, разделена на две частоты наиболее
чувствительного тона звукового диапазона. Более того, соотношение между емкостью и индуктивностью
параллельного соединения,3 и соотношение между кажущимся сопротивлением последнего и
сопротивлением последовательного гармонического дросселя таковы, что все гармоники, поступающие в
рассматриваемую катушку L, ослабляются как можно более формально, принимая во внимание (Re = 0), их
отчетливую и акустически различимую мощность постоянного тока, создаваемую возмущением. Устройство
выравнивания кривой показано на чертеже прямыми линиями, а пунктирными линиями +11 указывают его
расположение между токонесущим блоком R и случаями, когда оно является выпрямителем с выходным
напряжением Ea ait. Объяснение клеммы a и b. Кажущееся выходное сопротивление (импеданс) R системы
следующих соединений справа от a, b) определяется как... Катушка, связанная для частоты W из уравнения
типов disi: poses bel +jw e current-co ltjw L, (, _ ( 1) кажущееся, где W = собственная частота цепи, с R,, t
сопротивление L = самоиндукция замкнутой цепи, знаки - могут C -= емкость замкнутой цепи, предполагая, что
определенные co:
= индуктивность дросселя, катушки, гармоник L, индуктивность аппарата.
потребитель, по числу I - мнимая единица, сопротивление, предполагая, что нагрузка R,, является
индуктивной, например, -ность tl, делая Re = jwi. Второй член (пример) экватора представляет собой -часть и
индуктивность, полученную из цепи подавления. Эта -часть является положительной (индуктивной) для
-частот ниже собственной частоты V и отрицательной (емкостной) для -частот выше последней. В
соответствии с или индуктивность:
Данное изобретение V,, скорректировано таким образом, что - сопротивление R, являющееся основным
сопротивлением цепи подавления Rt = f (w); для следующей более высокой гармоники, при условии, что два
индуктивных сопротивления последовательного выпрямителя, дросселя и потребляющего ток блока,
например, I, будут иметь необходимую степень для демпфирования соответствующей гармоники E T Z. Более
того, соотношение L к C таково, что, во-первых, величина сопротивления (положительная ниже V 0) mc
достаточно велика для следующей более низкой гармоники, и, во-вторых, доля, отведенная кривой для
следующей более высокой гармоники, как считается, исходя из V 0, достаточно мала, потому что первая часть
ее емкостного характера – чем больше L/C (см. Таблицу 1), тем лучше резонансная кривая. Полученное
падение напряжения (чрезвычайно малое на практике), измеренное в постоянном токе на L, действует на
конденсатор, а также на переменный ток выпрямителя. Различные значения напряжения холостого хода в %
от напряжения постоянного тока. Относительные факторы помех, основанные на напряжении постоянного
тока, в % от колебаний напряжения постоянного тока вдоль дросселя, как он сказал, падают, но никогда не
превышают 650 %. Только в случае короткого замыкания, то есть лишь на короткое время, напряжение на -C
повышается до 60 %, определяемого соотношением, и редко превышает 650 % от напряжения постоянного
тока. В большинстве случаев оно значительно ниже этого значения.
Описание одного из способов переноса изобретения 65 приведено на примере:
Взаимосвязь сопротивлений всех )предложенных 'для выравнивания кривой между выпрямителем и 70,
предполагая, что U-блок 'имеет сопротивление R, образует вместе частотно-регулируемый кажущийся RI,
определенный в уравнении (1). Волновые ловушки различных '75 могут быть определены, например, по
кривой напряжения выпрямителя в положении и путем вычисления амплитуды Fe, достигаемой в
потребляющем ток 80. В действительности Re состоит из компонентов, например, собственно нагрузочного
сопротивления, омического сопротивления проводника (воздушная линия для и их распределенной мощности
85 ta-nce). Последние значения изменяются в зависимости от положения нагрузки на кабеле. Приятные
явления всегда выражены определенными гармониками напряжения и с определенными значениями
мощности проводника.
Переменная и функция, как установлено, действительны только с оговорками. Данные относительно кривых
напряжения можно найти в таблице 1 на странице 1419 (Elektrotechnische Zeitschrift). Эти данные касаются
только этих гармоник (целых чисел основной волны 10 В = 300), возникающих в напряжении шестифазных
выпрямителей, поскольку гармоники имеют значение.
В строке приведенных ниже данных указано напряжение холостого хода j 05 из первой упомянутой таблицы в
процентах относительно напряжения тока трансформатора тока (1200-1500 Гц).
8.7 1 3 0 57 0 49 0 35 0 12 0 51 1.04 0 66 1.68 0.9 2.88 1 05 1.41 0 37 ТАБЛИЦА 1 - lff v -2 Afl в 276,021
акустически определенная мощность помех в приемниках телефонной линии 55 Однако, как указано выше,
сопротивление нагрузки IR определяется частотой. Если теперь возможно сделать выпрямленные амплитуды
тока приблизительно равными путем соответствующего выбора 60-й частоты, то все гармоники цепи нагрузки
будут иметь (по отношению к частоте V 800) одинаковую мощность помех для воздушной телефонной линии.
Следовательно, если возмущающее действие частоты 800 остается ниже допустимого предела, то это
справедливо и в отношении частот гармоник выпрямителя.
Таким образом, в описанной схеме можно установить, может ли какой-либо предполагаемый волновой
фильтр выполнять функцию поддержания возмущающего воздействия каждой соответствующей частоты
ниже допустимого уровня. Этот метод расчета, требующий многократных испытаний, имеет преимущество в
том, что требует минимального использования элементов цепи (индуктивных и емкостных сопротивлений) и,
следовательно, помогает избежать чрезмерных затрат. Ниже приведен пример метода расчета согласно
этому изобретению, примененного к схеме цепей на рисунке 1. В уравнении 1 мы имеем I Rc=jw L. Что
касается железнодорожной системы, то последовательно соединенные двигатели предпочтительно
представляют собой индуктивную нагрузку, к которой также следует добавить по существу индуктивное
сопротивление контактной сети. Пусть, например, Le = 15 мГн, что соответствует контактной сети длиной в
несколько километров. Кроме того, пусть L = 5 36 м 11; C= 3 5)ut F; и L 1 = 15,м H.
TL и C выбираются таким образом, чтобы в цепи подавления возникал резонанс на частоте Ve = 1160 Герц,
т.е. так, чтобы V находилось между третьей и четвертой гармониками.
Значение It = 1 (w) получается из уравнения (1); см. Таблицу 2, строка 1. Вторая строка (100) показывает в
процентах от Rt части цепи подавления, выделенные для различных Ls-гармоник только относительно Rt.
R=/ (iv) поскольку известно, Fe можно получить из амплитуды напряжения, рассматриваемой для каждой
гармоники; Например, в воздушной телефонной линии токи разной частоты, но одинаковой амплитуды,
вызывают помехи различной интенсивности, поскольку, как известно, раздражающее действие токов разных
частот зависит от чувствительности уха, а также потому, что действие индукции на параллельной линии
пропорционально частоте. Более подробная информация содержится в журнале E N T (Elektrische Nachrichten
Technik), 1926, том 6, стр. 210. Относительные коэффициенты помех, указанные во второй строке таблицы 1,
получены путем взятия из кривой коэффициентов помех на рисунке 1 данного источника коэффициентов
помех, относящихся к частотам от 300 до 1500 Гц, и принятия за 1 коэффициент помех, относящийся к
промежуточной звуковой частоте V = 800 Гц. Рекомендуется использовать это соотношение для данной
частоты, поскольку для этой частоты имеются значения, полученные из опыта, для максимально допустимой
интенсивности раздражающих токов в телефонных цепях (около 5 Гц). (x 10³ ампер) Таким образом, можно
рассчитать в каждом случае максимальное значение, которое может быть достигнуто током с частотой 800
Герц в выпрямительной цепи, чтобы его возмущающее воздействие оставалось ниже допустимого предела.
Если теперь скорректировать значения напряжения в строке 1 таблицы 1, умножив их на относительные
возмущающие факторы (как это было сделано в третьей строке), то их совокупность представляет собой
фиктивную кривую напряжения. При полном сопротивлении нагрузки чисто омического характера указанная
кривая будет создавать в этом сопротивлении токи различных гармоник, амплитуды которых находятся в том
же соотношении друг к другу, что и амплитуды выпрямленной кривой напряжения. Другими словами, слабо
возмущающие гармоники соответствующим образом уменьшаются, а те, которые создают сильные
возмущения, соответственно увеличиваются, так что соотношение амплитуд сразу показывает соотношение i
05 TABL Процентная доля цепи подавления в R Fe к -Третья строка рисунков таблицы 2 получается при
напряжении постоянного тока 800 между a и b, выбрав, например, значения из третьей строки таблицы 1 в
качестве значений напряжения гармоник 600 900 -141 246 1200 1500 Герц 369 206 Ом.
16 20 31 100 - 21 % 0 123 0 038 0 029 0 031 0 015 ампер.
и путем вычисления на основе этих данных и на основе 11 компонентов (Fe) кривой тока.
Предварительно установив, например, что ток 0,1 ампер с частотой V = 800 Гц не может создавать
чрезмерных фононных помех при предполагаемом значении L (например, при заданной длине параллельной
воздушной линии), вышеуказанный выбор L, C, L оказывается практичным и обеспечивает тройную
безопасность в отношении проблемных частот 600 Гц. Превышение предела при V = 300 Гц может быть
принято без дальнейшего рассмотрения. На практике лучше действовать наоборот, то есть начиная с
амплитуды тока, определенной как максимально допустимая (в приведенном выше примере 0,1 ампер для V =
800 Гц). Затем рассчитывается минимальное значение R, необходимое для каждой частоты, используя те же
значения напряжения, что и в предыдущем примере. L, C и L выбираются таким образом, чтобы
результирующие значения R были значительно ниже желаемый предел.
Прямое напряжение на конденсаторе C, которое может возникнуть при коротком замыкании в течение
короткого времени, в данном случае значительно меньше 800 вольт и зависит от отношения омических
сопротивлений катушек L и L. Если на практике L и L представляют собой дроссельные катушки с общим
железным сердечником и одинаковым поперечным сечением обмоток, то омическое сопротивление катушек
ведет себя относительно друг друга следующим образом: то есть, скажем, R/Rt = V'15/5 36, или R = 1 67 Ri.
Следовательно, в случае короткого замыкания напряжение постоянного тока в точке C составляет 112 67 E 0,
что составляет всего 37 4 % от полного напряжения постоянного тока выпрямителя.
Четвертая гармоника сводится к сравнительно малой степени, когда L возрастает, но к сравнительно большой
степени, когда она убывает. Например, при L = 30,11 будет:
Fe = 0 087 0 045 0 022 0 045 0 009 ампер.
Для меньшего значения Le, например, L 1 =lqn-Ti, соответственно будет:
Fe 0 2 0 06 0 043 O 024 0 04 amp.
Однако, поскольку другие длины воздушных линий соответствуют другим значениям Le, последние две строки
рисунков не следует критиковать на основании вышеприведенного ограничения тока Z в 0,1 ампера. Пример
показывает, что ход функции R f(w) может полностью контролироваться по желанию для удовлетворения всех
требований S в отношении различных гармоник с очень небольшим дополнительным потреблением G 5 i F по
сравнению с использованием одного дросселя, суммарно составляющим 17 = 20, 36 i Гн, с кажущимся
сопротивлением, возрастающим пропорционально частоте. Конденсатор, выполняющий эту функцию, не
подвергается никаким механическим нагрузкам и в данном случае очень мал и, следовательно, недорог ввиду
его эффективного действия. Как указано выше, L и L могут иметь общий железный сердечник, но, конечно,
одна или обе катушки могут быть спроектированы как дроссельные катушки с воздушным сердечником.
Приведенные выше расчеты не учитывают омические сопротивления и соотношение тока и индуктивности,
обусловленное предварительным намагничиванием постоянным током в связи с катушками дросселей с
железным сердечником. Оба этих фактора, исходя из практических данных, могут быть включены в расчет без
изменения принципа метода пропорционирования -L,, C и I в расположении элементов на рисунке. В случаях,
когда мешающих гармоник особенно много, в определенных обстоятельствах к расположению элементов,
показанному на рисунке, может быть добавлена дополнительная схема подавления, причем указанная схема
настроена на более высокую собственную частоту, лежащую между двумя более высокими гармониками.
Уравнение (1) тогда включает четвертую гармонику в правой части; эта вторая схема подавления
определяется расчетом, аналогичным первому.
Подробно описав и определив природу нашего изобретения № 90 и способ его осуществления, мы заявляем,
что...
Соседние файлы в папке патенты