Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_10450
.pdf
17 и обмотки возбуждения с дифференциальным компаундированием 18 и 19. В данном случае обмотки
возбуждения работают аналогично обычным последовательным обмоткам. Однако они имеют другую
конструкцию, и эффект от их работы можно легче контролировать, как будет показано далее.
Роликовые двигатели 10 и 11 могут получать питание от любого подходящего источника постоянного тока.
Однако в данном случае, поскольку желательно контролировать скорость и направление вращения
двигателей с помощью регулирования напряжения, используется несколько генераторов постоянного тока 21
и 22. Как показано на рисунке, генераторы механически соединены валом 2375 и электрически соединены
параллельно шинам 24 и 25 через соответствующие автоматические выключатели 97 и 98, к которым также
параллельно соединены двигатели 10 и 11 через автоматические выключатели 99 и 100.
Генератор может приводиться в движение первичным ротором любого подходящего типа, который в данном
случае не показан, поскольку конструкция и принцип работы роторно-генераторных установок такого типа
хорошо известны.
Как показано на рисунке, генераторы 21 и 22 снабжены главными или параллельными обмотками
возбуждения 26 и 27, суммарными последовательными обмотками возбуждения 28 и 29 и
дифференциальными последовательными обмотками возбуждения 30 и 31. Последовательные обмотки
возбуждения генераторов соединены перекрестно известным способом для достижения заданного баланса
нагрузки p между двумя машинами. Поскольку схемы подключения генераторов такого типа хорошо известны,
функция и работа последовательных обмоток, подключенных таким образом, будут описаны лишь в общих
чертах. 100 Основное поле, определяющее напряжение генераторов, создается основной или параллельной
обмоткой 26 и
27. Дифференциальные обмотки последовательного возбуждения соединены таким образом, чтобы создать
магнитный поток в направлении, противоположном потоку, создаваемому основными или параллельными
обмотками возбуждения, тогда как компенсирующие обмотки последовательного возбуждения соединены
таким образом, чтобы создать магнитный поток в том же направлении, что и основное поле. 110
Если генераторы имеют одинаковую мощность, то обмотки шунтирующего поля регулируются или
корректируются для обеспечения равномерного распределения нагрузки между двумя машинами, или, если
машины имеют неравную мощность, то относительное возбуждение обмоток шунтирующего поля может быть
отрегулировано для распределения нагрузки в желаемом соотношении.
Поскольку суммарные обмотки последовательного возбуждения соединены перекрестно, их можно точно
сбалансировать и компенсировать колебания, создаваемые дифференциальными полями, когда нагрузки на
обмотки возбуждения равны или когда общая нагрузка равна.
разделены в заранее определенном соотношении. Когда нагрузка становится несбалансированной (125),
сильно нагруженный генератор уменьшает поток основного поля за счет действия дифференциального тока.
Последовательная обмотка возбуждения, которая соединена последовательно с якорем, оказывает
противоположное воздействие на поток основного поля другой машины, поскольку ее суммарное
последовательное поле соединено с сильно нагруженной машиной и, следовательно, усиливает возбуждение
основного поля. Легко понять, что результатом этого является снижение напряжения на сильно нагруженной
машине, что приводит к уменьшению ее нагрузки и повышению напряжения на слабо нагруженной машине, в
результате чего она берет на себя большую долю нагрузки и, таким образом, устанавливает первоначальный
баланс нагрузки.
Для управления направлением основного поля генераторов и, следовательно, напряжением, подаваемым на
двигатели и 11, предусмотрено множество реверсивных переключателей 32–35 включительно (Fi,–2), или, в
качестве альтернативы, пара реверсивных переключателей 9,5 и 196 (рис. 4).
Скорость вращения валковых двигателей 10 и 11 может регулироваться либо путем изменения напряжения
генераторов, либо путем изменения возбуждения поля двигателей. В данном случае показана одна точка
регулирования скорости с помощью двух методов, хотя следует понимать, что можно получить столько точек
регулирования скорости, сколько необходимо.
Как показано на рисунке, в цепи питания обмоток шунтирующего возбуждения генератора 26 и 27
предусмотрены полевой резистор 36 и соединительный переключатель 37 для изменения тока возбуждения в
одноступенчатом режиме. Будет описан способ регулирования скорости, достигаемый путем изменения
возбуждения полей двигателя.
Подробности в 35 дюймов, далее.
Обращаясь теперь к рис. 2, для управления работой валковых двигателей в соответствии с настоящим
изобретением предусмотрено множество последовательно соединенных возбудителей с 38 по 41
включительно. Эксоляторы снабжены обмотками возбуждения 42–45, соединенными последовательно с
якорями двигателя, как показано на рисунке.
В данном варианте осуществления изобретения одной из основных функций последовательных возбудителей
является обеспечение подачи питания.
Напряжение для обмотки возбуждения двигателей должно изменяться прямо пропорционально токам
нагрузки, протекающим в соответствующих цепях. Соответственно, возбудители приводятся в движение с
практически постоянной скоростью и работают в нижней части своей кривой насыщения, чтобы изменение
возбуждения поля могло привести к изменению возбуждения.
55 вызовет соответствующее изменение напряжения на клеммах. Для привода возбудителей могут
использоваться двигатели постоянной скорости любого подходящего типа, и в данном случае предусмотрены
двигатели, обозначенные, в общем, цифрами 46, 47 и 48.
Для управления направлением тока 41 в цепях возбудителя предусмотрено множество реверсивных
переключателей с 49 по 56 включительно! Как показано на рисунке, в каждой цепи возбуждения используется
пара переключателей, функция и принцип работы которых будут подробно описаны далее.
Как описано выше, второй этап регулирования скорости достигается путем изменения возбуждения поля
двигателей. 70
Таким образом, для изменения возбуждения обмоток шунтирующего поля 14 и 15 предусмотрены полевой
резистор 57 и соединительный переключатель -58 (рис. 2, 3 и 4). В этом случае также можно получить
множество точек управления скоростью 715, просто установив несколько перемычек для резистора.
Управление работой системы может осуществляться с помощью любого подходящего инструмента. Однако в
данном варианте осуществления изобретения (рис. 2) используется главный выключатель 59 с ручным
управлением, снабженный барабаном, сегментами 61 и неподвижными контактными пальцами 62–67
включительно. 8 Для полного и всестороннего понимания изобретения далее будет подробно описана работа
системы применительно к прокатному стану, имеющему отдельные приводные двигатели для валков.
Предположим, что генераторы 21 и 22 приводятся в движение первичным двигателем (не показан), тогда
может быть создано напряжение для питания шин 24 и 25. 95 Как показано на рисунке, для управления
подключением генераторов к шинам предусмотрен главный выключатель 59.
Если необходимо управлять двигателями роликов -10 и ii в прямом направлении, сегмент барабана JOO 60
главного выключателя 59 может быть приведен в первое положение для зацепления с контактными пальцами
62, 63, 64 и 66. Таким образом, создается рабочая схема для управления. f le 105 соответствующими
переключателями реверсирования поля двигателя и генератора, которые можно проследить от линейного
проводника 70, через проводник 72, контактные пальцы 62 и 64, соединенные сегментом 60, проводником 73,
рабочими катушками iio переключателей реверсирования поля двигателя.56,
54, 52, и 50, а также рабочие катушки генератора Beid.c-реверсивные (переключатели 33 и 35) к линейному
проводнику 71.
В ответ на включение переключателей 115, 33 и 35 устанавливается цепь питания обмотки шунтирующего
поля генератора, которая проходит от линейного проводника 70 через проводник 72, содержит контакты 62 и
63, соединенные линейным проводником 60, проводником 74, переключателем 2, проводником 75, обмотками
шунтирующего поля 27 и 26, проводником 76, переключателем 35 и резистором возбуждения.
36. к проводнику линии 71.
Для обеспечения сильного возбуждения shn-d125 для валковых двигателей 1.0 и ii.
В течение начального периода работы предусмотрен режим мостового соединения: поле reitr57 работает в
течение начального периода. Как показано на рисунке, может быть установлена исполнительная схема для
мостового переключателя 58, которая простирается от находящегося под напряжением контактного пальца 66
через проводник 77 рабочей катушки переключателя 58 до линейного проводника 71.
Следовательно, переключатель 58 замыкается, когда барабан 59 перемещается в первое положение.
Скорость вращения валковых двигателей 10 и ii может быть дополнительно увеличена путем перевода
главного выключателя во второе положение, что приводит к подаче напряжения на контактные пальцы 67 и
установлению рабочей цепи через проводник 18 для мостового выключателя 37, как показано на рисунке. При
замыкании выключателя 37 резистор обмотки возбуждения генератора j5 36 замыкается, и возбуждение
шунтирующей обмотки генераторов увеличивается на заданную величину. Дальнейшее увеличение скорости
вращения валковых двигателей может быть достигнуто путем перевода главного выключателя в третье
положение, что приводит к подаче постоянного тока на контактный палец 66, который размыкает рабочую
цепь мостового выключателя 58. Когда переключатель 58 размыкает свои контактные элементы, полевой
резистор 57 снова вставляется в цепь возбуждения шунтирующих обмоток возбуждения 14 и 15.
При выполнении прокатных операций желательно вращать валки с одинаковой периферийной скоростью,
независимо от их диаметра. Следовательно, возникает необходимость обеспечить возможность быстрой
регулировки начальной скорости вращения валковых двигателей для получения одинаковых периферийных
скоростей. Поскольку в управлении преобладают поля шунтирования
Для работы двигателей предусмотрена возможность раздельного регулирования возбуждения обмоток
шунтирующего поля 14 и 15.
Для этой цели могут быть использованы резисторы, отводящие поле любого подходящего типа, 410 которые в
данном случае показаны в диагональной форме на 81 и 82.
Легко понять, что с помощью реостатов можно по желанию регулировать начальные относительные скорости
двигателей 10 и 4j5 11. Таким образом, если диаметр одного ролика вдвое меньше диаметра другого,
скорость его двигателя может быть удвоена, а скорость другого ролика может остаться неизменной, или
может быть произведена любая другая желаемая регулировка скорости.
Когда металл обрабатывается валками, возникает совершенно иная проблема управления. Для выполнения
желаемой операции прокатки и получения желаемого продукта необходимо, чтобы каждый валок оказывал
одинаковое усилие растяжения, или уменьшения, на металл во время операции прокатки. Это необходимо
для прокатки плоской полосы или любого плоского объекта, поскольку, если валки вращаются с разной
периферийной скоростью, силы растяжения, прикладываемые валками, неравны, и процесс прокатки будет
несбалансированным. При наличии подобных условий обработка одной стороны металла будет происходить
быстрее, чем другой, и, выходя из валков, он естественным образом приобретет изогнутую форму. Таким
образом, очевидно, что начальные скорости валковых двигателей 10 и 70 11, определяемые регулировкой их
параллельного возбуждения, должны поддерживаться; или, другими словами, должна существовать
уравновешивающая сила, действующая непрерывно на протяжении всей операции прокатки.
Qrdei 7 для поддержания этой рабочей характеристики.
Очевидно, что для обеспечения стабильности системы и предотвращения ненужной перегрузки любого из
двигателей при изменении общей нагрузки необходимо поддерживать коэффициент нагрузки двигателей.
В данном случае двигатели механически соединены посредством металла или другого материала, который
контактирует с роликами, относящимися к каждому из 8 двигателей. Это не представляет собой жесткое
механическое соединение, и в случае дисбаланса нагрузки немедленно устанавливается нестабильное
рабочее состояние, которое, если его не исправить, будет иметь кумулятивный эффект. В результате
сохранения нестабильного состояния нагрузка становится настолько несбалансированной, что один
двигатель будет пытаться выдерживать суммарную вращающуюся нагрузку, значительно превышающую его
номинальную мощность, в то время как другой двигатель будет выдерживать лишь небольшую нагрузку.
Кроме того, совокупный эффект нестабильного состояния в конечном итоге приведет к нулевому состоянию,
при котором один двигатель будет функционировать как генератор, получая энергию от другого двигателя
через роликовые элементы, выполняющие функцию механической передачи.
В данном конкретном варианте осуществления изобретения 5 уравновешивающая сила для поддержания
заданного баланса нагрузки и соотношения скоростей между роликовыми двигателями 10 и 11 достигается
путем перекрестного соединения дифференциально компаундированных обмоток возбуждения.
18 и 19, а также поддержание сбалансированного состояния между возбуждением, создаваемым обмотками
суммарного возбуждения каждого двигателя, когда двигатели делят общую нагрузку в желаемом
соотношении.
Как показано, суммарное поле ветроуказателей
16 Двигатель 10 соединен с последовательным возбудителем 38a, и, следовательно, возбуждение этой
обмотки возбуждения изменяется прямо пропорционально нагрузке двигателя. Однако, его
дифференциальная обмотка возбуждения 18 соединена перекрестно с последовательным возбудителем 40
двигателя 11, и, следовательно, его возбуждение изменяется прямо пропорционально нагрузке на двигатель
11. Та же схема используется 125 для обмоток возбуждения 17 и 19 ротора 11. Следовательно, очевидно, что
токи нагрузки в двигателе должны оставаться на одном и том же относительном значении, чтобы обеспечить
сбалансированное состояние между компаундирующими полями каждого двигателя.
Для того чтобы получить более полное представление об операции балансировки из последующего описания,
сначала будет объяснена причина дисбаланса нагрузки.
При производстве двигателей и электрических машин такого типа сложно изготовить абсолютно идентичные
двигатели.
Всегда существуют небольшие различия в тех частях, которые определяют рабочие характеристики
двигателя, то есть воздушные зазоры неравномерны, или железо, используемое в неймагнитной цепи, не
одинакового качества или количества.
Очевидно, что когда два двигателя различаются в этом отношении, их рабочие характеристики не одинаковы,
и, следовательно, кажущаяся правильной регулировка токов возбуждения в параллельном режиме не
приводит к их пропорциональному распределению нагрузки.
коэффициент добычи, когда они работают в параллельной цепи и совместно обеспечивают передачу
одинаковой общей нагрузки.
Легко понять, что, если, например, двигатель 10 по какой-либо причине перегружается, ток, протекающий
через цепь его якоря и обмотки возбуждения 42 и 43 возбудителей 38 и 39, увеличивается.
Напряжение возбуждения немедленно увеличивается, что приводит к увеличению суммарного возбуждения
поля двигателя 10 и дифференциального возбуждения поля двигателя 11. В результате этого усиливается
эффект кумулятивного поля двигателя 10 и ослабляется его эффект в двигателе 11.
Поскольку суммарное поле способствует увеличению общего поля в двигателе, это приводит к увеличению
его противо-ДМФ.
увеличивать то, что противодействует, и уменьшать то, что уменьшает.
уменьшить потребляемый ток.
Однако повышенное возбуждение дифференциального поля, распространяющегося на 19 двигатель 11,
оказывает на этот двигатель прямо противоположный эффект. Поскольку его нагрузка существенно не
изменяется в начале балансировки, возбуждение его суммарной обмотки возбуждения -17 остается
практически постоянным. Однако повышенное возбуждение дифференциальной обмотки возбуждения 19
нарушает условие сбалансированного поля в этом двигателе, поскольку поток, создаваемый
дифференциальной обмоткой возбуждения 19, противоположен потоку, создаваемому обмоткой холостого
хода.
C 1.5. Общее возбуждение двигателя уменьшается. При наличии этого условия противодействующая
электродвижущая сила этого двигателя уменьшается, что делает его более восприимчивым к увеличению
нагрузки. В свете вышеизложенного объяснения очевидно, что сила балансировки шины, создаваемая
дисбалансом нагрузки, вдвойне эффективна.
В первом случае, когда двигатель сильно нагружен, возникает условие, которое заставляет его уменьшить
нагрузку, тогда как во втором случае, когда двигатель сильно нагружен, возникает условие, которое
заставляет его принять на себя большую нагрузку. Очевидно, что двигатель с большой нагрузкой не просто
лишается возможности принимать на себя большую нагрузку, 775, но и в двигателе с меньшей нагрузкой
создаются условия, которые заставляют его фактически принимать на себя часть нагрузки двигателя с
большой нагрузкой от шин.
Двойной эффект уравновешивающей силы 80 можно дополнительно проиллюстрировать, предположив
следующее.
что нагрузка на двигатель 10 достаточна для того, чтобы он мог производить, например, +1600 ампер-витков в
суммарной обмотке возбуждения 16, что вызовет дифференциальное напряжение 8,5 в обмотке возбуждения
19 двигателя.
11 для получения - 1500 ампер-витков, при этом.
Нагрузка на двигатель 11 создает +1000 ампер-витков в его суммарной обмотке возбуждения 17 и,
следовательно, -1000 ампер-витков 90 в дифференциальной обмотке возбуждения 18 этого двигателя 10.
Когда это условие существует.
Дисбаланс в возбуждении поля:
Двигатель 10 имеет ток +500 ампер и состоит из 11 витков.
В двигателе 11 это ---500 ампер, 95 витков. Таким образом, очевидно, что общий дисбаланс между обмотками
возбуждения двух двигателей составляет 1000 ампер-оборотов, что вдвое больше, чем тот, который мог бы
быть создан, если бы обмотки возбуждения обоих двигателей не изменялись дифференциально с помощью
перекрестно соединенных дифференциальных обмоток.
Легко понять, что передаточное отношение двигателей автоматически поддерживается в ответ на
непрерывную работу уравновешивающей силы и ее влияние на скорость вращения двигателей. В системе
уравновешивающая сила создается за счет дисбаланса нагрузки и, следовательно, возникает и продолжает
существовать, заставляя 110 двигателей всегда распределять нагрузку, независимо от ее общей величины, в
заранее определенном соотношении, и поэтому, когда перегрузка одного двигателя приводит к снижению его
скорости, он немедленно освобождается от части своей нагрузки, которая переходит к другому двигателю.
Такое распределение нагрузки достигается автоматически путем незначительной корректировки
относительной скорости вращения колесных двигателей посредством работы балансировочной силы.
Важность поддержания заданного соотношения скоростей между двигателями в полной мере осознается при
рассмотрении влияния несбалансированных противодействующих электродвижущих сил 125 между двумя
двигателями.
Предполагая, что возбуждение двигателя...
При постоянной скорости их соответствующие противодействующие электродвижущие силы изменяются
прямо пропорционально их скорости, и поскольку они не соединены механически, за исключением металла
между валками, существует тенденция к тому, что один двигатель постоянно вращается быстрее другого.
Поскольку цепь, соединяющая два двигателя, имеет очень низкое сопротивление, небольшое нарушение
баланса противодействующих электродвижущих сил приводит к возникновению чрезвычайно высокого
циркулирующего тока между двигателями. Такое состояние может возникнуть при подключении и
эксплуатации двигателей любой мощности подобным образом.
Однако, чем больше двигатель, тем серьезнее становится проблема, поскольку даже небольшой дисбаланс
может вызвать протекание тока в несколько тысяч ампер.
Как указано выше, каждая цепь возбуждения снабжена парой реверсивных переключателей, которые, как
описано, используются для поддержания правильного направления тока возбуждения в каждой из обмоток
компаундирующего поля. Как хорошо известно, при изменении полярности двигателей 10 и 11 путем
изменения направления приложенного напряжения 2,5 В происходит изменение направления тока в обмотках
якоря. Это приводит к изменению полярности возбудителей, и, следовательно, возбуждение обмоток
компаундирующего поля также меняет направление. Поскольку направление возбуждения шунтирующего
поля не изменяется, очевидно, что поток, создаваемый в обмотках суммирующего поля, всегда должен
поддерживаться в одном и том же направлении, чтобы можно было получить надлежащий «балансирующий
эффект». Использование переключателей реверсирования поля в цепи возбудителя необходимо только в том
случае, если требуется реверсирование валковых двигателей, как это бывает в случае реверсивного
прокатного стана.
Как подробно описано выше, для достижения балансировки нагрузки и поддержания скорости в системе
необходимо использовать перекрестное управление полем.
Кроме того, если мельница реверсивного типа с управлением скоростью и направлением вращения по методу
Уорда Леонарда, необходимо изменять направление возбуждения обмоток компаундного поля в соответствии
с каждым изменением направления вращения двигателей. Очевидно, что практически невозможно изменить
направление возбуждения таким образом, если использовать последовательные обмотки возбуждения
обычного типа, поскольку они будут пропускать весь ток нагрузки двигателя. Для этого потребуется
использование мощных переключателей и сложного управляющего оборудования для осуществления их
реверсирования.
Однако очевидно, что эта функция может быть легко реализована с помощью схемы последовательного
возбуждения, воплощенной в данном изобретении. В данном случае обмотки возбуждения с компаундным
возбуждением создают тот же эффект, что и обычные последовательные обмотки, за счет использования
небольшого тока возбуждения, который всегда пропорционален току нагрузки, возникающему при работе
последовательного возбуждения, и легко регулируется с помощью реверсивных переключателей в цепях
возбуждения. На фиг. 3 чертежа показана силовая система, воплощающая те же особенности изобретения,
подходящая для применения на реверсивной мельнице. Принцип работы данной системы практически
идентичен описанному выше принципу работы системы, показанной на рис. 2. Цепь шунтирующего
возбуждения генераторов соединена одним переключателем возбуждения 85 вместо переключателей
реверсирования 32–3,5 включительно, как показано на рис. 2.
Для управления работой системы предусмотрен главный выключатель 86, имеющий барабанный сегмент 87 и
контактные пальцы с 88 по 91 включительно. Как показано, когда главный выключатель установлен в первое
положение, контактные пальцы 88–89 замыкаются сегментом 87, образуя рабочую цепь для полевого
выключателя, которая простирается от линейного проводника 71 через проводник 92, контактные пальцы 88 и
89, замыкаемые рабочей катушкой сегмента 87 выключателя 85 и проводником 93, до линейного проводника
70. При замыкании полевого выключателя 85 замыкается цепь возбуждения шунтирующих обмоток
возбуждения генератора 26 и 27.
Контактный палец 90 главного выключателя 86 также находится под напряжением, чтобы установить рабочую
цепь для выключателей 58, 100, тем самым замыкая резистор обмотки возбуждения двигателя.
57 для обеспечения максимального возбуждения поля для валковых двигателей 10 и 11 во время их пускового
процесса. Скорость вращения валковых двигателей 10 и 11 может быть дополнительно увеличена путем
перевода главного выключателя во второе положение, что приводит к подаче напряжения на контактный
палец 91 и созданию рабочей цепи для выключателя 37, который при замыкании замыкает резистор 36
обмотки возбуждения генератора и увеличивает параллельное возбуждение генераторов. Переключение
главного выключателя в третье положение прерывает рабочую цепь переключателя 58, в результате чего
резистор 57 начинает эффективно снижать возбуждение двигателей, что позволяет дополнительно увеличить
их скорость.
Легко понять, что, поскольку эта система предназначена только для работы в нереверсивном режиме, нет
необходимости предусматривать реверсирование возбуждения обмоток компаундного поля двигателя.
10 и 11 для поддержания балансирующего эффекта в системе. Как показано, 125 дифференциальных
обмоток возбуждения 18 и 19 в данном случае представляют собой обычные последовательные обмотки
возбуждения, соединенные в цепях двигателя последовательно с обмотками возбуждения 42 и 45
последовательных возбудителей 130, 351, 108, 38S и 41 соответственно.
Способ соединения обмоток системы для измельчения кукурузы в
J6 ilay он прямо противоположен. показанному1, если ('esied. 'fat is, tile cumulative field windings 16 and 17 may
be in loim of r'regular series windings, and the difiential hield produced by compounding Held windings excited from
the citers.
Последний метод возбуждения имел бы особое преимущество в обеспечении надлежащего регулирования
скорости двигателей, если бы требовалось поддерживать постоянное соотношение рабочих скоростей для
тандемных применений. В этом случае последовательное возбуждение будет спроектировано таким образом,
чтобы придать двигателям характеристику зависимости нагрузки от скорости, а возбуждение
дифференциальных обмоток возбуждения будет регулироваться с помощью соответствующих реостатов для
достижения желаемого результата.
рабочая скорость, при которой двигатели должны были работать под нагрузкой.
Из приведенного выше описания очевидно, что принцип работы и функции, выполняемые различными
элементами этой системы, в точности совпадают с функциями системы, показанной на рис. 2.
На рис. 4 показана система, в которой используются два возбудителя, каждый из которых имеет одну обмотку
суммирующего поля.
Как показано на рисунке, обмотка возбуждения с кумулятивным компаундированием 16 двигателя 10
соединена последовательно с обмоткой возбуждения с дифференциальным компаундированием 19
двигателя 11 через возбудитель 101 посредством реверсивных переключателей 102 и 103, а обмотка
возбуждения с кумулятивным компаундированием 17 двигателя 11 соединена последовательно с
дифференциальной обмоткой возбуждения C011DOndigfield двигателя через возбудитель 04 посредством
реверсивных переключателей 1-05 и 103.
1
-06. Возбудитель 15101 снабжен обмоткой возбуждения 107, соединенной последовательно с якорем
двигателя 10, и предназначен для работы с практически постоянной скоростью с помощью небольшого
подходящего двигателя 1.08. Возбудительный блок 0 в целом обозначается обозначением 109. Аналогично,
возбудитель 104 снабжен обмоткой возбуждения 110, соединенной последовательно с якорем двигателя 11,
причем возбудитель предназначен для привода в движение с практически постоянной скоростью любым
подходящим двигателем 111 и обозначается в общем виде обозначением 112.
Главный выключатель, показанный на рисунке 113, и барабанные переключатели 114 и 115, а также
контактные пластины 116 для управления предусмотрены для эффективного управления различными
переключателями, входящими в систему.
(65 Далее будет подробно описана работа системы, при этом предполагается, что генераторы 28 и 29
приводятся в движение своим первичным двигателем (показан на рисунке) обычным способом. Как показано
на рис. 2, для того чтобы генераторы начали вырабатывать напряжение, главный выключатель 113 может
быть приведен в действие в любом направлении для управления переключателями реверсирования поля и,
таким образом, создания цепи возбуждения поля 7 для генераторов в нужном направлении.
Предположим, что главный выключатель 113 переведен в первое положение вперед. Тогда сегмент барабана
115 входит в контактный палец 116 и устанавливает рабочую цепь для переключателя реверса поля (рис.),
которую можно проследить от линейного проводника 70 через контактные пальцы 116 и 120 проводника 121,
соединенные сегментом 115, рабочими катушками переключателя 123 и 124 проводника 122 и рабочей
катушкой переключателя 96 до линейного проводника 71.
Соответственно, при замыкании реверсивного выключателя 96 устанавливается цепь питания для обмоток
возбуждения 26 и 27, которую можно проследить от линейного проводника 71 через резистор возбуждения.
36, контактные элементы 1-25, проводник 126, обмотки шунтирующего поля 26 и 27, проводник n5
127, Обратитесь к членам 128 и проводнику 129, а затем к проводнику линии 70.
Напряжение генераторов может быть дополнительно увеличено для увеличения скорости двигателей 10 и 11
при перемещении главного выключателя во второе положение, где сегмент барабана 115 взаимодействует с
контактным пальцем 118, создавая рабочую цепь для выключателя 37, который расположен таким образом,
чтобы замыкать полевой резистор 36. 105
При замыкании выключателя 37 возбуждающий ток, протекающий в цепи шунтирующего поля генераторов,
увеличивается, что приводит к заданному увеличению напряжения генераторов, как показано на рисунках 2 и
3.
Для обеспечения максимального возбуждения магнитного поля для запуска двигателей предусмотрено
удержание соединительного выключателя 58 в замкнутом положении в течение начального периода запуска и
до тех пор, пока барабан главного выключателя не будет приведен в заданное положение. Как показано на
рисунке, барабан, сегмент 11,5, контактирует с пальцем 119, когда главный выключатель 11,3 приводится в
действие в первом положении в прямом или обратном направлении, чтобы обеспечить работу цепи через
проводник 130 для выключателя 58. В этом случае рабочая схема для 12 переключателей остается
неизменной до тех пор, пока главный переключатель не переместится в положение «три», в котором цепь
прерывается, как показано на рисунке, чтобы вызвать срабатывание переключателя 58 и повторно установить
мостовое соединение от полевого резистора 57 1,30 3 351,108.
В данном случае используемые возбудители называются последовательными возбудителями, поскольку они
снабжены последовательно соединенными обмотками возбуждения достаточной мощности для пропускания
токов полной нагрузки двигателей.
Таким образом, становится очевидно, что, поскольку возбудители I01 и I04 приводятся в движение
практически с постоянной скоростью соответствующими двигателями, генерируемое ими напряжение будет
изменяться практически в той же пропорции, что и ток нагрузки, протекающий через их обмотки возбуждения.
107 и 110.
J5. Для поддержания поля, создаваемого обмотками суммирующего возбуждения, в правильном направлении
относительно параллельного поля, как было объяснено выше, предусмотрено замыкание соответствующих
переключателей реверсирования поля в соответствии с направлением срабатывания главного выключателя.
Когда главный выключатель 113 переводится в первое положение для зацепления контактного пальца 116,
запускается рабочая цепь реверсивного выключателя поля генератора 96, и эта цепь проходит через рабочие
катушки реверсивных выключателей 106 и 103.
Аналогичным образом, когда главный выключатель 113 срабатывает в обратном направлении для замыкания
контактного пальца 117, устанавливается рабочая цепь для переключателя реверсирования поля генератора
95, которая проходит от линейного проводника 70 через контактные пальцы 120 и 117 проводника 121,
соединенные сегментом 114 проводника 131, рабочими катушками переключателей реверсирования поля 105
и 102 и рабочей катушкой переключателя 95 к линейному проводнику 71.
Рассмотрим первый пример, описанный выше, где требуется лишь контролировать баланс нагрузки между
453 двигателями, без поддержания постоянной рабочей скорости. В этом случае поля, создаваемые
суммарными обмотками возбуждения каждого двигателя, точно уравновешиваются, когда двигатели делят
нагрузку в заданном соотношении, и, следовательно, основные поля, создаваемые параллельными
обмотками возбуждения, никак не изменяются.
Однако, для наглядности, можно предположить, что общий ток Inad увеличивается, и по какой-то причине
двигатель 107 принимает на себя большую нагрузку, чем положено по его доле. Такое состояние возникает,
когда металл, подаваемый на валки, имеет более высокую температуру с одной стороны, чем с другой, в
результате чего валок, работающий на более холодной стороне металла, совершает большую работу, и,
следовательно, его приводной двигатель должен развивать больший крутящий момент. В этом мероприятии.
Увеличение тока нагрузки, протекающего через поле возбуждения 107, приводит к пропорциональному
увеличению напряжения возбуждения.
Предположим, что цепь возбуждения поля была установлена путем замыкания реверсивного переключателя
103, тогда ток возбуждения 70 протекает от одного вывода возбудителя 101 через контактные элементы 132,
проводник 133, дифференциальную обмотку поля 19, проводник 134, кумулятивную обмотку поля 16,
проводник 135 и 7 контактных элементов 136 к противоположному выводу возбудителя 101.
Одновременно с этим, возбуждающий ток протекает от возбудителя 104 через контактные элементы 137,
проводник 138, кумулятивную обмотку возбуждения 17, проводник 139, дифференциальную обмотку
возбуждения 18, проводники 140 и 141 и контактные элементы 142 к противоположному выводу возбудителя
104.
Однако, поскольку ток 85, протекающий через обмотку возбуждения 110 возбудителя 104, не изменился,
возбуждающий ток, создаваемый двумя возбудителями, будет отличаться от их первоначального
соотношения, в результате чего суммарная обмотка возбуждения 16 двигателя будет создавать поток,
суммирующийся с потоком, создаваемым параллельной обмоткой возбуждения 14, а дифференциальная
обмотка возбуждения 19 двигателя 11 будет создавать поток, противоположный потоку, создаваемому
параллельной обмоткой возбуждения 17. Очевидно, что увеличение суммарного возбуждения двигателя 10
позволяет ему развивать больший крутящий момент, в то время как уменьшение суммарного возбуждения
двигателя 11 приводит к уменьшению его крутящего момента. Когда это условие выполняется, скорость
двигателя 10 увеличивается, поскольку его крутящий момент теперь больше, чем требуется нагрузкой, тем
самым развивая большую противодействующую электродвижущую силу 0, которая переносит нагрузку на
двигатель 11, который находится в состоянии принять дополнительную нагрузку, поскольку его суммарное
возбуждение поля и, следовательно, его противодействующая электродвижущая сила уменьшились. Легко
понять, что по мере увеличения тока нагрузки двигателя 11 напряжение, генерируемое его последовательным
возбудителем 104, соответственно, будет увеличиваться, вызывая стремление нагрузки снова перенестись на
двигатель 10.
Однако в результате этого балансировочное действие продолжается и поддерживается в режиме постоянной
работы для обеспечения заданного баланса нагрузки между двигателями.
В некоторых случаях может потребоваться, помимо поддержания баланса нагрузки, регулировать скоростные
характеристики двигателей. При обычных операциях прокатки это не требуется, однако в случае, если
прокатный стан работает в тандеме с другим станом, становится необходимым поддерживать практически
постоянную скорость независимо от нагрузки.
Когда двигатели работают без балансировки, напряжение на обмотках возбуждения каждого двигателя
составляет 130 В.
Поскольку для обеспечения равномерной прокатки уменьшающая сила, прикладываемая к металлу каждым
валком, должна быть одинаковой, отсюда следует, что крутящий момент, который необходимо приложить к
каждому валку, изменяется прямо пропорционально диаметру валка. Однако скорость 45 валков должна
изменяться обратно пропорционально диаметру валка, чтобы поддерживать начальную периферийную
скорость. Таким образом, очевидно, что мощность, вырабатываемая валковыми двигателями, остается
постоянной при фиксированных условиях прокатки.
Поскольку мощность, выдаваемая двигателями 10 и 11, остается постоянной, соотношение нагрузки и тока
также остается постоянным, и, следовательно, последовательные возбудители поддерживают
сбалансированное поле независимо от того, работают ли двигатели с одинаковой скоростью или нет.
Следовательно, очевидно, что сбалансированное полевое состояние, обеспечивающее 60.
Стабилизирующая сила в системе поддерживается неизменно независимо от передаточного отношения
двигателей валков 10 и 11.
В заключение можно отметить, что, хотя приведенные примеры представляют собой 65 практических
воплощений изобретения, они не ограничиваются строго указанными здесь деталями, поскольку могут быть
внесены изменения, не выходящие за рамки сути изобретения. 70 Дата: 81 марта 1930 года.
Ф. В. ЛЕ ТАЛЛ, дипломированный патентный поверенный, Норфолк-стрит, 2, Стрэнд. Лондон, У.К.,
представитель заявителей.
Что касается регулирования скорости, как описано выше, то суммирующиеся поля в каждом двигателе
сбалансированы, и двигатель работает как шунтирующий двигатель. Как известно, двигатель с параллельным
возбуждением, строго говоря, не имеет постоянной характеристики скорости.
Она может иметь возрастающую или понижающуюся скорость, изменяя её в зависимости от увеличения
нагрузки.
В этом случае скоростные характеристики могут регулироваться путем изменения эффекта суммирования,
создаваемого суммарным и дифференциальным суммированием обмоток возбуждения. Соответственно,
предусмотрено множество резисторов 15r, отводящих поле, от 142 до 14,5 включительно, для изменения
возбуждения суммирующихся обмоток 16, 18, 17' и 19 соответственно.
Легко понять, что, регулируя сопротивления, отводящие поле, можно добиться преобладания одного из
составляющих полей, создаваемых в каждом двигателе, что, следовательно, может либо способствовать,
либо препятствовать возбуждению основного параллельного поля для получения желаемой характеристики
скорости.
Очевидно, что при работе двигателей в таких условиях магнитные поля внутри самого двигателя становятся
несбалансированными. Однако, пока дисбаланс остается одинаковым для каждого месяца, операция
балансировки нагрузки, подробно описанная выше, не затрагивается. В данном случае эффект эквивалентен
изменению возбуждения параллельного поля, и если эффект одинаков в обоих двигателях, дисбаланс
нагрузки приводит к тому, что последовательные возбудители работают точно так же, как если бы
Соседние файлы в папке патенты