Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_10651
.pdf
и/или полюсов.
Кроме того, полюса на границе re 45, перемещенные из элементов предписанной матрицы и/или из элементов
ее обратной матрицы, могут, ввиду предписанного условия относительно реальности и пунктов (i), (ii) и (iii),
которые будут найдены выше в определении «положительной вещественной» матрицы, всегда отдельно
реализовываться в пассивные чисто реактивные компонентные структуры, которые будут соединены с
остальной частью сетевого представления, 55 как показано выше.
(b) Каждая "положительная вещественная" матрица:
LI fll in 1 может быть разложено на два "положительных i N fnn V.fl fmn l; 0 0:
вещественные матрицы: + 1 O ji; f, fin f, O f генерируются из своей собственной вещественной части таким
образом, что первая компонентная матрица обладает свойством, что Ref,, x Ref ' (Ref,)2 равна нулю вдоль
всей границы. Первая компонентная матрица называется «редуцированной» матрицей, а вторая —
«извлеченной» матрицей, и те же атрибуты присваиваются соответствующим сетям.
Другой эквивалентный способ решения указанной матрицы будет следующим:
6
)0 1 lIffif O lf 01 + I f 1 fl I O II; f fin fnn, в этом случае первая из матриц справа является "извлеченной" матрицей,
а вторая — "редуцированной" матрицей. Если определитель действительных частей изначально имеет
сингулярную форму, то расщепление не требуется.
Матричное уравнение, рассматривающее заданную «положительную вещественную» a-матрицу, So I ||allaji L
Y 1 | 1 't11 | a 1)ain| 7 =a,|am f i a Qnann 0| al, an, a,,ain O Y O I 1 N 110 t Alte nat 11 li O Y i, где Альтернатива I
относится к случаю, когда a,, разложена на две компоненты a, ' и Y,, соответствующие соединению конечной
двухполюсной сети («извлеченной» сети), имеющей Y, в качестве проводимости управляющей точки, левый
главный вывод полного сетевого представления заданной матрицы. Альтернатива II, представленная на рис.
42 (включая сетевое представление первоначально существующих полюсов на границе), является
соответствующим случаем при разложении an на две компоненты 95 a 1 nn и Yn.
Как видно из (4-1), в каждом варианте изменяется только один элемент предписанной a-матрицы.
Рассматривая Альтернативу II, скажем, и 100 решая для a', которая является входной точкой сети
"уменьшенной", ( 44) 423,924 423,924 423,924 мы получаем:
Clnn I =ann Yn ( 45) Letting:
% = r ' + jx N n = Ynr + j Y 5 тогда, согласно (13) и (45), получаем:
становится -= 0, т.е. при решении относительно rn 1 в этом уравнении определителя и при подстановке
выражения для r' из (46) в этот определитель, а затем решении относительно Ynr, мы получаем уравнения:
2 rlrn rain Ywr = r r 2 ln rn _=( 47) r.' = r= Y = ( 46) rl Ynr теперь необходимо скорректировать таким образом,
чтобы определитель (rlrn rub) уравнение матрицы, которое следует рассмотреть, было следующим:
P =AlZ, + 1 n+ P Pn + ( 48) ftp inn | Al t aie 1 I-n Pnn |Al t ea In A I Z -< Альтернатива I- -<-Альтернатива II >где
альтернатива I относится к случаю, когда All разложен на две компоненты, B l и Z 1, а альтернатива II — к
случаю, когда An разложен на две компоненты, fi=' и Z. Если мы имеем дело с внутренними полюсами на
границе, то полное сетевое представление в случае альтернативы II заданной 3-матрицы показано на рис. 43.
Обратите внимание, что и в случае заданной 1-матрицы только один элемент в каждой редуцированной
матрице отличается от соответствующего элемента в исходной матрице.
Решая уравнение относительно входного импеданса Ann "упрощенной" сети, используя вариант II, получаем:
A/n = Энн З.
( 49) Затем, позволив:
131 = hn' + jv} Z = Znr + j Zn мы получаем из (16) после процедуры, аналогичной показанной выше:
Z.r = Viln 11 N) hl I ( 50) Функции Ynr и r 2 ' из ( 47), а также Z r и hn' из ( 50) теперь легко можно доказать, что
они обладают всеми необходимыми свойствами, чтобы быть действительными частями «положительных
действительных» функций, и каждая из этих последних функций, порожденная своей действительной частью,
может быть однозначно определена, поскольку никакие полюса на границе не могут вступать в игру; если они
присутствуют в заданных функциях, они были удалены до начала вышеуказанной процедуры расщепления.
Для более подробного объяснения процедуры генерации и для иллюстративного численного примера см.
«Синтез сети», см. выше, на страницах 145-147, пункт (b) и на странице 224, Пример 21.
Y и Z могут быть по отдельности реализованы в виде конечной диссипативной двухполюсной сети с помощью
известных методов (см. статью Брюна, упомянутую выше).
(c) Известно, что действительная часть каждого элемента «положительной действительной» матрицы
является четной функцией от o, а мнимая часть — нечетной функцией от (o.
Таким образом, каждую из наших трех функций, если рассматривать ее как граничную, можно записать
следующим образом:
f = H(f 2 + jo z Tl ( 51) (d) Этот факт имеет первостепенное значение, поскольку после выполнения процедуры
(a) мнимая часть каждой a- и 1-функции всегда равна нулю в начале координат и в точке oo. Таким образом,
из ( 34) и ( 35) видно, что определитель "приведенной" матрицы неизменно имеет по крайней мере два нуля
на границе: один в начале координат и один в точке o, что позволяет удалить соответствующие полюса из
элементов обратной матрицы, как видно из уравнений ( 7) и ( 8).
Затем эта же особенность проявляется снова и снова, и при каждом обращении функции, как правило, можно
удалить два полюса на границе.
Нуль в начале координат, таким образом, объясняется тем, что определители x и v, а также мнимые части
определителей a и fl из (34) и (35) содержат o в качестве множителя в соответствующих числителях, тогда как
нуль в oo присутствует 423,924, потому что после удаления внутренних полюсов на границе, с одной стороны,
x: S и v: s, если имеют o в n-й степени в знаменателе, имеют (o не более чем в (n-1)-й степени в числителе,
поскольку они являются нечетными функциями w, а с другой стороны, наивысшая степень w в числителе
каждого r и h всегда < степени wo= в их знаменателе.
Тот факт, что при каждом обращении (после удаления полюсов) определитель набора функций получает один
ноль в начале координат и один в точке c, естественно, означает, что если, скажем:
arkr a X+ a_ + + a + a O aan =n h(.)2 and bxbr ij+ b_ + + b X + bo a 2 I 21 N = h( 2,)z then ar is always equal to br,
and a O always equal to bo, i e in every inversion these terms always canceled.
Утверждение «по крайней мере» относится к довольно маловероятной возможности (34) или (35) получить
ноль при конечном (o.
В этом случае из каждого члена следующего семейства можно удалить два (сопряженных) дополнительных
полюса, уменьшив степень X как в числителе, так и в знаменателе на две дополнительные единицы, хотя
удаление таких полюсов не является обязательным.
(e) Тем временем происходит бесценное сокращение общих множителей, знаменатель заданных функций
становится множителем в числителе определителя «редуцированной» матрицы, и затем аналогичное
сокращение происходит каждый раз, когда мы обращаемся от a-функций к a-функциям или наоборот,
независимо от последующего удаления полюсов на границе.
(f) Кроме того, свойство редуцированной матрицы, заключающееся в том, что определитель действительных
частей ее элементов равен нулю, выполняется для каждой последующей матрицы, полученной путем
обращения согласно (7) и (8).
Затем, путем многократных инверсий и удаления полюсов в начале координат и в точке oc, "редуцированная"
матрица в конечном итоге сводится к матрице действительных констант или, в конечном счете, к сингулярной
матрице, имеющей комплексные элементы.
(g) Кроме того, известен простой метод генерации X-функции в «извлеченной» матрице из функции, которая,
как предполагается, является ее действительной частью вдоль границы (см. книгу Геверца «Синтез сетей»,
упомянутую выше, а также другие сведения см. в указанной книге), и можно доказать, что полученная таким
образом A-функция всегда является «положительной действительной» функцией, реализуемой в
диссипативной, конечной, пассивной двухполюсной сети, которая может быть соединена с остальной частью
представления сети в соответствии с характером заданной матрицы.
(h) В этом пункте проиллюстрируем наш общий метод в течение одного цикла. Тогда следующие циклы будут
точно такими же, за исключением того, что нам нужно «извлечь» положительную вещественную функцию
только один раз.
Таким образом, предположим, что наши a:s, скажем, (n)t из (12) имеют степень - в X, т.е.
(n)t ( 2 n)th их определитель имеет ( 2 n)-ю степень, и определитель их действительных частей больше нуля
вдоль границы для некоторых или всех действительных wo:s. Кроме того, предполагается, что полюса (и,
возможно, нули), первоначально присутствовавшие в a-определителе, были удалены и реализованы
отдельно.
После «разделения», скажем, a, извлеченная «положительная вещественная» функция Y 1 генерируется и
реализуется отдельно, оставляя g n( 2) ( 2 n)te = степени в X.
h A hl( ( 2 n)th Новый набор функций, соответствующих "приведенной" матрице, имеет вид:
gl( A) a 11 = h() gin(X) Olin = h(x) Их определитель:
( 52) (все a 2,) = Xh(A) A(A) h (x) h (x), которое обычно имело бы степень ( 3 n ), благодаря своим нулям в
начале координат ( 3 n) и в точке oc, имеет только степень ( 3 n ), причем X является множителем в числе 95 I
423,924 I I i i 423,921 атор. Кроме того, мы знаем, что h(x) является множителем в числителе, т.е. после
сокращения этого последнего множителя, вышеуказанный определитель ( 2 n l ) имеет только степень ( 2 n) h.
Теперь мы, используя (8), обращаем, чтобы получить P:s, и получаем:
g 11 (x) ko 1 1 A kl 1 (X"I) ll = = + kl:A + lgl(X)h (A)kn g 1 (-) ( 53) A A/(x) A A(x) gln(A)h (A) kin gl 1 i(A) S AA)= + kln 3
A + A A(A) 3 A A(X) где k:s и k':s — остатки A: S в начале координат и в точке co соответственно.
До удаления полюсов P:s ( 2 n)th имеют степень.
( 2 n-1)th gu 1 (A) kill al = + kl lll A Al(x) A g l li(A) kln 11 alnln_ = klnlx AWL(x) A g I 1 n(a) kllin alli __ -+kln' A Ai(A)
Таким образом, члены семейства компонентов справа ( 11: s, скажем) имеют 15 ( 2 n-2)-ю степень.
( 2 n-2)-й Их определитель:
2 A A(x) Al(A) /3 llln 3/ n = A 2 (A) ( 4 n-4)-й вместо степени ( 4 n-4)-й, из-за нулей в начале координат и 20 в oc и
из-за сокращения ( 2 n 3)-го A(X), имеет только d)-ю степень, причем ( 2 n-2)-й a A является множителем в
числителе.
С помощью 1 11 A+ A.(X) i\ 1 (A glnll(:t) A+(X gn (A) /g 1 II (A) g a-:s (из 1 11:s), используя ( 7), получаем:
( 54) А, где kll: S и k" 1: S — остатки.
До удаления (2-2)-х полюсов, элементы a" имеют степень, т.е. (2n-33)-е члены семейства компонентов справа
(a 3 I"s, например) имеют степень.
( 2 N 4)-й ( 2 n-4)-й Их определитель:
2 A A,(x) A(A) a 11nn 1 N = Ai(L)2 после отмены множителей имеет степень ( 2 n-5 ), причем A является
множителем в числителе степени ( 2 n-4 ).
На этом мы завершили один цикл.
Следует отметить, что в силу свойств функций, характеризующих «редуцированную» сеть, определитель
каждого набора остатков (53) и (54), а также каждого последующего набора в процессе вычисления, является
сингулярным, т.е. равен нулю. Также определитель 45 действительных констант в последнем цикле является
сингулярным, и, следовательно, каждая неразделенная компонентная сеть «редуцированной» сети содержит
один элемент и, при необходимости, дополнительно 50 преобразователь.
Обратите внимание, что определитель предписанной «положительной вещественной» матрицы после
удаления полюсов на границе имел степень (2n) по A, тогда как вышеупомянутый 55-й (2n)-й (2n5)-й
определитель a' имеет степень (2N4)-й только 423924, т.е. за один цикл степень A в числителе уменьшается
на пять единиц, а в знаменателе — на четыре единицы, несмотря на то, что степень A в an была увеличена
(несколько искусственно) до значения, вдвое превышающего степень A в an. Затем в каждом последующем
цикле степень A уменьшается на четыре единицы как в числителе, так и в знаменателе.
Для иллюстрации рассмотрим "положительную вещественную" a-матрицу, имеющую следующие элементы
(уравнения в этом примере будут пронумерованы 1, 2, 3 и т. д.).
2 AV ±5 + 5 A+ 1 a 11 = A 2 X+ 2 AX+ 2 8 A'+ 18 A 2 + 18 X A+ 1 au = A 2 + 2 A+ 2 3 A + 7 A + 7 X A-1 al = A+ 2 AX+
2 После удаления внутренних полюсов на границе, здесь, в точке oo, получаем:
A + + 1 a 1, = 2 A + A 2 +o 2 AX+ 2 2 A 2 + 2 A + 1 an = 8 A + all, = 3 A + A 2 + 2 A + 2 A 2 +X-1 XA 2 + 2 A + 2 ( 2)
Семейство компонентов, которое должно остаться, может быть реализовано отдельно, и, обозначив 20
членов семейства компонентов справа ( 1 ) просто как a:s и заменив jwo на X (где j= V-1), мы получаем, решая
относительно их действительных и мнимых частей вдоль границы: 25 to 4 t 2 + 2 to l azl, = + jabw = r + jxl t'4 + 4
W 4 + 4 2 o'4 _,,+ 2 2 o?
+ 2 ann(io)) = u) = r + ixn to'+ 4,,, 4 + 4 to 4 +t 2-2 to + 4 Qmtjw) = + jo) ' = rlm + jxin mo 4 + 4 4 + 4 ( 3) Выбрав
альтернативу II уравнения ( 44) выше, мы находим, что действительная часть Y вдоль границы равна:
r Lrnr 2 Y.r = = Cos 5 o + 10 to r, ( 0)4 + 4) (_ 4 __ 2 + 2) ( 4) Пусть эта o-функция порождает соответствующую
A-функцию (согласно процедуре, описанной на страницах 145-147 книги "Синтез сетей", см. выше), тогда мы
получим:
XA 4 + 1 310349 A?
+ 3 273942 A 2 + 1 673668 A A 4 + 3 352193 A 8 + 6 118600 A 2 + 5 532814 A + 2 828427 ( 5) (Подробности о том,
как Y упоминается выше).
Получено, см. страницы 246-247 книги "Net". Затем символ ' можно найти по следующему пути:
Легко обнаружить, что это функция типа "положительное % al = a Y11 вещественное" и ее можно реализовать
известными методами (см. статью Бруне), и она оказывается:
AX + 3 394037 AX + 3 258871 A + 2 506952 AX + 1 414213 a 111 = (A 2 + 2 A + 2) (A 2 + 1 352193 A + 1 414213) rs
2 Для проверки пусть r 1 '= сгенерировать a ', rl таким же образом, как Y,, сгенерировал Y,,, и мы получим:
rl = ( 6) r 2 m 1 Os + 2 to 3 o' 4 r + 4 r (Wol + 4) (o'o, + 2) ( 7) из чего мы получаем функцию:
423,924 AX + 3 394037 Xk + 3 258871 A 2 + 2 506949 A + 1 414213 (X 2 + 2 X + 2) ( 2 + 1 352193 X + 1 414213)
Как и требовалось, мы имеем практически полное совпадение между ( 6) и ( 9 ).
Кроме того, обратите внимание, что степень A в Y и a 1 в два раза выше, чем в ak, что верно, и если сложить
Yn и nn, получится a, как и должно быть.
Теперь определитель (o 1 aa'am 2) сформирован, его числитель должен быть 10-й степени, а знаменатель —
6-й степени в A. Кроме того, A и (A 2 + 2 A + 2) должны стать множителями в числителе. Это действительно
происходит, так как:
A( 1 041841 A: + 4 534298 A' + 9 683608 AX 2 + 10 298620 A + 5 397392) (A 2 + 2 A + 2)2 (A' + 1 352193 A + 1
414213) A(AX 2 + 2 AX + 2) ( 1 041841 A + 2 450616 A + 2 698695) (A' + 2 A + 2)2 (AX 2 + 1 352193 A + 1 414213)
При формировании P:s, по крайней мере два полюса на границе должны «выпасть», то есть могут быть
удалены с границы. Тогда то, что останется, должно быть, самое большее, второй степени в A, как в
числителе, так и в ( 9) знаменатель.
Кроме того, определитель остатков на удаленных полюсах должен быть равен 0.
Мы получаем:
А 4 + 3 394037 А + 3 258871 А' + 2 506950 А + 1 414213 524035 А( 1 041841 Х 2 + 2 450616 А + 2 698695)
1,041841 а + 122598 А + 1 222742 ( 10) o Qr QQ 9 o A TV-LI 7 UUU A 1 041841 A' + 2 450616 A + 2 698695 ('+A+
1) (A + 1 352193 A + 1 414213) A( 1 041841 A' + 2 450616 А+2 698695) 524035 630132 A + 1 482198 = + 959838 A
+ X 1 041841 A' + 2 450816 A + 2 698695 (X'+ A 1) (AX 2 + 1 352193 A + 1 414213) A( 1 041841 A 2 + 2 450616 A +
2 698695) -.524035 - 277945 AX-1 346228 1.041841 AX + 2 450616 A 2 698695 изменить указанную функцию.
= + 959839 A + A I Полюса на границе, удаленные от fi: s, не имеют действительных частей, которые равны:
1.085432 wo-3 785073 W 2 + 3 299807 hi = l h = 1.085432 W + 382296 W 2 + 7 282954 4.000000 ( 11) 1.085432 4 +
382296 2 + 7 282954 -2.083691 2 + 3 633058 1.085432,o + 382296 o 2 + 7 282954 Тогда определитель h: S
должен быть равен 0.
У нас есть:
4 ( 1 085482-4 3 785078 X 2 + 3 299807) ( 2 083691 % + 3 633058)' ( 12) ( 1.085432 co + 382296 X 2 + 1 282954)2
nn = ( 8) P 11 = Pfin = gin 7 = (a,,a'3,, a 2 In) I h 1 '= hlhn hsn = 423,924 i.eit равно O, образуя i"-определитель,
тогда A и Обозначая /:s из ( 10), после того, как два ( 1 041841 X 2 + 2 450616 A + 2 695695) 5 полюсов
"выпали", на P":s и должны стать факторами в его числитель.
i 1 12 1 n 1 Pl 2 A( 656498 X + 1 544214 XA + 1 700558) IL ( 1.041841 X + 2 450616 X + 2 698695)2 630132 X( 1
041841 A:2 + 2 450616 X + 2 698695) ( 13) ( 1.041841 X' + 2 450616 X + 2 698695)2 Когда мы инвертируем,
чтобы получить a 1:s, два полюса (если их столько же осталось) должны снова «выпасть» из каждого a,
оставляя остаток, который должен быть действительной константой. Определитель остатков, 630132 X + 1
482198 6111 a 112 = 611 л а Н Н = I = a,,,l = 6111 а 1 1 а = :f _ а 111 = 630132 X 1.041841 XA + 122598 A 630132
X 277945 + 1 34622 ( на полюсах, удаленных от границы, должно снова быть равно 0, и, кроме того,
определитель констант 15 также должен быть равен 0 + 1 222742 1 ( 14) 630132 X 2.352202 I 1 O 1945592 A
1.940453 = 1 653369 X+ + 2.1 X 6422 2.136422 1 I' J + 441090 A ( 15) i e Заданные функции точно
соответствовали прогнозируемым требованиям, а сетевое представление, например, показано на рис. 44.
Yl, заданный формулой (5), может быть реализован в виде диссипативной двухполюсной сети, имеющей не
более восьми элементов.
С другой стороны, если бы предписанные функции, как указано в (1), были i: s, то нам пришлось бы
интерпретировать извлеченную «положительную действительную» функцию (5) как импеданс. В противном
случае процедура вычисления предписанной матрицы была бы точно аналогична той, что приведена в этом
примере, хотя сетевое представление в случае предписанной B-матрицы было бы, например, таким, как
показано на рис. 45.
Следует добавить, что на любом этапе процедуры оценки семейство компонентов справа от показанных
разложений на простые дроби может оказаться таким, что определитель членов этого семейства станет
сингулярным. В этом случае дальнейшее обращение невозможно, но (вместо того чтобы продолжать до тех
пор, пока в конце процедуры не получим семейство компонентов, все члены которого являются
действительными константами, реализуемыми в компонентную сеть, имеющую только сопротивление,
воплощенное в одном единственном элементе), указанное семейство компонентов может быть
непосредственно реализовано в компонентную сеть, содержащую одну единственную двухполюсную сеть,
включающую как резистивные, так и реактивные элементы, а также, кроме случаев, когда все матричные
элементы равны, трансформатор (см. «Синтез сети» Геверца, упомянутый выше).
Для иллюстрации рассмотрим элементы «положительной вещественной» матрицы: 60 X + 20 X² + 16 X + 2 I a
11 = ann = a,2 N = 2 X² + 3 + 1 AV + 22 X² + 27 X + 8 2 X² + 3 X + 1 X' + 15 X + 14 X + 3 2 X² + 3 X + 1 Удалив
полюса в oc, получим:
У нас есть:
423,924 A 18 5 XA 2 + 15 5 + 2 U 11 i = + 2 A X ann = + 2 A 11,= + 2 A 2 + 3 X + 1 20.5 A 2 + 26 5 X + 8 2 A 2 + 3 X+
1 13.5 A 2 + 13 5 A 2 + 3 2 A 2 + 3 A + 1 I I 1 JI и, применяя общий метод этого заголовка к семейству
компонентов справа, мы получаем, разделив, скажем:
64.773195 A 4 + 156 7386872 + 132 085609 A 2 + 44 854279 A + 4 949749 Yn = и 59.9234 a = Тогда allal ln a 2 m =
и после инверсии:
( 2 A 2 + 3 A+ 1) ( 6 082763 A 2 + 6 419084 A+ 1 414213) 26 A 4 + 136 045613 AX + 115 673570 A 2 + 43 975067
A+ 6 363963 ( 2 A 2 + 3 AX+ 1) ( 6 082763 A 2 + 6 419084 A + 1 414213) A( 2 A 2 + 3 A + 1) ( 29 30589 OA 2 I + 40
906716 A + 14 267979 ( 2 A 2 + 3 A + 1)2 ( 6 08276 3 X 2 + 6 419084 X + 1 414213) al nn kl, = 2 = kl A + -+ P 1111
alalllnn-a 2 ll all kinl allalnnai 2 m A ain k' m n 1 = = k 1 i A + + /lln allainn 2 A) Для вышеуказанных семейств
компонентов не только (kk, k,2) и (kikll kl) равны 0, но и (/111 P 3 lnlll ll) также равно 0, т.е. каждое из трех
семейств компонентов может быть реализовано в одну из структур компонентов, показанных на рис. 13. Из
структур компонентов первая является чисто индуктивной, вторая — чисто емкостной, а третья —
диссипативной, но имеющей как резистивные, так и реактивные элементы.
Следует отметить, что указанные выше функции идентичны тем, которые использовались ранее для случая
двух типов элементов, что позволяет сделать ценный и интересный вывод о том, что две эквивалентные сети
не обязательно должны содержать одинаковую комбинацию типов сетевых элементов.
В наших выводах мы в основном рассматривали а-функции, но следует отметить, что, в силу полной аналогии
между «положительной вещественной а-матрицей» и «положительной вещественной» P-матрицей, нет ни
одного преобразования, выполненного над множеством а, которое нельзя было бы выполнить и над
множеством P, хотя, естественно, сетевое представление для множества заданных P отличается от
представления для того же множества функций, если они являются а-функциями.
Описанные выше процедуры в разделах II и III общего метода приводят к сетям, имеющим следующую
характеристическую форму, а именно, что они включают множество групп компонентных сетей,
последовательные группы которых соединены попеременно последовательно и параллельно, или наоборот,
50 и последняя сеть любой группы сама по себе состоит из всех последующих групп. Эта характеристическая
форма схематически проиллюстрирована на рис. 46 и 47. Если на данный момент считать, что компонентная
сеть a с соответствующим трансформатором, а также компонентная сеть Y отсутствуют, на рис. 46 показана
характеристическая форма, полученная при исходном расчете из a-функций. Аналогично, если на рис. 47
опустить компонентную сеть a' с трансформатором, а также компонентную сеть Z N, на этом рис. показана
характеристическая форма, полученная при исходном расчете из /-функций. Характеристическая форма сети,
показанной на обоих рисунках, состоит, например, из трех групп, а именно Группы 1, Группы 2 и Группы 3,
обозначенных пунктирными линиями. Конечно, групп может быть больше трех, а может быть и всего две
(например, сети на рис. 44 и рис. 45 содержат по две группы).
На рис. 46, где показано расположение 75 для α-функций, группа 1 включает в себя компоненты b1, -b и b,;
группа 2 включает в себя компоненты cl, c2 и c,; и группа 3 включает в себя компоненты d, d2 и d, 80. Из
рисунка видно, что последний компонент bh группы 1 включает в себя все последующие группы, а именно
группы 2 и 3, и, кроме того, он идентичен группе 2, за исключением начального трансформатора, который
необходим.
Аналогично, последняя компонентная сеть c группы 2 включает единственную последующую группу, а именно
группу 3, и идентична последней, за исключением начального трансформатора, который необходим. Кроме
того, следует отметить, что в то время как компонентные сети bh, bh и b3 группы 1 соединены
последовательно, компонентные сети c, c2 и c группы 2 соединены параллельно, а компонентные сети d, d и
d3 группы 3 соединены последовательно. Если бы групп было больше трех, эта процедура чередования
последовательного и параллельного соединения продолжалась бы для всех групп.
На рис. 47 показано аналогичное расположение P-функций, но в этом случае чередование параллельного и
последовательного соединения начинается с параллельного соединения компонентных сетей b,', b 2 ', b,'
группы 1.
Теперь возможно, что сети, соответствующие определенным заданным характеристикам, могут содержать
больше, чем описанная выше структура групп. Они могут иметь дополнительную сеть или группу сетей,
соединенных последовательно или параллельно с вышеупомянутой структурой групп. Такие дополнительные
сети показаны на рис. 46 и 47 как a и a' соответственно.
Сети могут также содержать двухполюсную компонентную сеть, такую как Yn, соединенную мостиком между
основными выводами на одном конце, как показано на рис. 46; или, например, Z, соединенную
последовательно с одним из основных оконечных проводников, как показано на рис. 47. Конкретные примеры
сетей, содержащих описанные выше дополнительные компонентные сети, показаны соответственно на рис.
44 и 45.
ОПРЕДЕЛЕНИЯ:
В данном описании и формуле изобретения следующие термины следует понимать следующим образом:
Конечная сеть — это сеть, имеющая конечное число ячеек.
Двухполюсная сеть — это сеть, имеющая только один входной терминал и только один выходной терминал.
Четырехполюсная сеть — это сеть, имеющая одну пару входных клемм и одну пару выходных клемм.
Пассивная сеть — это сеть, которая ни при каких условиях не может генерировать энергию.
Симметричная четырехполюсная сеть — это сеть, схема соединений которой не изменяется при повороте на
180 градусов в двух направлениях, на 90 градусов относительно друг друга (следует отметить, что
четырехполюсная сеть с одинаковыми функциями управляющих точек не обязательно должна быть
симметричной).
Последовательное соединение двухконтактной сети 70 с одним из основных выводов четырехконтактной сети
подразумевает, что такое последовательное соединение осуществляется таким образом, что один вывод
двухконтактной сети соединен с одним из основных выводов, а именно с одним из двух концов,
четырехконтактной сети, в то время как другой вывод указанной двухконтактной сети является основным
выводом четырехконтактной сети, которая теперь соединяет указанную двухконтактную сеть и указанную
четырехконтактную сеть, как ясно показано на рис. 43 и рис. 45.
Под параллельным и последовательным соединением четырехконтактных сетей следует понимать, что на
обоих концах используется один и тот же тип соединения, то есть как входные, так и выходные клеммы
рассматриваемых сетей соединены параллельно или последовательно, как это наглядно показано, например,
на рис. 18 и 19. На рис. 44 и 45 показано параллельное и последовательное соединение, соответственно,
компонентных сетей, когда одна из них представляет собой двухконтактную сеть.
Под цепным соединением четырехконтактных сетей следует понимать, что соединения выполняются таким
образом, что выходные клеммы одной сети 100 соединены с входными клеммами последующей сети, так что
входные клеммы первой сети становятся входными клеммами всей сформированной структуры, а выходные
клеммы последней сети 105 становятся выходными клеммами всей структуры.
Подробно описав и определив природу указанного изобретения и способ его осуществления, я заявляю, что
то, что я
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_423925.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=423925&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB423925A
[]
ПАТЕНТНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
Дата проведения конвенции (США): 20 мая 1932 года.
Дата подачи заявления (в Соединенном Королевстве): 6 мая 1933 года.
423,925 № 13283/33.
Zi A Полная спецификация принята: 6 февраля 1935 г.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
Усовершенствования в области гидродинамических двигателей. Мы, компания SULLIVAN MACHINERY
COMPANY, корпорация, зарегистрированная и действующая в соответствии с законами штата Массачусетс,
Соединенные Штаты Америки, расположенная по адресу: 400 North Michigan Avenue, Чикаго, штат Иллинойс,
Соединенные Штаты Америки, настоящим заявляем о характере данного изобретения и о способе его
осуществления, которые будут подробно описаны и установлены в следующем заявлении:
Данное изобретение относится к гидродинамическим двигателям, и в частности к двигателям, используемым
для привода насосов, предназначенных для подъема нефти из скважин.
Удовлетворительная система для откачки нефти из скважин включает в себя ряд насосных агрегатов,
расположенных на разумной площади, двигатели которых снабжаются рабочей жидкостью под давлением из
центральной компрессорной установки, имеющей трубопроводы, ведущие к насосным агрегатам. Для
экономии воздуха обычно подают к двигателям после предварительного нагрева в соответствующих насосных
агрегатах, а затем отводят из цилиндров двигателей со значительным остаточным давлением, называемым
противодавлением двигателя, и возвращают на вход компрессорной установки для повторного сжатия.
Двигатель согласно настоящему изобретению особенно подходит для использования в системах такого рода.
Целью изобретения является создание гидродвигателя высокого давления с усовершенствованным
клапанным механизмом и средствами управления его работой; обеспечение средств регулирования степени
расширения или сжатия рабочей жидкости внутри цилиндра двигателя; и обеспечение средств управления,
позволяющих регулировать работу двигателя как с расширением и сжатием, так и без них в соответствии с
требованиями.
Согласно настоящему изобретению, клапанный механизм включает в себя впускные и выпускные клапаны,
управляющее средство, работающее под давлением жидкости, для каждого клапана, имеющее множество зон
давления, действующих в одном направлении, и средства для подачи давления в указанные зоны в заданном
порядке во время движения поршня в одном направлении, чтобы движение клапана выполняло одну из его
функций только после того, как все указанные зоны были обеспечены давлением, и для сброса давления из
указанных зон в обратном порядке во время движения поршня в противоположном направлении, чтобы
вызвать обратное движение клапана только после сброса давления из указанных зон.
Изобретение также заключается в том, что цилиндр двигателя непрерывно вентилируется с одного конца, а
клапанный механизм включает в себя впускной и выпускной клапаны и 65 управляющий элемент,
работающий под действием давления жидкости, для каждого клапана, причем указанные клапаны регулируют
подачу рабочей жидкости под давлением к другому концу цилиндра и ее выпуск с другого конца, а закрытие
выпускного 70 клапана осуществляется за счет заданного противодавления двигателя внутри указанного
другого конца цилиндра.
Изобретение также включает в себя гидродинамический двигатель, включающий цилиндр 75 с поршнем,
совершающим возвратно-поступательное движение, и клапанный механизм, включающий впускной и
выпускной клапаны, а также средства для осуществления функционально противоположных движений
указанных клапанов, то есть закрытия выпускного клапана 80 и открытия впускного клапана, или наоборот,
включающие в себя управляющий элемент, приводимый в действие гидродинамическим давлением, для
каждого клапана, и соединения для подачи или сброса давления, сообщающиеся с цилиндрическим каналом,
причем указанные соединения включают пару соединений, по одному соединению для каждого управляющего
элемента, обычно сообщающегося с цилиндрическим каналом в разнесенных точках соответственно по его
длине, и средства для размещения обоих указанных соединений в одном и том же месте с цилиндрическим
каналом.
Изобретение также включает в себя гидравлический двигатель высокого давления, включающий цилиндр с
поршнем, совершающим возвратно-поступательное движение, и клапанный механизм, включающий впускной
и выпускной клапаны и приводной механизм для каждого клапана, включающий 100 средств, непрерывно
прижимающих указанный клапан в одном направлении, и управляющий элемент, работающий под действием
гидравлического давления, для прижима указанного клапана в том же направлении под действием
гидравлической жидкости во время движения поршня 105 в одном направлении для соответственно закрытия
впускного клапана и открытия выпускного клапана, и в котором впускной клапан прижимается в
противоположном направлении попеременно под действием обратного давления двигателя 110 " Iff-I 11l- T i l'
z F i?, = 4 '1, 11 = ;r 'I L;'WLa= E;-'l VA LLA _\ j P (( 15 i_) \ 423,925 sure и рабочего давления гидравлической
жидкости соответственно для открытия клапана и поддержания его в открытом состоянии.
Изобретение дополнительно включает в себя гидродинамический двигатель, включающий цилиндр с
вентиляцией на одном конце и поршень, совершающий в нем возвратно-поступательное движение, и
клапанный механизм, включающий впускной и выпускной клапаны для невентилируемого конца указанного
цилиндра, и механизм управления им, включающий управляющий элемент, работающий от давления
жидкости, для каждого клапана, причем указанный механизм управления регулируется для изменения
степени сжатия в указанном цилиндре на обратном ходе поршня и включает средства, благодаря которым
закрытие выпускного клапана автоматически осуществляется до открытия впускного клапана независимо от
такой регулировки.
На прилагаемых чертежах, на которых для наглядности показан один иллюстративный вариант
осуществления изобретения и его модификация, фиг. 1 представляет собой боковой вид с частично
удаленными деталями, показывающий часть насосного механизма, расположенного в скважине, из которой
необходимо производить откачку воды.
На рис. 2 представлен увеличенный фрагмент с частично удаленными деталями, демонстрирующий
центральный разрез иллюстративного варианта усовершенствованного двигателя с расширяющейся камерой,
подробно описанного в данной работе.
На рис. 3 представлен фрагментарный разрез части двигателя.
На рис. 4 представлен детальный разрез другой части двигателя, расположенный перпендикулярно разрезу
на рис. 3.
На рисунках 5, 6, 7 и S представлены схематические изображения деталей в различных рабочих положениях.
4.5 На рис. 9 представлен вид в уменьшенном масштабе, демонстрирующий модификацию.
Обращаясь сначала к рис. 1, следует отметить, что на платформе или площадке буровой вышки I установлена
соответствующая рама 2 из конструкционной стали или подобного материала. Эта рама в верхней части
имеет поперечную балку 3, на которой шарнирно закреплена верхняя головка 5 двигателя с расширяющейся
камерой 6. Этот двигатель включает в себя, помимо верхней головки 5, цилиндр 7 и нижнюю головку
цилиндра 8. Детали могут быть соединены резьбой или боковыми тягами (не показаны), проходящими между
верхней и нижней головками и зажимающими цилиндр между этими головками. С нижней головкой связаны
механизмы впускного и выпускного клапанов двигателя, которые я вскоре подробно опишу; Эти устройства
регулируют поток воздуха под давлением от компрессора (не показан) через подающую трубу 10,
предварительный нагреватель 11 и нагнетательную трубу 12 к двигателю, а также отвод от двигателя через
нагнетательную линию 13 обратно к входу компрессора 70. Двигатель 6 имеет поршень 15, совершающий
возвратно-поступательное движение внутри цилиндра 7, и поршневой шток 16, который соединен
посредством подходящего регулируемого соединения 17 со штоком насоса 18, ведущим к насосу 75
возвратно-поступательного типа (не показан), расположенному внутри скважины. Нагнетательная линия 19
отводит откачиваемое масло, а линия отводит газ от устья скважины 21.
Нижняя головка цилиндра двигателя имеет 80 элементов, непосредственно поддерживающих впускные и
выпускные клапаны двигателя.
Впускной клапан имеет золотниковую конструкцию и изображен на рисунке 25. Этот клапан 85 предназначен
для установки на седло 26, образованное в перегородке 27, расположенной между цепным валом 28, с
которым соединяется труба 12, и каналом 29, ведущим в нижнюю часть цилиндра. Впускной клапан 90 25
имеет свисающий шток 30, направляемый в направлении 31, и его перемещения контролируются с помощью
управляющего механизма, расположенного, главным образом, в корпусе 32.
Внутри этого корпуса находится пара отверстий 95, 33 и 34. Верхнее отверстие 34 значительно меньше
отверстия 33, и следует понимать, что относительные площади этих отверстий и пропорции других частей
будут изменяться в зависимости от давления, которое необходимо контролировать.
Для наилучшей иллюстрации принципа работы аппарата будут приняты определенные значения давлений и
площадей, однако тем, кто знаком с данной областью техники, будет понятно, что в площадях и значениях,
которые будут описаны, могут быть внесены изменения, даже при принятых значениях давлений, без выхода
за рамки настоящего изобретения, и что изменения рабочих давлений, очевидно, потребуют изменений
пропорций и т. д. Предположим теперь, например, что давление подачи составляет 300 фунтов на
квадратный дюйм, а противодавление двигателя, то есть остаточное давление в цилиндре при открытии для
выпуска, составляет 100 фунтов на квадратный дюйм. Можно предположить, что площадь поперечного
сечения канала 34 составит одну треть площади поперечного сечения канала 33. Внутри канала 33
перемещается поршень 36, имеющий свисающую часть 37, имеющую блокирующее боковое гибкое
соединение с головкой 125 38, закрепленной на клапане. 25, а также имеющий уменьшенное верхнее
расширение 39, которое представляет собой поршень, возвратно-поступательный внутри канала 34. Внутри
канала 34 также размещена пружина 40, которая оказывает давление вниз на верхний конец поршня 39. В
рассматриваемом примере это давление, когда клапан закрыт, равно приблизительно половине давления на
квадратный дюйм подаваемой рабочей жидкости; Когда клапан 25 открыт, давление на квадратный дюйм
существенно превышает половину давления подачи. В частности, предположим, что площадь поперечного
сечения клапана 25 составляет три квадратных дюйма, площадь поперечного сечения цилиндра 33
составляет три квадратных дюйма, открытая верхняя поверхность поршня 36, окружающая поршень 39,
составляет два квадратных дюйма, верхняя поверхность поршня 39 составляет один квадратный дюйм, а
давление пружины составляет 150 фунтов, когда клапан 25 закрыт. Давление пружины, очевидно, будет
Соседние файлы в папке патенты