Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_10814
.pdf
Я, Джордж Фредерик Лейк, подданный Великобритании, проживающий по адресу: Беверли, Сэнди Лейн,
Биллингем, графство Дарем, Англия, настоящим заявляю, что данное изобретение имеет следующий
характер: данное изобретение относится к амортизации движущихся транспортных средств, и его целью
является существенное увеличение гибкости амортизации транспортного средства.
Согласно изобретению, колеса велосипеда соединены между собой механическим устройством таким
образом, что одному или нескольким колесам обеспечивается свобода перемещения относительно рамы
транспортного средства при ударе. Механизм, соединяющий колеса, выбирается таким образом, чтобы
находиться в устойчивом равновесии. Его гибкость зависит от степени устойчивости, а крайняя гибкость
может быть достигнута путем снижения степени устойчивости.
Подобная механическая конструкция может быть разработана для повышения гибкости существующих
методов амортизации или для обеспечения альтернативного метода амортизации, полностью независимого
от обычных гибких элементов, таких как листовые и винтовые пружины.
Для повышения гибкости подвески транспортных средств, выполненной обычным способом, механическое
устройство может иметь форму, схематически показанную на рисунке 1 прилагаемого чертежа. AB и CD — это
передняя и задняя рессоры, соединенные между собой механизмом, изображенным на рисунке, который
состоит из звеньев между шарнирными соединениями, обозначенными B, C, E, F, G, H. Шарниры A, G, II, D
соединены соответствующими средствами с рамой автомобиля.
На рисунке 2 показан механизм в положении, отличном от положения равновесия, например, в результате
удара об одно из колес. Силы в точках E и F, возникающие из-за элемента EF, создают пары сил вокруг
шарниров G и E1, действующих в противоположных направлениях. Эти пары находятся в соотношении
расстояний G и H от EF, причем это соотношение изменяется в зависимости от положения механизма таким
образом, чтобы в результате получалась пара, стремящаяся восстановить механизм в его невозмущенное
положение равновесия.
Степень устойчивости этого механизма зависит от расстояния между G и H, так что любая необходимая
степень гибкости может быть достигнута путем соответствующего выбора расстояния GHi относительно
размеров механизма в целом.
Альтернативный вариант механизма показан на рисунке 3. Для того чтобы показать близкое сходство этого
механизма с механизмом, изображенным на рисунке 1, для обозначения соответствующих шарнирных
соединений использованы одни и те же буквы.
Принцип работы описанных выше методов амортизации заключается в том, что гибкость достигается за счет
действия механического устройства, плавно поднимающего центр тяжести транспортного средства после
удара, вместо того, чтобы создавать энергию деформации в гибких пружинных элементах, обычно
используемых в существующих методах амортизации.
Принятая механическая конструкция может обеспечить такую же гибкость, которая в несколько раз
превышает гибкость существующих методов пружинной подвески, за счет соответствующей конструкции
основного механизма.
Датировано 7 июня 1933 года.
Г. Ф. ЛЕЙК.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствования, касающиеся подвески подвижных транспортных средств.
Я, Джордж Фредерик Лейк, проживающий по адресу: Беверли, Сэнди Лейн, Биллингем, Стоктон-он-Тис,
графство Дарем, подданный Великобритании, настоящим заявляю о характере данного изобретения и
способе его осуществления, подробно описанных и установленных в следующем заявлении:
Данное изобретение относится к новым или WIMt F ell. ITTr li.i ;!.,i--..1, t -v , 4 усовершенствованные средства
подвески для подвижных транспортных средств, целью которых является повышение гибкости подвески или
пружинной системы транспортных средств.
Новые или усовершенствованные средства, предлагаемые настоящим изобретением, включают
механическое устройство, которое может быть разработано либо для повышения гибкости существующих
пружинных механизмов, используемых в сочетании с колесами подвижного транспортного средства, либо для
обеспечения альтернативного метода подвески, полностью независимого от каких-либо гибких элементов,
таких как листовые рессоры, винтовые пружины или тому подобное, которые могут использоваться в
сочетании с колесами.
Согласно настоящему изобретению, предлагаются новые или усовершенствованные средства подвески для
подвижных транспортных средств, в которых два элемента, несущие колеса, соответственно шарнирно
соединены с рамой в двух разнесенных точках и с общим звеном в двух разнесенных точках, при этом по
меньшей мере одно из соединений каждого элемента, несущего колеса, включает в себя скобу, и в которых
общее звено шарнирно соединено в двух разнесенных точках соответственно с двумя опорными звеньями,
которые соответственно шарнирно соединены с рамой в двух разнесенных точках, расположенных таким
образом, что смещение любого колеса относительно рамы поднимает центр тяжести транспортного средства
и приводит к смещению общего звена в положение, в котором оно под весом транспортного средства имеет
тенденцию возвращать колеса в их исходное положение относительно рамы.
Согласно еще одной особенности изобретения, предлагаются новые или усовершенствованные средства
подвески для подвижных транспортных средств, в которых два элемента, несущие колеса, соответственно
шарнирно соединены с рамой в двух разнесенных точках и с общим звеном в двух разнесенных точках,
причем по меньшей мере одно из соединений каждого элемента, несущего колеса, включает в себя скобу, и в
которых указанное общее звено шарнирно соединено в двух разнесенных точках соответственно с двумя
опорными звеньями, и указанные два опорных звена шарнирно соединены с рамой в двух разнесенных
точках, которые расположены на ней таким образом, что смещение любого колеса в сторону рамы
увеличивает расстояние общего звена от точки на раме, к которой присоединено опорное звено,
расположенное ближе к смещенному колесу, но уменьшает расстояние общего звена от точки на раме, к
которой присоединено другое опорное звено.
Выражение «расстояние от точки на раме до общего звена» означает длину нормали от этой точки на раме к
прямой, проходящей через точки на общем звене, к которым соответственно шарнирно соединены опорные
звенья.
Выражение "колесо" включает в себя 70-градусную колесную ось или ступицу.
Предпочтительные варианты осуществления изобретения показаны на чертежах, прилагаемых к
предварительной спецификации, причем изображения на них представляют собой схематические боковые
проекции.
На чертежах: на рисунке 1 показан механизм в состоянии равновесия, в котором общим звеном является
стойка, а поддерживающими звеньями — стяжки 80, соответственно соединенные с ближайшей из двух
разнесенных точек на раме, расположенных ниже общего звена.
На рисунке 2 показан тот же механизм, что и на рисунке 1, но в положении, отличном от положения
равновесия, а на рисунке 3 показан механизм, в котором общим звеном является стяжка, а опорными
звеньями — стержни, которые соответственно соединены с двумя удаленными точками на раме,
расположенными над общим звеном.
Как видно из чертежей, несущие колеса элементы шарнирно соединены с общей тягой посредством скоб, а
также шарнирно соединены с рамой. Вместо или в дополнение к скобам, которые установлены в соединениях
между несущими колесами элементами и рамой, в соединениях между несущими колесами элементами и
общим звеном могут быть установлены скобы. Возможно, целесообразно установить демпферы или их
аналоги между колесами 105-й модели и рамой. Новый или усовершенствованный механизм подвески может
использоваться совместно с существующей рессорной подвеской колес, как показано на схематическом
изображении листовых рессор 110. Однако в сочетании с подвесным механизмом могут использоваться и
другие известные формы пружинной подвески, или же от пружинных элементов можно вообще отказаться.
115 Как показано на чертежах, колеса шарнирно соединены через листовые рессоры с рамой или шасси в
точках A и D, а также с серьгами B E, C F в точках B и C соответственно.
120 скоб B, E и C, F шарнирно соединены соответственно в точках E и F с общим звеном E, F. Общее звено E,
F шарнирно соединено в точках E и F соответственно с опорными 125 звеньями E, G и F, H, которые, в свою
очередь, шарнирно соединены соответственно в точках G и H с рамой. Как показано, опорные звенья E G и F
H шарнирно соединены с общим звеном в точках, которые совпадают с точками, в которых скобы B E и C F
шарнирно соединены с общим звеном. Однако это не является обязательным, поскольку точки соединения
опорных звеньев и элементов, связывающих общее звено, не обязательно должны совпадать. Кроме того,
скобы B E и C F при необходимости могут быть исключены, если вместо простых шарнирных соединений в
точках A и D установлены аналогичные скобы, в этом случае шарниры B и C будут располагаться на общем
звене. В данном событии точки B и C могут совпадать или не совпадать соответственно с точками E и F.
Кроме того, при желании такие скобы могут быть установлены вместо простых поворотных соединений A и D,
даже если скобы B, E и C, F сохраняются.
Как показано на рисунке 2, правое колесо смещено в сторону рамы.
В результате этого общее звено E F смещается от точки опоры H в сторону точки опоры G. E F представляет
собой распорку, и силы, действующие в точках E и F со стороны распорки, равны по величине и
противоположны по направлению прямой, проходящей через точки E и F.
Сила, возникающая в точке F из-за стойки, создает момент силы относительно точки H, а сила, возникающая в
точке E из-за стойки, создает момент силы относительно точки G. Поскольку в результате показанного
смещения расстояние от точки H до точки EF увеличивается, а от точки G до точки EF уменьшается, отсюда
следует, что стойка EF, в силу изменения положения относительно точек G и H, стремится вернуть механизм
в положение равновесия, показанное на рисунке 1.
Аналогичный эффект, способствующий восстановлению равновесия, достигается, если левое колесо
смещается в сторону рамы из положения, показанного на рисунке 1. Таким образом, становится очевидным,
что смещение любого из колес относительно рамы приводит к тенденции возвращения колес в их исходное
положение относительно рамы.
На рисунке 3 общая звенья E и F представляют собой стяжку, и силы, действующие в точках E и F со стороны
этой стяжки, равны по величине и противоположно направлены вдоль линии, проходящей через точки E и F.
Соответственно, если правое колесо сместить в сторону рамы, расстояние от точки G до EF уменьшится, а
расстояние от точки It до EF увеличится. Из этого следует, что, как и в случае с механизмом, показанным на
рисунках 1 и 2, снова наблюдается тенденция к возвращению колес в исходное положение относительно
рамы.
Степень устойчивости механизма зависит от расстояния между точками G и H, расстояния между точками
общего звена, к которому присоединены опорные звенья, и расстояния между точками общего звена, к
которому присоединены колеса. Однако станет очевидным, что степень стабильности и, соответственно,
степень гибкости могут быть удобно изменены путем соответствующего выбора расстояния G H по
отношению к другим размерам 75 механизма.
Описанный выше механизм подвески приобретает свою гибкость благодаря тому, что он поднимает центр
тяжести подвижного транспортного средства на меньшую величину, чем соответствует расстоянию, на
которое смещается одно из колес, в то же время вес транспортного средства всегда стремится вернуть колеса
в их исходное положение относительно рамы. В результате центр тяжести транспортного средства плавно
поднимается после удара об одно из колес вместо или в дополнение к созданию энергии натяжения в
пружинных элементах, обычно используемых в существующих методах пружинной подвески. Кроме того,
гибкость конструкции позволяет регулировать ее до любого желаемого значения и может превосходить ту,
которая достигается с помощью существующих 95 методов пружинной подвески.
Теперь, подробно описав и определив природу моего изобретения и то, каким образом оно предназначено...
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_420979.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=420979&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB420979A
[]
Я, ДЖУЗЕППЕ МАССИМО ПЕСТАРИНИ,
4, Таптон Хаус Роуд, Шеффилд, в
Графство Йорк, подданный короля Италии, настоящим заявляет, что сущность данного изобретения
заключается в следующем: данное изобретение относится к электростанциям и имеет своей целью создание
усовершенствованной конструкции аппарата, благодаря которой динамо-машина может подавать
электрическую энергию в одну или обе электрические цепи, или из любой из которых она может получать
электрическую энергию и подавать ее в другую цепь таким образом, чтобы механический крутящий момент t5,
необходимый для поддержания работы машины, оставался практически постоянным.
В частности, изобретение включает в себя первичный двигатель, который может представлять собой,
например, двигатель внутреннего сгорания, динамо-машину известного типа, далее именуемую метадином, и
вторичную электрическую батарею. Метадайн — это вращающееся устройство, включающее ротор,
снабженный обмотками, и коммутатор, аналогичный якорю динамо-машины постоянного тока. Для контакта с
коммутатором расположены две группы щеток, одна из которых используется для первичной цепи, а другая —
для вторичной цепи. Ротор вращается с постоянной скоростью в магнитном поле, создаваемом токами,
циркулирующими в обмотках ротора; предусмотрен статор, обеспечивающий обратный путь с низким
магнитным сопротивлением для потока, создаваемого токами ротора. Статор может быть снабжен обмотками,
позволяющими получать различные магнитные потоки, которые объединяются с магнитными потоками,
создаваемыми первичными и вторичными токами, циркулирующими в роторе, или изменяют их, тем самым
регулируя механические характеристики машины.
Для того чтобы машина действовала как генератор и преобразовывала механическую энергию, подаваемую
на ее вал, в электрическую энергию, статор снабжен обмотками, которые при подаче напряжения создают
магнитный поток в том же направлении, что и первичный ток, циркулирующий в обмотках якоря, и
способствуют этому потоку. Этот первичный ток подается на первичные щетки от источника с практически
постоянным напряжением, и в конструкции согласно настоящему изобретению батарея обеспечивает такой
источник. Как видно, в такой машине электрическая энергия, подаваемая во вторичную цепь, может
обеспечиваться либо источником тока 60, питающим первичную цепь, либо механическим вращением ротора
вышеупомянутым первичным двигателем, либо обоими этими источниками.
Более подробное описание трансформаторов Metadyne 65 см. в описании французских патентов №.
647,855, от 25 февраля 1922 г., №.
623,438, от 27 января 1926 года и № 637946 от 25 ноября 1926 года. 70 Подробное математическое описание
общей конструкции и принципа работы метадиновых трансформаторов, генераторов и двигателей можно
также найти в статье Г. М. Пестарини под названием «Esquisse sur 75 la Metadyne», опубликованной в «Bulletin
Scientifique A.I.M.» № 4, апрель 1931 г., издаваемой Институтом электротехники Монтефиоре, Льеж. 80
Согласно изобретению, метадиновый генератор приводится в движение механическим приводом от
первичного двигателя, а батарея подключена к первичным щеткам, в то время как вторичные щетки
подключены к цепи потребления, например, к одному или нескольким тяговым двигателям, любым желаемым
известным способом. Динамо-машина с параллельным возбуждением, далее именуемая регулирующей
машиной, имеет якорь, установленный на валу метадинного генератора или приводимый в движение иным
способом с частотой, пропорциональной частоте метадинного генератора, и соединена последовательно с
обмоткой статора метадинного генератора 95 параллельно первичным щеткам.
Указанная обмотка статора подключена таким образом, что когда скорость метадинного генератора
превышает желаемую нормальную скорость, которая также является критической скоростью машины
регулятора 100, последняя действует как динамо-машина, и направление тока, подаваемого машиной
регулятора на обмотку статора в этом случае, таково, что в роторе метадинного генератора будет создан
такой магнитный поток, который будет иметь эффект P óe 4s d R R, '' - g ' A- ' " ПАТЕНТНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
Дата подачи заявления: 8 июня 1933 года. № 16480/33. 4 Фотография слева: 18 мая 1934 года.
Полное техническое задание принято: декабрь. 10, 1934.
- ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Улучшения, касающиеся электростанции.
1
,! 'аго. ' -;lj 420,979 уменьшение первичного тока, если он направлен в положительную сторону и подается от
батареи к ротору метадинного генератора, или увеличение первичного тока, если он направлен в
отрицательную сторону и подается от ротора метадинного генератора для зарядки батареи. В результате
скорость метадинного генератора будет снижена до достижения желаемой нормальной скорости.
Если же, наоборот, скорость вращения метадинного генератора упадет ниже желаемой нормальной скорости,
регулирующая машина будет вращаться со скоростью ниже критической, так что она будет действовать как
двигатель, потребляя ток, который будет проходить через обмотку статора и вызывать увеличение
первичного тока метадинного генератора, если он направлен в положительную сторону, и уменьшение
первичного тока, если он направлен в отрицательную сторону. В данном случае результатом является
увеличение скорости метадинного генератора до желаемой нормальной скорости.
Как видно, при такой конфигурации нет необходимости устанавливать регулятор для первичного двигателя,
поскольку регулирующая машина будет поддерживать скорость метадинного генератора, а следовательно, и
скорость первичного двигателя, в основном на желаемом нормальном уровне.
Метадиновый генератор может быть снабжен дополнительной обмоткой статора, подключенной параллельно
вторичным щеткам и предназначенной для возбуждения магнитного потока, направленного в ту же сторону,
что и поток, создаваемый первичным током, подаваемым от батареи к метадиновому генератору. Указанная
обмотка может также питаться от батареи, или же может быть предусмотрена отдельная обмотка статора,
которая питается от батареи вместо или в дополнение к обмотке статора, подключенной к вторичным щеткам.
К обмоткам статора могут быть подключены регулируемые резисторы, включенные в цепь, с целью
регулирования тока, проходящего через них.
Следует отметить, что при усовершенствованной конструкции, если скорость вращения первичного двигателя
поддерживается практически постоянной, и подача к нему рабочей жидкости осуществляется с постоянной
скоростью, первичный двигатель будет передавать постоянный крутящий момент на метадиновый генератор.
Увеличение нагрузки во вторичной или потребительской цепи будет способствовать замедлению генератора,
в результате чего батарея будет подавать энергию через первичную цепь метадинного генератора. Если же
нагрузка во вторичной цепи уменьшится, скорость метадинного генератора будет стремиться увеличиться, и
ток будет подаваться от метадинного генератора к первичной цепи, которая будет заряжать батарею.
Если нагрузка в цепи потребления состоит из электродвигателей, например, тяговых двигателей, которые
могут работать в режиме генератора для торможения транспортного средства, то энергия, вырабатываемая
указанными 70 двигателями, будет возвращаться через метадиновый генератор в первичную цепь и заряжать
аккумулятор. Если крутящий момент, создаваемый первичным двигателем, уменьшается, например, за счет
уменьшения подачи рабочей жидкости 75, и это приводит к снижению скорости метадинного генератора, то
батарея будет подавать энергию через первичную цепь для поддержания скорости генератора, как описано
выше 80. Между первичным двигателем и метадиновым генератором может быть установлена муфта,
позволяющая снизить механический крутящий момент, передаваемый на метадиновый генератор, до нуля. В
этом случае нагрузка 85 в цепи потребления будет питаться от батареи через метадиновый генератор,
который в данном случае выступает в роли метадинового трансформатора.
В таком случае потребуется разомкнуть цепь некоторых обмоток статора с помощью выключателя,
предназначенного для этой цели.
Для обеспечения возможности снижения или прекращения зарядки аккумулятора при достижении им
заданного предела напряжения 95 В может быть установлено реле, реагирующее на напряжение
аккумулятора и воздействующее на вход рабочей жидкости в основной двигатель. Например, такое реле
может состоять из электродвигателя с последовательно включенной обмоткой возбуждения, соединенной
последовательно с клеммами батареи и постоянным сопротивлением, причем крутящий момент двигателя
компенсируется пружиной или грузом. Такой двигатель может использоваться в 105 хорошо известном
способе для управления клапаном подачи рабочей жидкости в том или ином направлении по мере
необходимости.
Вместо батареи можно использовать любой подходящий источник постоянного тока с постоянным
напряжением 1100 В.
Регулятор мощности описывается как динамо-машина с шунтирующей обмоткой. Однако при желании такую
машину можно возбуждать отдельно от источника tt5 с практически постоянным напряжением.
В некоторых случаях, для эффективного использования всей выходной мощности первичного двигателя,
желательно, чтобы обмотка статора i20, питаемая от регулирующей машины, воздействовала не только на
ток, проходящий через ротор генератора Metadyne по первичным щеткам, но и на ток, потребляемый 125
через вторичные щетки, то есть на ток, циркулирующий в цепи потребления. В таком случае магнитная ось
потока, создаваемого указанной обмоткой статора, может быть выровнена с осью магнитного потока, который
создает электродвижущую силу между вторичными щетками, то есть, как правило, наклонена к диаметру,
соединяющему первичные щетки. Такой наклонный магнитный поток будет иметь две составляющие: одна
направлена вдоль потока, создаваемого ампер-витками ротора при прохождении тока между первичными
щетками, что вызывает изменение электродвижущей силы на вторичных щетках, а другая направлена вдоль
магнитного потока, создаваемого током, проходящим через обмотки ротора между вторичными щетками, что
вызывает изменение электродвижущей силы между первичными щетками, что, следовательно, приводит к
изменению первичного тока.
Датировано 8 июня 1933 года.
А. С. Кашемайл, дипломированный патентный поверенный, Норфолк-стрит, Стрэнд, Лондон, У. К.,
представитель заявителя.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Улучшения, касающиеся электростанции.
Я, ДЖУЗЕППЕ МАССИМО ПЕСТАРИНИ, дом 4, Таптон-Лахаус-роуд, Шеффилд,
Графство Йоркское, подданное короля Италии, настоящим заявляет о характере данного изобретения и о
способе его осуществления, которые будут подробно описаны и установлены в следующем заявлении:
Данное изобретение относится к электростанции, включающей динамо-машину Minetadyne, приводимую в
движение первичным двигателем и работающую в паре с накопителями электроэнергии.
Одним из перспективных применений настоящего изобретения является дизель-электрическая тяговая
система, в которой вторичная цепь метадинного генератора питает электродвигатели тягового привода. В
таких случаях нагрузка, потребляемая метадиновым генератором, безусловно, будет значительно меняться. В
то же время, для получения максимальной мощности от первичного двигателя, если он представляет собой
дизельный двигатель, желательно поддерживать частоту вращения двигателя приблизительно постоянной на
максимально допустимом значении в течение всего времени, пока требуется максимальная выходная
мощность, то есть при заданной настройке управления первичным двигателем, т.е. управления впрыском
топлива. Основная цель изобретения — создание усовершенствованной конструкции аппарата, в которой
первичный двигатель обеспечивает приблизительно постоянную мощность, так что его скорость может
поддерживаться практически постоянной в пределах заданных ограничений, а средства хранения, например,
электрические аккумуляторы, предназначены для обеспечения дополнительной мощности, необходимой в
периоды высокой нагрузки, и для хранения энергии в периоды низкой нагрузки.
Метадиновый трансформатор вкратце представляет собой якорь, аналогичный якорю динамо-машины
постоянного тока, вращающийся с постоянной скоростью и имеющий в своей простейшей форме две пары
щеток, расположенных под прямым углом друг к другу. К одной паре щеток подается ток, который создает
магнитный поток, порождающий электродвижущую силу между второй парой щеток, к которой подключена
цепь нагрузки или потребления. Первичная цепь обычно питается от источника с практически постоянным
потенциалом, и в этом случае, когда скорость вращения 75 остается постоянной, главной характеристикой
машины является обеспечение постоянного выходного тока. В трансформаторе Metadyne создаются
крутящие моменты, возникающие при вращении двигателя и генератора, которые практически равны по
величине и имеют противоположную полярность. Однако для того, чтобы машина работала как генератор,
этот баланс моментов нарушается с помощью обмотки возбуждения, обычно называемой первичной
вариаторной обмоткой, расположенной таким образом, чтобы создавать магнитный поток вдоль оси
первичной щетки и в том же направлении, что и поток, создаваемый первичным током.
Действие первичной обмотки вариатора заключается в уменьшении величины первичного тока 90°,
необходимого для получения заданного первичного магнитного потока, и это уменьшение первичного тока
снижает крутящий момент двигателя, в результате чего механическая мощность теперь отбирается от вала.
Этот эффект 95 обусловлен присущим метадину свойством, согласно которому суммарные первичный и
вторичный магнитные потоки стремятся оставаться постоянными при заданном значении первичного
приложенного напряжения и заданной скорости вращения, так что при использовании вариаторной обмотки
ток якоря регулируется таким образом, чтобы уменьшить магнитный поток якоря и поддерживать постоянный
суммарный поток вдоль рассматриваемой оси. Аналогично следует отметить, что обмотка возбуждения на
вторичной оси щетки, называемая вторичной вариаторной обмоткой, будет изменять вторичный ток и,
следовательно, вызывать дисбаланс крутящего момента.
Более полное описание машины метадин можно найти в заявке № 420,979, находящейся на рассмотрении,
под номером 10,006 от 1933 года (серийный номер 417,517), а более полное описание трансформаторов
метадин можно найти в описании французских патентов № 547,855 от 25 февраля 1922 года, № 623,438 от 27
января 1926 года и № 637,946 от 25 ноября 1926 года. Подробное математическое описание общей
конструкции и принципа работы метадиновых трансформаторов, генераторов и двигателей можно также
найти в статье Г. М. Пестарини под названием «Esquisse sur la Metadyne», опубликованной в «Bulletin
Scientifique A.I.M.» № 4, апрель 1931 г., издаваемой Институтом электротехники Монтефиоре, Льеж.
Согласно настоящему изобретению, электрогенераторная установка включает в себя первичный двигатель,
механически соединенный с динамо-машиной метадин, предназначенной для питания переменной нагрузки
от своих вторичных щеток, причем указанная метадин имеет аккумуляторную батарею, подключенную
параллельно ее первичным щеткам, и регулирующую обмотку вариатора, предназначенную для создания
составляющей магнитного потока, пропорциональной первичным щеткам, причем указанная обмотка
вариатора возбуждается током, который возникает из-за алгебраической разницы между переменным
напряжением, имеющим значение, пропорциональное скорости установки, и практически постоянным
напряжением, и сконструирована таким образом, что ее действие направлено на поддержание нагрузки на
первичный двигатель на выбранном постоянном значении.
Удобно, что источником постоянного напряжения является аккумуляторная батарея, при этом обмотка
вариатора в таком случае соединена между регулятором динамо-машины, механически соединенной с
метадином, и указанной аккумуляторной батареей таким образом, чтобы она возбуждалась
дифференциально напряжением от этой батареи.
В других случаях источником постоянного напряжения может служить вторая динамо-машина, работающая
практически в режиме насыщения.
Для того чтобы метадин действовал как генератор и механически отбирал энергию у первичного двигателя,
как указано выше и как поясняется в находящейся на рассмотрении заявке 10006/33 (серийный номер
417517), необходимо обеспечить вспомогательный поток вдоль оси первичной щетки, помогающий
первичному потоку якоря.
Этот вспомогательный поток может быть удобно обеспечен дополнительной обмоткой вариатора,
подключенной параллельно батарее, или в некоторых случаях регулирующая машина может быть
сконструирована таким образом, что при критической скорости ток обычно протекает через обмотку вариатора
с дифференциальным возбуждением, создавая необходимый поток для обеспечения работы генератора.
В тех случаях, когда в данном документе используется термин «первичная ось щетки», следует понимать, что
этот термин обозначает первичную коммутирующую ось 70 или ось потока, создаваемого первичным током
якоря, и соответствующее значение должно быть присвоено термину «вторичная ось щетки». Термин «ось
щетки» используется для удобства ввиду характера диаграмм.
Для более ясного понимания изобретения мы обратимся к прилагаемому чертежу, на котором: 80 На рисунке
1 схематически показаны электрические соединения установки, включающей метадиновый генератор,
питающий три электродвигателя.
На рис. 2 показана характеристика установки, а на рис. 3 представлена модифицированная версия установки,
в которой двигатели соединены через метадин в конфигурации, известной как «восьмерка». 90 На рис. 4
показана подробная схема предотвращения перезарядки батареи.
На рис. 5 представлена дальнейшая модификация схемы, показанной на рис. 1, в которой основная
регулирующая обмотка, вместо расположенной вдоль оси основной щетки под углом (95°), расположена под
углом к ней.
На рис. 1 метадин показан с первичными щетками A и C и вторичными щетками B и D. Вторичная цепь
показана как питающая три двигателя M1, M2 и M3, которые подключены непосредственно к вторичным
щеткам. К основным щеткам A и C подключена вторичная батарея SB. Параллельно с этой батареей показана
регулирующая динамо-машина R, соединенная последовательно с регулирующей первичной обмоткой
вариатора PRW, далее именуемой регулирующей обмоткой. 110 Регулирующая машина R, которая может
быть параллельной или с независимым возбуждением, механически соединена с метадином и предназначена
для генерации электродвижущей силы, противодействующей силе батареи. 115 Обмотка PVW приспособлена
для создания магнитного потока в том же направлении, что и поток первичного тока метадины, чтобы
нарушить баланс моментов и заставить метадину работать как генератор, который механически отводит
энергию от вала, как описано выше. Возбуждение регулирующей машины IR удобно организовано таким
образом, что при критической скорости i25, выбранной для работы установки, генерируемая электродвижущая
сила равна и противоположна по направлению силе батареи, поэтому ток через первичную обмотку
регулятора PRW протекать не будет. Таким образом, при нормальных условиях работы первичный магнитный
поток будет создаваться первичной обмоткой вариатора PiYW, и этот поток, как правило, будет усиливаться
первичным магнитным потоком якоря, возникающим из-за небольшого первичного тока, получаемого от
батареи SB.
Однако, если нагрузка, создаваемая двигателями, снизится, нагрузка на первичный двигатель соответственно
уменьшится, что приведет к превышению скорости вращения энергоблока.
В этих условиях электродвижущая сила, создаваемая регулятором R, будет больше, чем сила батареи SB, в
результате чего через батарею будет протекать ток в направлении зарядки.
Обмотка PlUW сконструирована таким образом, что при превышении скорости вращения она возбуждается
зарядным током и создает магнитный поток, стремящийся уменьшить ток, протекающий через первичную
цепь метадины, в положительном направлении, то есть он будет стремиться вызвать протекание тока из
первичной цепи метадины через батарею. Таким образом, магнитный поток, создаваемый при протекании
зарядного тока, будет иметь то же направление, что и магнитный поток первичной обмотки якоря,
создаваемый при протекании тока от батареи через первичную цепь инетадина.
Это, конечно, приведет к увеличению нагрузки на вал и, следовательно, к некоторому снижению скорости, в
результате чего энергия будет направлена на зарядку аккумулятора, которая в противном случае была бы
направлена на двигатели.
Обратный эффект произойдет, если из-за перегрузки скорость упадет: напряжение регулирующей машины R
упадет ниже напряжения батареи, так что ток будет течь через обмотку PRW в противоположном
направлении, и будет создан магнитный поток, стремящийся увеличить ток через первичную цепь якоря в
положительном направлении. Таким образом, батарея будет подавать ток на метадин, который будет
стремиться привести его в движение электрическим током и вызвать некоторое ускорение до критического
значения.
Следует понимать, что, хотя описанная схема не позволяет поддерживать абсолютно постоянную скорость на
критическом уровне, она может оставаться в пределах, в которых производительность первичного двигателя
не будет чрезмерно снижена.
В качестве частного случая следует рассмотреть ситуацию, когда двигатели M неподвижны, так что щетки B D
фактически закорочены; подобное состояние возникло бы в случае неподвижного локомотива.
В таком случае метадин будет действовать как генератор, подающий ток от первичных щеток к батарее SB';
возбуждение в этом случае будет обеспечиваться вторичным током в сочетании с эффектом вторичного
вариатора SVW, если он используется.
В некоторых случаях обмотка PYW может быть исключена, а регулятор 70 может быть сконструирован таким
образом, чтобы при критической скорости ток протекал через обмотку PRW и создавал магнитный поток в том
же направлении, что и приблизительно равный тому, который создавалась бы обмоткой PYW 75 при ее
использовании.
На рис. 1 SVW представляет собой вторичную обмотку вариатора, расположенную вдоль оси вторичной
щетки и соответствующим образом возбуждаемую; эта обмотка позволяет изменять величину вторичного
тока, и ее действие зависит от того, что вторичный магнитный поток стремится оставаться постоянным.
Предположим, следовательно, что обмотка SVW возбуждена настолько, что создает поток в направлении 8a,
усиливающий поток вторичной обмотки якоря; в этом случае вторичный ток уменьшится. Следует отметить,
что регулирующий механизм выполняет функцию регулятора скорости и позволяет обойтись без обычного
оборудования для регулирования. В случае поезда машинист будет снабжен регулятором с делениями,
соответствующими различным значениям мощности двигателя и напряженности поля; каждому делению
также может соответствовать определенный период впрыска топлива за цикл и определенная выходная
мощность. Регулятор будет поддерживать скорость практически на критической скорости, регулируя нагрузку
на первичный двигатель. Эта регулировка осуществляется либо путем подачи питания на батарею или другой
источник потенциала, либо путем извлечения энергии из нее; таким образом, батарея будет иметь резервуар
энергии, обеспечивая часть мощности во время пиковой нагрузки и заряжаясь во время недостаточных
нагрузок.
На рис. 2, графически иллюстрирующем работу установки, по оси ординат показаны ток и выходная мощность
110 кВт, а по оси абсцисс — вторичное напряжение. Прямая ab представляет собой предполагаемую
характеристику тока генератора Metadyne, соответствующую настройке контроллера lib5, парабола ohdb
представляет собой мощность, потребляемую двигателями, XX представляет собой постоянную выходную
мощность первичного двигателя.
Затем, взяв линию XX1 в качестве оси абсцисс, ординаты параболы, где парабола лежит ниже линии XX,
представляют мощность, подаваемую на батарею, а где парабола лежит выше линии XX1, ординаты
представляют мощность, потребляемую батареей. cb представляет характеристику генератора метадинового
типа для другого положения контроллера, а парабола ogb представляет соответствующую кривую выходной
мощности, W0. На рис. 3 показана схема, в которой два двигателя M1 и M2 соединены через метадиновый
генератор в виде так называемой восьмерки, при этом двигатель M1 соединен через щетки A и B, а M2 —
через щетки C и D, регулятор и батарея соединены, как и прежде.
На рисунке снова показана обмотка первичного вариатора PVW, возбуждаемая от первичной цепи.
Для того чтобы обеспечить снижение или прекращение зарядки аккумулятора при достижении напряжения
заданного предела, может быть установлено реле, реагирующее на напряжение аккумулятора, которое
воздействует на систему управления первичным двигателем таким образом, чтобы уменьшить подачу
топлива. Такое реле, как показано на рис. 4, может состоять из электродвигателя Т, подключенного
последовательно к клеммам батареи с резистором r для ограничения тока L. Двигатель, как показано, может
быть сконструирован таким образом, чтобы перемещать управляющий элемент первичного двигателя (не
показан) против действия пружины смещения (также не показана) посредством шестерни и зубчатой рейки G,
при этом крутящий момент, создаваемый двигателем, разумеется, увеличивается с напряжением на клеммах
батареи.
В некоторых случаях, для достижения наиболее экономичных результатов, желательно организовать
возбуждение обмотки статора регулирующей машиной таким образом, чтобы она воздействовала не только
на ток, проходящий через ротор метадинного генератора по первичным щеткам, но и на ток, потребляемый по
вторичным щеткам, то есть на ток, циркулирующий в цепи потребления, то есть ток от регулирующей обмотки
может проходить как через вторичную обмотку вариатора SYW, так и через регулирующую обмотку PRW. В
подходящих случаях комбинированный эффект может быть достигнут использованием одной пары катушек на
главных полюсах метадинного генератора, расположенных между щетками DA и BC, как показано на рис. 5,
или изменением соотношения витков на полюсах двух осей, расположенных под прямым углом. Такой
наклонный поток будет иметь две составляющие: одна в направлении основной оси щетки, вызывающая
изменение первичного тока, и другая в направлении вторичной оси щетки, вызывающая изменение
вторичного тока.
Совокупный эффект заключается в изменении отношения крутящего момента генератора к крутящему
моменту двигателя, при этом обмотка сконструирована таким образом, что при увеличении скорости
вращения генератора из-за снижения нагрузки возникает составляющая :ux, которая усиливает первичный
магнитный поток якоря, и возникает составляющая, которая приведет к небольшому уменьшению вторичного
тока, но обмотка сконструирована таким образом, что этот эффект относительно невелик, так что
Соседние файлы в папке патенты