Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_11220
.pdf
8 при этом линзы расположены таким образом, чтобы обеспечить максимальное увеличение.
Фиг. 11 представляет собой схематическое изображение в боковом разрезе станка, с помощью которого
можно изготавливать линзы в соответствии с изобретением.
На фиг. 1 показан вид с торца фиг. 10 справа, при этом некоторые подвижные части i5 машины для удобства
иллюстрации были перемещены без отсоединения в горизонтальное положение. Фиг. 13 представляет собой
боковой вид части фиг. 11.
На рисунках 1–4 цифрой 1 обозначена линза, которая для удобства изображена квадратной, но может иметь
любую другую желаемую форму. Выпуклая криволинейная поверхность 2 линзы образована по типу сегмента
конуса, то есть кривизна симметрична относительно срединной линии А.В., которая является воображаемой
линией на поверхности конуса и пересекает его вершину.
Обращаясь к рис. 1 и 2, кривизна в точках a,a показана на соответствующем поперечном сечении на рис. 2, а
кривизна в точках b,b, c,c, d,d и e,e соответственно показана на поперечном сечении на рис. 2.
Другая поверхность 3 линзы плоская, как показано на рисунке, а на рис. 4 изображен прямой конус 8, из стенки
которого отходит сегмент 9, составляющий линзу 1.
Приведенное выше описание чертежей указывает на одну из особенностей изобретения, примененную к
поверхности линзы, а рисунки 5-10 иллюстрируют готовую поверхность.
Цифра 10 обозначает линзу, а 11 — ее выпуклую шлифованную поверхность, а медиальные линии G.E, I.J
соответствуют медиальным линиям A.B, C.D на рис. 1. Изогнутая поверхность 11 представляет собой
комбинацию двух различных кривых; одна из них является частью конуса, то есть ее изогнутая поверхность
симметрична относительно срединной линии G.T, как описано со ссылкой на поверхность 2 относительно
линии A.B. Рис. 1, а другая кривая на той же поверхности имеет вид эвольвенты, то есть она изгибается
постепенно изменяющимся образом между верхней и нижней точками срединной линии G.A. или между
промежуточными точками 20, 21 и параллельными линиями по обе стороны от нее.
Особенностью изогнутой поверхности 11 является то, что линии пересечения изогнутой поверхности с
плоскостями, перпендикулярными поверхности и главной срединной линии G-H, представляют собой дуги
окружности, радиусы которых постепенно изменяются по мере перемещения плоскости сечения по линзе или
вдоль срединной линии G-I, в то время как линии пересечения с плоскостями, перпендикулярными
поверхности и параллельными срединной линии G-H, в значительной степени одинаковы, и каждая линия
имеет постепенно изменяющуюся кривизну, например, инволюту. Таким образом, между верхней и нижней
точками линзы или между двумя промежуточными точками 20, 21 достигается разница в диоптрийной силе.
Эффект такой линзы в очках заключается в том, что между двумя крайними точками линзы или между двумя
промежуточными точками 20, 21 двух разных прицельных линий, например, прицельная линия на дальнюю
дистанцию 20 выше точки пересечения срединных линий и прицельная линия для чтения 85 ниже этой точки
пересечения, происходит чрезвычайно плавное, а не резкое изменение кривизны, что обладает всеми
преимуществами бифокальных линз без нежелательной особенности резкого изменения между двумя
диапазонами прицеливания.
Специалистам в данной области будет понятно, что, если на одной из поверхностей линзы имеется особая,
изменяющаяся кривизна, как описано выше, то другая ее поверхность может быть сформирована или
обработана любым удобным способом в соответствии с оптическими предписаниями.
Допустим, например, что я! Возьмем линзу, имеющую поверхность согласно изобретению с выпуклой
сферической кривизной 6,0 диоптрий в верхней части, постепенно изменяющейся до 8,0 диоптрий в нижней
части. В этом случае будет очевидно, что разница в диоптрийной силе составит 2,0.
Предположим, мне нужна готовая линза, например, с сферической диоптрийностью +2,0 диоптрии в
сочетании с цилиндрической диоптрийной диоптрийной диоптрийной сверху, и диоптрийной диоптрийной
диоптрией для чтения снизу в 2,0 диоптрии. В этом случае на обратной стороне необходимо будет
отшлифовать вогнутую кривизну с диоптриями 4,0 диоптрии в одном меридиане и 3,0 диоптрии в другом
меридиане.
Если же, с другой стороны, при той же переменной поверхности мне нужна готовая линза, имеющая,
например, сферическую кривизну 2,0 диоптрии сверху и нулевую оптическую силу 120 снизу, мне придется
отшлифовать на другой поверхности сферическую кривизну -8,0 диоптрий.
Обращаясь к фиг. 8, 9 и 10, которые иллюстрируют комбинацию двух линз 125 согласно изобретению, линзы
12 и 13 расположены друг над другом так, что их плоские поверхности 14 прилегают друг к другу, а их главные
срединные линии совпадают, но конец с большей кривизной одной линзы прилегает к концу с меньшей
кривизной другой линзы. Эта пара линз установлена таким образом, что обе регулируются в направлении
своих главных медиальных линий для изменения фокусного расстояния комбинации на общей оси K.L, в
результате чего возникает эффект переменной сферической линзы. Подобное устройство может
использоваться, в частности, для проверки зрения и для целей, упомянутых выше.
Регулировка линз 12, 13 осуществляется с помощью винтового механизма. Цифра 22 обозначает! Окуляр
показан схематически, а цифра 23 обозначает апертуру.
На фиг. 11-13 показано, что машина представляет собой полый абразивный усеченный конус 15,
вращающийся вокруг своей оси m,n, но в остальном неподвижный. Несущий элемент 17 удерживает линзу 16
и два каркаса 18, поверхность линзы которых шлифуется внутренней поверхностью конуса, а два каркаса
расположены таким образом, чтобы постоянно прилегать и перекатываться относительно неподвижных
поверхностей 19. Указанные неподвижные поверхности 19, расположенные по обе стороны конуса,
параллельны и находятся в одной плоскости с воображаемой линией на внутренней поверхности конуса,
совпадающей с главной срединной линией линзы и пересекающей вершину конуса. Несущая конструкция 17
включает в себя поперечную балку 24, две боковые балки 25, 25, направленные под прямым углом к балке 24,
по одной с каждой стороны конуса, и выступающее вперед раздвоенное продолжение 26, все элементы
жестко соединены; боковые балки 25 жестко поддерживают две каркасные балки 18, а также жестко
поддерживают противоположные опорные выступы 27, 27. К переднему удлинителю прикреплен шнур или
кабель 28, проходящий через шкивы 29 и по раме машины 42, и соединенный в точке 31 с кривошипом 32,
закрепленным на валу 33, с помощью которого конус вращается от приводного шкива 34.
Подшипниковые выступы 27 поддерживают противоположные шарнирные штифты 85, 35, с помощью которых
жестко сконструированный рычаг 36 поворачивается к несущей 17 для вращения в вертикальной плоскости;
этот рычаг J имеет закрепленный на своем свободном конце любым удобным способом; линза t0 16 должна
быть отшлифована. Таким образом, рычаг 36, установленный на несущей конструкции 17, может
поворачиваться вертикально независимо от нее, опираясь на шарнирные штифты 35. Указанный рычаг 36
имеет регулируемый упор 37, предназначенный для контакта с жесткой поперечной балкой 38 в тот момент,
когда формирование линзы 16 завершено или приблизительно завершено.
Раздвоенный удлинитель 26 предназначен для работы с направляющим опорным элементом 39.
закрепленный на раме 42 машины, при этом несущая деталь 17 колеблется от кривошипа, используя
каркасные элементы 18, 18, опирающиеся на неподвижные поверхности 19, в качестве точек опоры для
вращательного движения, вес рамы, каркасных элементов, линзы и т. д. достаточен для того, чтобы
удерживать горловину 40 раздвоенного удлинителя прижатой к прилегающему краю направляющего упора 39.
Между несущей балкой 17 и направляющим упором 39 70 может быть установлена пружина для поддержания
их постоянного зацепления, как указано выше.
Следует понимать, что вес линзы и ее опорного кронштейна определяет толщину шлифовального среза
между поверхностью конуса и поверхностью линзы.
- На своем внешнем конце несущая конструкция 17 поперечно расположена за счет раздвоенного выступа,
взаимодействующего с направляющими упорами 39, 80, а на другом конце — за счет двух жестких стоек 41,
расположенных между боковыми перекладинами 25.
Механизм работает таким образом, что при каждом обороте конуса держатель 17 качается вверх и вниз,
увлекая за собой линзу и прижимаясь к внутренней поверхности конуса; колебательное движение
контролируется двумя каркасами 18, вращающимися в заданных положениях только по неподвижным 90
поверхностям 19.
Любые видимые полосы на линзе, образовавшиеся в результате шлифовки, можно удалить впоследствии
легким ручным способом.
Хотя изобретение было описано и проиллюстрировано на примере линзы с выпуклой поверхностью, следует
понимать, что это предпочтительная форма, и специалистам в данной области будет очевидно, что с
помощью подходящего оборудования изобретение может быть применено к вогнутой поверхности.
Теперь, подробно описав и определив природу моего изобретения и то, каким образом оно предназначено
для достижения цели...
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_413671.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=413671&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB413671A
[]
ЗАПАСНОЙ ЭКЗЕМПЛЯР
ПАТЕНТНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
Дата проведения съезда (США): декабрь. 17, 1931.
413,671 ,-. -.', Дата отмены (в Соединенном Королевстве): декабрь. 17, 1932. № 35,857 32.
! ;:,:::' Завершено. Принято к публикации: 17 июля 1934 г.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствования в цепях передачи электроэнергии переменного тока с выходным переменным или
выпрямленным током, а также связанные с ними.
Я, Алан Стюарт Фицджеральд, проживающий по адресу: Сильвания, Соединенные Штаты Америки,
подданный Великобритании, настоящим заявляю о характере данного изобретения и о способе его
осуществления, которые будут подробно описаны и установлены в следующем заявлении:
Настоящее изобретение относится к системам передачи переменного тока, и в частности к таким системам, в
которых переменный ток, передаваемый от первичного источника к нагрузке, преобразуется или
контролируется в процессе такой передачи.
Изобретение относится, в частности, к типу системы передачи переменного тока, включающей
преобразование! и/или управление переменным током, при котором для передачи энергии используются
пароэлектрические устройства. В системах такого общего типа среднее значение анодного тока
пароэлектрического устройства или устройств может регулироваться путем изменения фазового соотношения
переменного напряжения сетки относительно анодного напряжения или другими известными эквивалентными
методами управления моментом в цикле травления, в который допускается установление анодного тока.
Подобные устройства, питаемые от источника переменного тока, могут быть соединены таким образом, чтобы
обеспечивать на выходе либо постоянный, либо переменный ток.
До настоящего времени, если во время передачи приходилось регулировать мощность переменного тока, и
использовался метод управления с фазовым сдвигом, было обнаружено, что форма волны анодного тока
серьезно искажается, в результате чего получается синусоида с удаленной большей или меньшей начальной
частью, что придает волне эффект «рубленой» формы. Кроме того, гармонический состав результирующей
формы волны во многих случаях значительно превышает составляющую частоты сети.
Вследствие этого данный метод управления до настоящего времени в основном применялся в системах
отопления, освещения и других областях, где форма волны не имеет первостепенного значения.
[ 'Цена /-]J Использование пароэлектрических устройств, управляемых по принципу сдвига фазы, для 55
общих задач управления мощностью было признано допустимым только при использовании в сочетании с
достаточным фильтрующим оборудованием для обеспечения результирующего выходного сигнала с хорошей
формой волны. 60 Значения емкости и реактивного сопротивления, необходимые для различных
конденсаторов и реакторов фильтрующей цепи, обычно не совпадают по порядку величины с теми, которые
могут быть связаны с резонансными цепями на частоте 65 Гц силовой цепи. Стоимость необходимых
конденсаторов и реакторов, а также потери в них, например, в цепи с частотой 60 Гц, представляют собой
серьезное препятствие для использования методов сдвига фазы сети на 70 Гц в системах управления
переменным током.
Проблема фильтрации до сих пор препятствовала практическому использованию пароэлектрических систем
управления переменного тока, работающих по принципу сдвига фазы напряжения сети на частоте 60 Гц.
Трудности, связанные с использованием таких методов на частотах 50, 40 или 16,23 циклов, очевидно,
приобретают все большую серьезность и до сих пор казались непреодолимыми.
Целью настоящего изобретения является создание системы передачи переменного тока, в частности, для
передачи переменного тока между первичным источником и нагрузкой, в которой во время указанной
передачи может осуществляться простое, эффективное и недорогое преобразование и/или управление
мощностью.
Целью изобретения также является создание усовершенствованной системы управления мощностью
пароэлектрического преобразователя, в которой амплитуда выходного тока, получаемого от источника
переменного тока, может регулироваться от нуля до максимума с помощью принципа сдвига фазы
напряжения сети, при этом форма волны выходной мощности должна оставаться практически совпадающей с
формой волны источника переменного тока, питающего систему.
Дополнительной целью изобретения t05 является создание системы управления пароэлектрической
мощностью, имеющей выходной переменный ток с хорошей формой волны, в которой отсутствует
фильтрующее оборудование промышленной частоты и которая не включает реакторы или конденсаторы,
рассчитанные на передачу управляемой мощности или значительной ее части на промышленной частоте.
Согласно изобретению, указанные выше цели достигаются путем преобразования переменного тока,
потребляемого от первичного источника, в переменный ток более высокой частоты, а также путем
осуществления преобразования и/или управления мощностью на указанной более высокой частоте.
Согласно одному из особенностей изобретения, из преобразованной и/или управляемой мощности более
высокой частоты может быть получена мощность постоянного или переменного тока с заданной более низкой
частотой, например, с частотой основного источника питания, для подачи на нагрузку.
Изобретение может быть реализовано путем преобразования каждого полупериода первичного переменного
тока в модулированный переменный ток с частотой выше частоты источника питания, например, с помощью
частотно-изменяющего устройства, использующего пароэлектрические преобразователи энергии описанным
ниже способом, преобразования и/или управления полученной модулированной мощностью более высокой
частоты путем сдвига фазы или другими подходящими методами, демодуляции преобразованной и/или
управляемой мощности и последующего подачи демодулированной мощности на цепь нагрузки.
Изобретение, как в отношении его организации, так и способа действия, а также его дальнейшие цели и
преимущества, будут более ясно понятны из следующего описания предпочтительных вариантов
осуществления, приведенного в качестве примера со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
На фиг. 1 представлена схематическая иллюстрация системы управления мощностью согласно изобретению,
использующей автономный пароэлектрический преобразователь частоты, в которой управление мощностью
осуществляется методами сдвига фазы.
Рис. 2 представляет собой модификацию рис.
1.
при этом пароэлектрический частотно-изменяющий аппарат питается от отдельного источника, а фазовый
сдвиг осуществляется с помощью электромагнитного фазовращателя.
На рис. 3 схематически представлена модификация рис. 2, включающая только преобразование, без
управления, мощности более высокой частоты, на рис. 4 схематически представлены формы волн,
принимаемые токами в различных частях систем, изображенных на рис. 1–3.
На всех рисунках одинаковые цифры обозначают одинаковые детали.
Согласно изобретению, как показано на фиг. 1 и 2, в случаях, когда необходимо контролировать мощность
переменного тока 70 до подачи на нагрузку, вместо попытки непосредственного управления мощностью на
частоте сети с помощью метода сдвига фазы напряжения сети, мощность переменного тока сначала
преобразуется с помощью 75 устройств изменения частоты, включающих, например, пароэлектрические
разрядные устройства или другие подходящие средства, в мощность на существенно более высокой частоте.
Считается, что одна из отличительных особенностей изобретения № 80 заключается в том, что управление
мощностью осуществляется не на частоте сети, а на более высокой частоте. Любое искажение формы волны,
возникающее в результате этого, представляет собой искажение формы волны более высокой частоты. Также
хорошо известно, что стоимость фильтрующего оборудования обратно пропорциональна частоте.
Таким образом, искажения, возникающие в высокочастотной цепи, могут быть легко устранены с помощью
фильтрующих средств, имеющих незначительную стоимость и габариты по сравнению с оборудованием,
которое потребовалось бы для фильтрации аналогичного количества искажений формы волны на более
низких частотах. 95 Затем высокочастотный переменный ток, подаваемый устройством изменения частоты,
может быть преобразован обратно в исходную более низкую частоту или частоту мощности после того, как
последняя будет отрегулирована в пределах 100 по величине любым подходящим средством, способным
регулировать амплитуду высокочастотного тока. Например, выходной сигнал устройства, изменяющего
частоту, может изменяться несколькими различными способами (105 вариантов). В качестве альтернативы,
эффект управления, вместо применения к самому устройству изменения частоты, может быть встроен в
оборудование для преобразования мощности более высокой частоты в мощность на более низкой частоте. На
рис. 1 представлен пример последнего метода управления.
Обращаясь к рис. 1, источник переменного тока 1 предназначен для подачи тока на двигатель или другое
устройство нагрузки 115 2, которое может представлять собой устройство для включения или преобразования
мощности, через схему управления мощностью, которая включает в себя средства изменения частоты
переменного тока в виде двух преобразователей электрической мощности 3, 30 описанного ниже типа и двух
управляемых сетью выпрямителей 4, 40, причем вся система сконструирована для работы в соответствии с
изобретением следующим образом: - 125 Входной переменный ток от 1 сначала преобразуется с помощью
средств изменения частоты 3, 30 в электрическую мощность на более высокой частоте, имеющей амплитуду,
огибающая которой соответствует необходимому фазовому соотношению для обеспечения необходимого
возбуждения сети. Таким образом, первичные обмотки сетевого трансформатора подключены параллельно
резисторам 104 и 1041. 70 Преобразователь типа, показанного на рис.
1 При подключении к источнику постоянного тока устройство будет непрерывно генерировать переменный ток,
при этом анод устройства 6 подключен к положительному выводу 75 указанного источника. Амплитуда
переменного выходного напряжения преобразователя, при прочих равных условиях цепи, будет прямо
пропорциональна величине источника постоянного тока 80. Если же преобразователь подключен к источнику
постоянного тока таким образом, что анод 6 соединен с отрицательным полюсом, то преобразователь, в силу
односторонней проводящей характеристики 85 пароэлектрического устройства 6, будет полностью
неработоспособен, не генерируя переменный ток на выходе и не потребляя постоянный ток от источника.
Если теперь такой преобразователь, рассчитанный на работу на частоте "f", подключить к источнику
переменного тока с частотой "F", значительно меньшей, чем рабочая частота преобразователя, он будет
работать с перебоями. В течение 95 полупериодов, когда анод 6 имеет отрицательное значение,
преобразователь будет неработоспособен.
Однако во время положительных полупериодов преобразователь будет потреблять ток от источника
переменного тока и выдавать на выходе переменный ток с частотой преобразователя. Как уже отмечалось
выше, в случае преобразователя, работающего от источника постоянного тока, амплитуда переменного
выходного напряжения будет пропорциональна напряжению постоянного тока. Таким образом, в случае
преобразователя, работающего от источника переменного тока, в течение полупериодов, когда анод 6 имеет
положительный потенциал, амплитуда выходного переменного напряжения в любой момент времени будет
пропорциональна мгновенному значению напряжения источника переменного тока.
В течение полупериода, равного нулю, выходной сигнал будет равен нулю. Соответственно, выходной сигнал
преобразователей 3, 30 будет состоять из прерывистого переменного тока с частотой "", который, конечно же,
имеет как положительные, так и отрицательные полуволны, и 120, который прерывается во время
отрицательных полупериодов с частотой "F". В течение положительных полупериодов частоты F амплитуда
переменного выходного напряжения частоты F будет пропорциональна мгновенному значению напряжения
источника частоты F'. Другими словами, прерывистое переменное выходное напряжение с частотой "" будет
иметь огибающую, соответствующую форме волны 1, которая составляет 130. С помощью этой
высокочастотной мощности активируются управляемые выпрямители 4, 40, состоящие из пароэлектрических
устройств, имеющих управляющие электроды или сетки, снабженные фазовым сдвигом напряжения сетки,
или эквивалентные средства для управления средней амплитудой высокочастотного анодного тока.
Выход iae-6o управляемых выпрямителей 4, 40, следовательно, может регулироваться по амплитуде
посредством сдвига фазы напряжения сети.
Однако огибающая выходного сигнала выпрямителя соответствует форме волны источника промышленной
частоты. После фильтрации высокочастотной составляющей выходной сигнал выпрямителей будет
представлять собой переменный ток регулярной формы, амплитуда которого регулируется фазосдвигающим
устройством.
Средство изменения частоты 3, 30 может быть любого подходящего типа и может включать
пароэлектрические устройства или другие средства, которые могут быть приспособлены к требуемой цели, но
на рис. 1 в качестве примера показаны две схемы пароэлектрических преобразователей энергии типа,
описанного в британском патенте №.
847,474. Однако следует четко понимать, что любые другие подходящие средства изменения частоты могут
быть использованы аналогичным образом в соответствии с духом изобретения.
Каждое устройство 3, 30, далее именуемое преобразователем в соответствии с описанием в британском
патенте № 347474, включает два пароэлектрических устройства 5, 6 и 60, 60, каждое из которых имеет анод,
катод и управляющие электроды, реакторы 7, 70 со средним отводом, конденсаторы 8, 80, сетевые
трансформаторы 9, 90 и первичные обмотки выходных трансформаторов 10, 100. Коэффициент
трансформации может принимать любое желаемое значение в зависимости от напряжения питания и
требований нагрузки. Следует понимать, что работа преобразователей 3, 30 в основном соответствует
описанию в британском патенте № 347474.
Кроме того, конденсаторы 11, 110 соединены между анодами 6, 60 и соединением между 8, 80 и 10, 100.
Работа преобразователей в основном одинакова при наличии этих конденсаторов 11, 110, с дополнительным
преимуществом, заключающимся в том, что ток, потребляемый от источника, от которого работает
преобразователь этого типа, менее прерывист благодаря наличию конденсаторов.
Также предусмотрено подключение для привода с обратной связью, как показано на рис. 1. Это включает в
себя дополнительные конденсаторы 108, 1038 и резисторы 104, 1041 для формирования сети сдвига фазы.
Напряжение на 104, 1041 может быть отрегулировано путем соответствующего выбора констант таким
образом, чтобы оно точно соответствовало форме волны источника частоты -F.
Возвращаясь к рис.], предположим, что частота F источника 1 составляет, например, 25 циклов.
Преобразователи 3, 30 могут быть спроектированы для генерации переменного тока 1, на выходе с частотой
"/", в двадцать раз превышающей или более частоту "F". Предположим, что "/ ' равно 0,500 цикла.
Преобразователи 3, 30 подключены к источнику питания 1 в противоположном направлении. Таким образом,
преобразователь 3 будет работать в течение одного полупериода, а преобразователь 30 будет
неработоспособен в то время, когда 3 генерирует выходной сигнал с частотой "f", и будет работать в течение
полупериода, когда 3 находится в режиме инерции.
Разумеется, следует понимать, что изобретение не ограничивается указанной конкретной частотой, а
применимо к гораздо более высокому порядку частот.
Попеременное действие преобразователей, описанных ниже, лучше понять, обратившись к рис. 4. Однако
следует понимать, что эти диаграммы второй волны показывают лишь несколько включенных циклов более
высокой частоты, и что их можно рассматривать как огибающую частоты сети, включающую, возможно,
многие сотни циклов более высокой частоты.
На рис. 4 (d) и (e) показаны соответственно токи в пароэлектрических устройствах 5, 6 и 50, 60. Этот ток
является прерывистым однонаправленным током, частота которого составляет "".
Ток, потребляемый от источника 1, является прерывистым, имеет частоту "F" и, соответственно,
однонаправленным. На рисунках (b) и (c) показан ток, потребляемый от источника 1, соответственно,
элементами 3 и 30. Результирующий ток, потребляемый обоими преобразователями от источника 1, показан
на рисунке (а).
На рис. 4 (/) и (g) показаны прерывистые выходы переменного тока с частотой "" и амплитудной огибающей,
соответствующей форме волны частоты "F", генерируемые, соответственно, преобразователями 3 и 30. Эти
переменные токи на выходе питают первичные обмотки выходных трансформаторов 10, 100 на рис. 1.
Вторичные обмотки трансформаторов 10, 100 подключены соответственно к двум выпрямителям 4 и 40 с
фазовым сдвигом напряжения сети, которые показаны на рисунке и содержат пароэлектрические устройства
12, 13 и 120, 1, 30, имеющие анод, катод и управляющий электроды. Эти выпрямители могут быть такого типа,
который проводит ток только при подаче положительного напряжения на сетку, или же могут быть снабжены
соответствующими средствами отрицательного смещения сетки, не показанными на рисунке.
Трансформаторы 14, 140, также питаемые от вторичных обмоток выходных трансформаторов 10, 100,
предназначены для подачи сетевого напряжения на устройства 12, 13, 120, 130 посредством фазосдвигающих
сетей 15, 150 и сетевых трансформаторов 16, 160. Таким образом, сетки устройств 12, 13, 120, 130 70
запитаны переменным напряжением с частотой "", синхронным с анодным напряжением и способным
изменяться по фазе относительно последнего в соответствии с настройкой сетей 75 и 150.
Для того чтобы ограничить все эффекты частоты " " в цепи управления an-j и предотвратить проникновение
высокочастотных пульсаций в источник 1 и цепь нагрузки 2, 80 как в цепи преобразователя, включающей 3 и
30, так и в цепи выпрямителя 4 и 40, управляемой сетью, могут быть включены соответствующие
фильтрующие средства, такие как конденсаторы 17 и 19 и реакторы 18 и 20, как показано на рисунке s5.
Следует четко понимать, что эти фильтрующие устройства предназначены только для энергии частоты «f» и
более высоких гармоник или ее кратных значений, и поэтому имеют незначительные габариты и низкую
стоимость.
Сети фазового сдвига 15, 150 могут состоять из множества различных устройств, известных специалистам в
данной области, для обеспечения контролируемого фазового сдвига в ответ либо на ручное управление, либо
автоматически на любой желаемый электрический или иной управляющий эффект. Например, сети могут
включать в себя устройства электронно-разрядной обработки (не показаны), с помощью которых
обеспечивается фазовый сдвиг в соответствии с любым желаемым воздействием, управляющим импульсом
или эффектом, которому может быть подвержено устройство электронно-разрядной обработки. Подобная
схема описана на рис. 2, 106, стр. 467 американского журнала "Ct Electronics" за январь 1931 года.
Однако конкретное устройство не имеет особого значения для настоящего изобретения, и в качестве
иллюстрации, а также для того, чтобы объяснить работу изобретения наиболее простым способом, на фиг. 1
показаны средства сдвига фазы 15, предназначенные для ручного управления и состоящие из сетей,
включающих в каждой из них два конденсатора с фиксированными значениями 21, 22 и 210, 220
соответственно, дополнительные конденсаторы также с фиксированными значениями 23, 230 соответственно,
и резистор 24, общий для обеих сетей и способный изменяться любым удобным ручным или механическим
способом. Однако специалистам в данной области будет очевидно, что для этой цели можно использовать
либо импедансные сети, включающие переменные конденсаторы, резисторы, реакторы, насыщающие
реакторы и тому подобное, либо средства электромагнитного вращающегося поля или другие удобные
устройства.
В описанной выше схеме трансформаторы 14, 140 могут быть также заменены дополнительными вторичными
обмотками на трансформаторах 10, 100, что позволяет исключить необходимость в дополнительных
трансформаторах.
Также важно отметить, что соединения сетки должны быть организованы таким образом, чтобы избежать
любых перекрестных соединений между силовыми или анодными цепями резисторов 4 и 40.
Следовательно, предпочтительно использовать две отдельные сети 15 и 150, а также отсутствует
необходимость обеспечения металлической изоляции либо с помощью трансформаторов 14, 140, либо
эквивалентных отдельных обмоток на 10, 100.
Обращаясь теперь к рис. 1 и 4, можно понять, что управляемые выпрямители 4 и 40 попеременно питаются,
соответственно, от выходов преобразователей 3 и 30 на частоте, как показано на рис. (f) и (g). Каждое из
устройств 4, 40 представляет собой полноволновой выпрямитель, и, соответственно, если на данный момент
пренебречь действием сеток и рассматривать 12, 13, 120, 130 как простые выпрямители, то выходной сигнал
выпрямителей 4, 40 будет представлять собой полноволновое выпрямление высокочастотного входного
сигнала на указанные устройства, причем огибающая выпрямленного выходного сигнала будет
соответствовать форме волны напряжения источника 1.
Теперь следует рассмотреть, как это действие изменяется под влиянием наличия и воздействия средств
управления электросетью. При работе полноволнового выпрямителя с фазовым сдвигом напряжения сети от
источника постоянного переменного тока на выходе будет выпрямленная или постоянная мощность,
амплитуда которой будет изменяться в пределах от максимума до нуля в соответствии с фазовым углом
напряжения сети. Кроме того, при любом заданном фазовом соотношении напряжения сети выходное
напряжение будет пропорционально величине входного напряжения. Аналогично, в системе, показанной на
рис. 1, выходной сигнал управляемых выпрямителей 4, 40 будет зависеть совместно от мгновенной величины
входного напряжения переменного тока на частоте "" и от величины отставания по фазе, подаваемой на сети.
Таким образом, выходной сигнал управляемых выпрямителей, в основном изображенный на рис. 4 (h) и (i),
будет иметь характеристики, описанные ниже.
Каждая полуволна с частотой "F", как показано на рисунке, состоит из ряда выпрямленных полуволн с
частотой "f/", причем обе полуволны присутствуют, поскольку устройства 4, 40 являются полноволновыми
выпрямителями. Амплитуда каждой из выпрямленных полуволн на рис. 4 является прямой функцией
мгновенного напряжения источника 1 с частотой "F". Однако на каждую из этих полуволн с частотой "f/" влияет
действие фазосдвигающей сетки управления. Если напряжение сети отрегулировано таким образом, чтобы
оно совпадало по фазе с напряжением анода, то пароэлектрические устройства 12, 18, 120, 130 будут
проводить ток на протяжении положительного полупериода каждого устройства, а выпрямленный
высокочастотный выходной сигнал будет состоять из ряда полных полуволн, каждая из которых имеет
основание 180 Гц с частотой " / ".
Если теперь предположить, что напряжение сети 75 отрегулировано таким образом, чтобы оно отставало,
например, на 90 от напряжения анода, по-прежнему относительно частоты " / ", то выпрямленный выход
управляемых выпрямителей будет состоять из ряда неполных полуволн 80 с частотой " / ". Это станет
понятно, если обратиться к рис. 4, диаграммам (h) и (i). В приведенном примере каждая из выпрямленных
частей будет иметь базовое значение всего 90, а общая мощность, выдаваемая управляемым выпрямителем,
составит половину от значения, достигаемого при совпадении фаз напряжения сети и анодного напряжения.
Соответственно, для любого заданного фазового соотношения выходной сигнал управляемых выпрямителей
будет аналогичным образом регулироваться в соответствии с фазовым углом напряжения сети, при этом
каждая отдельная полуволна выпрямленной мощности на частоте " / " изменяется от полной полуволны 180°
до нуля. Как уже объяснялось, амплитуда в каждом случае будет зависеть от мгновенного значения мощности
частоты "F", и огибающая выходного сигнала выпрямителей 100 будет соответствовать этому значению.
Компонент на частоте "" и выше, присутствующий на выходе выпрямителя, может быть легко удален с
помощью конденсатора 17 и реактора 18, и результирующий выходной сигнал 105 будет выглядеть так, как
показано на рис. 4 (j) и (k). Следует предположить, что в работе выпрямителя присутствовало определенное
воздействие управления сетью, и, как следствие, выпрямленный ток с частотой tt0 " f состоит из ряда
неполных волн aitf. Таким образом, отфильтрованный выход выпрямителей оказывается меньше входной
мощности 3, 30, показанной на рис. 4 в точках (b) и (c). t15 Это будет видно при обращении к рис.
1 что выходные цепи управляемых выпрямителей 4 и 40 соединены параллельно, чтобы обеспечить питание
нагрузочного устройства 2 в противоположном направлении. Таким образом, суммарное выходное
напряжение 120 Ом двух выпрямителей представляет собой истинный переменный ток частоты "F", как
показано на рис. 4 в (1). Полученный выходной сигнал будет иметь ту же форму волны, что и источник 1, и
сможет равномерно изменяться от максимума до нуля.
Хотя в качестве примера была показана схема, включающая две отдельные сети сдвига фазы 15 и 150 и
общий управляющий резистор 24, может быть использовано множество других подобных систем соединения.
Очевидно, что в некоторых случаях, как это может быть желательно, можно использовать два отдельных
резистора, соответствующих 24, один в цепи 15, а другой в цепи 150, и оба резистора могут управляться
совместно с помощью любой подходящей механической связи.
На рис. 1 в качестве примера также показаны преобразователи '3' и '30', соединенные для работы в известном
режиме в качестве самовозбуждающихся или осциллирующих преобразователей, каждый из которых
способен колебаться на своей собственной собственной частоте. Аналогичным образом было показано, что
фазосдвигающие цепи 15, 160 возбуждаются от выходов преобразователя через трансформаторы 14, 140.
Однако следует понимать, что это лишь одно из множества различных решений, предусмотренных сутью
изобретения. Например, для обеспечения непрерывности действия на частоте «f» на протяжении всех
полуволн частоты «F» может использоваться отдельный источник частоты «f» малой мощности для
возбуждения сети.
От этого источника могут возбуждаться сетки устройств 5, 6, 50, 60, так что преобразователи 3, 30 могут
работать синхронно с частотой источника возбуждения, как поясняется со ссылкой на рис.
1 Британский патент № 347474.
Сетки управляемых выпрямителей 4, 40 могут возбуждаться от выходного сигнала преобразователей 3, 30,
как показано на рис. 1 настоящего приложения. В качестве альтернативы, оба трансформатора 16, 160 могут
возбуждаться от общего фазосдвигающего устройства, питаемого непосредственно от источника
возбуждения.
Этот источник высокочастотной энергии для возбуждения, мощность которого должна составлять всего
несколько вольт-ампер, поскольку ему необходимо лишь обеспечивать мощность, потребляемую сетью
(которая имеет очень низкий порядок), а также потери в трансформаторах и фазосдвигающем устройстве,
может представлять собой небольшой вращающийся генератор переменного тока, преобразователь частоты
или устройство электронного разряда, такое как генератор биений или подобное.
Однако, хотя это и не является обязательным условием, поддержание высокочастотного источника в
синхронной связи с источником питания является преимуществом. Структура каждого цикла огибающей
частоты сети, то есть количество и фаза охватываемых им высокочастотных циклов, будут идентичны для
всех полуволн частоты сети.
Учитывая низкую требуемую мощность источника возбуждения и вышеизложенные соображения, умножитель
частоты типа насыщающего реактора, несмотря на низкую эффективность таких устройств, делающую их
непригодными для многих целей, очень хорошо подходит для использования в данном случае для
обеспечения синхронного синтеза.
хроническое возбуждение сеток пароэлектрических устройств точными кратными частотами сети. Такие
частотные множители, как правило, дают умножение в два или три раза на каждом используемом этапе.
В зависимости от частоты источника 1, а также от ионизации и де.
Скорость ионизации пароэлектрических устройств 75, а также оптимальная частота, определяемая
коэффициентами эффективности и стоимости трансформаторов и т. д., используемых в схеме, может быть
использовано достаточное количество ступеней умножения, чтобы получить 80 в 2, 4, 8, 16, 32 и т. д. раз
больше частоты сети или кратное трем, если используется третья гармоника.
Такое расположение показано на рис.
2
в которых предусмотрены преобразователи 3, 30, 85 и управляемые выпрямители 4, 40, как показано на рис.
1, предназначенные для управления получаемой мощностью.
от источника 1 и подается на нагрузку 2.
Умножитель частоты 25, который может представлять собой реактор насыщения, упомянутый выше в пункте
90, питается от источника 1 и подает питание от сети на первичные обмотки трансформаторов 9, 90
преобразователя и, через устройство сдвига фазы 26, на трансформаторы 16, 95 управляемых выпрямителей
4.
40.
Соседние файлы в папке патенты