Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_11789
.pdf
является повышение точности данной испытательной аппаратуры таким образом, чтобы испытания
магнитных тел могли проводиться с большей надежностью и точностью, чем это было возможно с помощью
известных до настоящего времени аппаратур, которые либо, как правило, не могли быть сбалансированы или
компенсированы (или которые, как ошибочно предполагалось, уже были достаточно компенсированы).
При исследовании или измерении магнитных явлений с помощью известных приборов и процессов
существует существенная трудность, обусловленная недостаточной чувствительностью, и особенно тем, что
результаты зависят не только от исследуемого объекта, но и от самого измерительного прибора. Известные
на сегодняшний день приборы, иными словами, недостаточно чувствительны или недостаточно магнитно
компенсированы, чтобы отделить ту часть результата, которая получается только с помощью измерительного
прибора, от той части, которая обусловлена магнитными явлениями и свойствами объекта, что и является
целью исследования.
Были предприняты попытки устранить ошибки индукционной системы такого магнитоизмерительного прибора
таким образом, чтобы одна ошибка устранялась посредством другой ошибки, или путем соединения двух
индукционных систем таким образом, чтобы ошибки компенсировались. В испытаниях, в которых результаты
получаются путем сравнения форм волн вторичных токов, гармоники или изменения форм волн обычно
имеют большее значение, чем сами токи. Кроме того, точность измерительного прибора, количественно
сбалансированного только описанным способом, легко сводится на нет, если изменяются условия
эксперимента. В соответствии с этим, целью изобретения является корректировка измерительного прибора
таким образом, чтобы наблюдаемые результаты или изменения нескольких результатов относительно друг
друга были вызваны только изменениями q в исследуемом материале.
Некоторые из описанных выше трудностей и ошибок в магнитоизмерительном оборудовании объясняются
тем, что асимметрии, существующей в магнитном поле обычных первичных катушек, не уделяется должного
внимания.
Как известно, катушка, через которую проходит ток (находящаяся под напряжением катушка), индуцирует
магнитное поле, направление которого зависит от направления витков.
Плотность магнитного поля или магнитная индукция в сердечнике катушки увеличивается при заданном
значении приложенной ЭДС от каждого конца катушки к ее центру. Местоположение наибольшей магнитной
индукции в поле цилиндрической катушки с воздушным сердечником можно с достаточной точностью для
настоящих целей рассматривать как окружность, концентрическую с продольной осью катушки.
В обычных методах магнитных испытаний до настоящего времени ошибочно предполагалось, что центр этой
окружности в равномерно намотанной катушке совпадает с центром (серединой) указанной продольной оси
катушки.
Однако на самом деле указанная окружность, образующая геометрическое место точек максимальной
плотности магнитного поля, 1°O, лежит с одной стороны от центра продольной оси катушки. Предполагая, что
плотность магнитного поля откладывается вдоль оси катушки, получается кривая, которая простирается в обе
стороны от центра 105 и которая не лежит симметрично; 1-z-, r 7 p om"""-0 rut, 1:"
403,409 относительно поперечной плоскости, проходящей через центр катушки.
Целью изобретения является внесение поправок в катушку, в результате чего геометрическое место точек
максимальной плотности магнитного поля смещается на такую величину, что оно совпадает с продольным
центром катушки; после внесения поправок изготавливается индукционная катушка, в которой изменения
плотности магнитного поля или магнитной индукции, построенные в обоих направлениях от центра вдоль оси
катушки, симметричны оси, перпендикулярной продольной оси и проходящей через ее центр. Способ
коррекции или:
Путем регулирования геометрического положения точки максимальной плотности магнитного поля образуется
катушка, обладающая желаемой симметрией и, следовательно, считающаяся сбалансированной.
С помощью одной или нескольких индукционных систем, входящих в состав магнитоиспытательного
оборудования, скорректированного в соответствии с изобретением, можно отделить и отличить показания
испытаний, обусловленные условиями испытываемого материала, от показаний, обусловленных его
физическими свойствами. Например, показания испытаний, связанные с механическими напряжениями и
деформациями, можно наблюдать и оценивать, и их легче отделить от показаний, связанных с физическими
свойствами или характеристиками испытываемого образца, такими как размер зерна, наличие сегрегаций,
неметаллических включений, трещин, швов, например, от сварки или литья, вздутий, дефектов и других
повреждений.
В отсутствие лучшего объяснения некоторых результатов, наблюдавшихся при использовании
рассматриваемого аппарата и метода 41 изобретения, их, предположительно, можно отнести к вариациям в
определенных аспектах между кристаллами в намагничиваемом материале, особенно в отношении их осевой
ориентации и полярности. Эти вариации могут быть с успехом использованы для целей магнитных испытаний
в различных условиях, если используется чувствительный и скорректированный испытательный аппарат,
описанный ниже. Различные условия испытаний могут, например, заключаться в угловом соотношении между
осями кристаллов и касательными силовых линий в разных точках магнитного поля l указанного
измерительного устройства, или в соотношении направлений магнитного поля и сил, связанных с присущей
кристаллам полярностью. Важность метода испытаний, заключающегося в обнаружении вариаций углового
соотношения между осями кристаллов образца, зависит от гипотезы о том, что определенные явления, такие
как механические напряжения и деформации, например, в положении 70, Излучение железа связано с
изменением расположения кристаллов, или, другими словами, с изменением кристаллической структуры.
Вариации угловых соотношений оси наблюдаются как между 75 различными частями или кристаллами одного
и того же образца, так и между кристаллами стандартного образца и кристаллами исследуемого образца.
Точное определение этих явлений неразрушающим методом контроля 8 в любом случае возможно только при
использовании скорректированных катушек или индукционных систем.
Было замечено, что признаки наличия механических напряжений или внутренних механических деформаций
более выражены, если образец исследуется в той части магнитного поля, где магнитная индукция меньше,
чем в точке максимальной плотности поля, или где касательные к линиям силы находятся в угловом
отношении к оси катушки. Эти углы, конечно, увеличиваются, начиная с нуля, в точке максимальной плотности
поля, достигая своего максимума в области концов катушки.
Различия в свойствах ферромагнитных материалов по явлениям, отличным от наличия напряжений,
деформаций и т. д., связаны также с вариациями полярности их кристаллов, в отличие от вариаций их осевого
углового соотношения. Например, при определенных условиях обнаруживается, что большая часть
кристаллов имеет одинаковую полярность, так что конкретный образец имеет свою собственную полярность.
В других случаях оказывается, что одна половина кристаллов исследуемого образца имеет одну полярность,
а другая половина — противоположную, или же комбинированная эффективная полярность одной группы
может компенсировать эффективную полярность другой группы, которая может содержать больше или
меньше кристаллов, чем первая. Эти условия и их вариации можно тщательно наблюдать и оценивать с
помощью симметричного, компенсированного и сбалансированного поля. Соответственно, если сила,
возникающая из совокупной полярности или тенденции кристаллов в любой группе исследуемого образца к
определенному полюсу или алгебраической сумме этих полюсов, имеет положительное значение, то есть
полярность с юга на север, и если эта группа помещена в магнитное поле таким образом, что ее полярность
совпадает с полярностью магнитного поля, то
Дсциллограф или другой индикаторный прибор, функционально соединенный с правильно расположенной
вторичной катушкой, покажет результат или показание в зависимости от 130 Z. Рисунок 2 представляет собой
схематическое изображение одной из форм индукционной катушки с воздушным сердечником и трех
связанных с ней вторичных катушек, функционально соединенных с соответствующими чувствительными
индикаторными устройствами, такими как гальванометры или вибрационные элементы осциллографа;
Рисунок 3 — сводная схема, показывающая в преувеличенной степени типичные амплитудные и фазовые
соотношения первичного тока и вторичных токов, индуцированных в трех вторичных цепях, включая
вторичные обмотки в различных комбинациях; указанные изменения амплитуды и фазы указывают на
несбалансированное состояние как во вторичных обмотках, так и в магнитном поле первичной катушки,
являющейся частью индукционной системы, показанной на рисунке 2; Рисунок 4, схема, показывающая в
преувеличенном виде типичные амплитудные и фазовые соотношения первичного тока и/или вторичных
токов, индуцированных в различных схемах вторичных обмоток, показанных на рисунке 2, после коррекции
индукционной системы, включающей указанные вторые обмотки и первичную; Рисунок 5, центральный
продольный разрез узла индукционной системы, включающей первичную и три вторичные обмотки, как
показано схематически на рисунке 2; Рисунок 6, поперечный разрез по линии 6-6 рисунка 5; Рисунок 7, схема,
представляющая собой предпочтительное расположение скорректированных индукционных систем для
проведения различных видов магнитных испытаний в соответствии с прямыми, нулевыми или
сравнительными методами по желанию; Рисунок 8, план схематического расположения индукционных систем
и элементов управления для обеспечения практического эффекта аппарата, показанного схематически на
рисунке 7 и адаптированного для использования типа индукционного устройства, показанного на рисунках 5 и
6; Рисунок 9 представляет собой воспроизведение реальных осциллографических изображений волновой
формы характеристик намагниченности, отраженных во вторичном электроде, расположенном на концевой
части первичного электрода 115.
На рисунках 7 и 8 показаны индикаторы изменения явлений, таких как напряжение или деформация,
отделенные от индикаторов изменения свойств, таких как декарбонизация и шов, например. Рисунок 10,
воспроизведение фактического изображения осциллографической формы волны характеристик
намагниченности того же образца, который дал изображения, показанные на рисунке 9, но отраженные во
вторичной обмотке, расположенной в центральной части испытательной катушки, и показывающие
индикаторы изменения явлений в сочетании с индикаторами изменения свойств, и рисунок 11, составной
фрагмент, иллюстрирующий сумму полярности кристаллов и магнитного поля. Однако, если испытательный
образец или группа кристаллов повернуты относительно направления магнитного поля, так что полярность
кристаллов действует против поля, осциллограф или другой измерительный или испытательный прибор даст
результат или показание, зависящее от разницы между полярностями.
Устройство, созданное в соответствии с данным изобретением, может быть с успехом использовано для
определения и анализа сплавов.
Это следует из того факта, что характеристики сплавов в отношении их осевого положения, поляризации и
ориентации уже были изучены и систематизированы. Таким образом, мы располагаем определенными
средствами для идентификации и классификации сплавов. Насколько известно, до настоящего времени
сплавы не определялись и не анализировались магнитными методами. Поэтому, в этой связи, изобретение
предоставляет способ точной и надежной идентификации сплавов, как описано, путем их исследования в
магнитном поле.
Таким образом, изменения, вызванные особенностями сплавов, могут быть надежно отделены методом 3S от
изменений, зависящих от других физических свойств или условий исследуемого материала (образца).
При практическом применении метода важно не только симметрично корректировать каждую индукционную
систему, состоящую из первичной и одной или нескольких вторичных катушек, описанным выше способом, но
и при использовании двух или более симметричных систем, работающих совместно, компенсировать или
сбалансировать эти системы относительно друг друга; иными словами, сделать их практически идентичными
по постоянным параметрам соответствующих элементов.
Различные аспекты нашего изобретения будут лучше поняты при обращении к прилагаемым к настоящему
документу чертежам, на которых, 350 - Рисунок 1 представляет собой диаграмму, отображающую часть
магнитного поля индукционной или испытательной катушки с воздушным сердечником и показывающую
пунктирными линиями типичные кривые изменения плотности магнитного потока, построенные в обоих
направлениях от центра или средней точки вдоль продольной оси указанной катушки. Эти кривые
асимметричны относительно плоскости, перпендикулярной указанной средней точке. На рисунке также
сплошными линиями показаны кривые изменения плотности магнитного потока, построенные аналогичным
образом, но симметричные относительно указанной плоскости, перпендикулярной средней точке продольной
оси катушки. Эти кривые типичны для катушки, скорректированной в соответствии с нашим изобретением,
403,409 4 Q 3 A 409, путем изменения конструкции вторичной катушки, используемой для изменения
плотности магнитного потока в тех же условиях дисбаланса.
Например, ошибки, вызванные асимметричной метрикой I TD 1 GTIO X 1 DVICE.
На диаграмме на рисунке 1 линия S-. N представляет собой продольную ось соленоида с воздушным
сердечником, центром которого является -0. Линия M-0 отмечает плоскость io, центрально разделяющую
внутреннее поле катушки. Цифры 1, 2, 3, 4 и 6 отмечают точки, равноудаленные в обоих направлениях от
центра или средней точки O вдоль оси S-N. Если уменьшается от i 5, максимальная плотность потока
отображается в виде ординат вдоль указанной оси в обоих направлениях от центра 0 в обычной или
нескорректированной катушке, получаются кривые, подобные показанным пунктирными линиями LL-0 и 2 o
L',-0 '. Следует отметить, что точка или геометрическое место точек максимальной плотности потока, как 01,
расположена с одной стороны от центральной точки 0, а не совпадает с ней.
На диаграмме также проиллюстрированы некоторые типичные факторы, приводящие к ошибочным выводам
из-за этой асимметричной зависимости. Например, предположим, что кристалл намагничиваемого образца,
как A, где 2y представляет собой группу кристаллов, входящих в состав образца, и его ось направлена в
сторону указанной стрелки, сначала расположен на расстоянии четырех единиц слева от центра 0, и
предположим, что подходящая вторичная обмотка расположена в поле таким образом, что магнитное
явление, возникающее в результате расположения кристалла A в указанном месте, будет производить
эффект 400, наблюдаемый по его реакции на чувствительный прибор, такой как гальванометр, вибратор или
элемент осциллографа, включенный в цепь с указанной вторичной обмоткой. Если кристалл A теперь
переместить в положение A' или на расстояние, равное четырем единицам в противоположном направлении
от центра 0, он столкнется с иными условиями плотности магнитного потока, например, чем те, которые были
обнаружены в его первом положении, так что показание G или индикация, наблюдаемые в этой точке, будут
отличаться от первого упомянутого показания T Vnder в известных условиях магнитных испытаний. Различия
в показаниях или других наблюдаемых признаках могут привести к ошибочному выводу о том, что кристалл
подвержен некоторым отклонениям в отношении свойства или характеристики по сравнению с другим
кристаллом, например, со стандартом, тогда как наблюдаемое различие в показаниях на самом деле
объясняется дисбалансом или асимметрией катушки.
Опять же, если кристалл, например, B, сначала поместить в положение слева от центра, расположив его осью
в направлении соответствующей стрелки, а затем переместить в положение Bl на равное расстояние справа
от центра 0, то очевидно, что угловое соотношение между осью указанного кристалла и касательной к кривой
плотности потока в точке 70 будет отличаться от углового соотношения между указанной осью и
соответствующим участком кривой плотности потока в точке 5 во втором положении. Это различие также
может привести к ошибочным выводам относительно свойств и других явлений, касающихся
рассматриваемого кристалла.
В другом случае кристалл C помещается в магнитное поле в точке 3 слева от центра O, причем его
полярность фактически совпадает с направлением потока магнитного потока. Положение кристалла C теперь
меняется на противоположное, так что он располагается в точке C', и его полярность фактически
противоположна направлению потока магнитного потока. Здесь также будет зафиксирована или обнаружена
разница в подходящих чувствительных приборах, что может привести к ошибочным выводам относительно
свойств или условий, связанных с кристаллом C или другими кристаллами, ассоциированными с ним.
Чтобы избежать ошибочных выводов, подобных приведенным выше примерам, мы строим или корректируем
индукционную систему таким образом, чтобы при подаче энергии на первичную матрицу показания плотности
потока, нанесенные на равных расстояниях от ее центра вдоль продольной оси, давали кривые, аналогичные
тем, которые представлены сплошными линиями, а именно X-0 и X1-0, причем эти кривые симметричны
относительно линии или вертикальной оси M-0 и указывают на то, что точка или геометрическое место точек
максимальной плотности потока совпадает с центром или с вертикальной плоскостью, проходящей через этот
центр, представленной на рисунке 1 линией M-0.
Очевидно, что при наличии у поля i 1 указанных выше характеристик ошибки, обусловленные асимметрией
нескорректированного поля, будут устранены, из чего можно заключить, что наблюдаемые различия в
показаниях для кристаллов 1 i 5:
A, B, C и т. д. будут связаны с изменениями условий или свойств материала, частью которого являются
кристаллы. Соответственно, для обеспечения точности испытаний мы разработали усовершенствованное
устройство для испытаний на магнитную индукцию и метод его тестирования и корректировки, который,
возможно, будет лучше понятен на конкретном примере.
Эксмо ЛЕ ТЕСТИРОВАНИЯ И КОРРЕКЦИИ ИНДУКЦИИ Io N D Ev Ic E r ИЛИ СИММЕТРИЯ И БАЛАНС.
Предпочтительная форма индукционной системы или устройства для проверки определенных типов FER 130.
403,409 Изделия из цветных металлов включают соленоид или первичную катушку 10, обладающую
соответствующими характеристиками для предполагаемого назначения и схематически показанную на
рисунке 2, а также обозначенную буквой b на рисунках 5 и 6 в отношении монтажных и соединительных
устройств. Три отдельные вторичные катушки 11, 12 и 13 расположены в рабочем положении во внутреннем
поле первичной катушки 10. Центр катушки 12 расположен как можно ближе к центру первичной катушки, а
катушки 11 и 13 равноудалены от катушки 12 и соосны с ней, и в этом конкретном положении их удобно
называть вторичными катушками. Переменный ток питания подается на первичную катушку 10 любым
подходящим способом, например, от однофазного генератора 14 (рисунок 2). Индикаторное устройство, такое
как гальванометр, вибратор или элемент осциллографа 18, также находится в цепи питания или связано с
ней.
Клеммы или выводы от вторичных обмоток 11, 12 и 13 расположены таким образом, что могут быть созданы
три отдельные вторичные цепи, как это требуется для проверки индукционной системы, например, через
переключатели 100, 101 и 102 соответственно. Согласно нашему методу, 11 и 12 соединены последовательно
и в цепи с индикаторным устройством, таким как гальванометр или элемент осциллографа 1, а 12 и 13 —
последовательно и в цепи с индикаторным устройством 16.
В схемах, описанных выше, в качестве индикаторного устройства используется осциллограф, и
индуцированные в нем вторичные токи будут создавать соответствующие волновые изображения. Как
показано на рисунке 3, представляющем типичную ситуацию, ток, индуцированный в последовательной цепи
катушек 11 и 12, представлен кривой 11-12, а ток, создаваемый в последовательной цепи катушек 12 и 13,
представлен кривой 12-13, причем последняя указывает на более высокую выходную мощность двух катушек
12 и 13, чем двух катушек 11 и 12. Чтобы эти две кривые совпали, выходная мощность катушек 11 и 12 может
быть увеличена или выходная мощность катушек 12 и 13 может быть уменьшена. Последний эффект
достигается путем уменьшения числа витков катушки 13, в этом случае указанная катушка перематывается с
необходимым числом витков для получения требуемого значения выходной мощности.
Следующим шагом является последовательное соединение катушек 11 и 13, вторичные обмотки которых
аналогичны, но не обязательно идентичны основной вторичной обмотке 12.
Эти катушки 11 и 13 расположены по обе стороны от основной вторичной катушки 12, и для упрощения
описания и для отличия их от вторичной катушки 12, V в дальнейшем будет обозначаться как «вторичные
катушки». Затем следует наблюдать амплитудные и фазовые характеристики кривой, представляющей ток в
образованной таким образом цепи. Следует понимать, что различные цепи катушек 11, 12 и 13 могут быть
соединены одним индикатором, если это необходимо, с помощью соответствующих коммутирующих
устройств. Снова обращаясь к рисунку 3, линия 11-13 75 представляет вторичный ток в цепи катушек 11 и 13 и
показывает, что выходной ток в этой цепи больше, чем в двух других вышеупомянутых цепях, а также что
существует запаздывание или фазовое смещение указанного выходного или вторичного тока по отношению к
первичному или питающему току, представленному изображением формы волны I, и двум другим Вторичные
обмотки. Разница в амплитуде 85 между выходным сигналом последовательной цепи катушек 11 и 13 и
выходным сигналом катушек 11 и 12, а также 12 и 13 устраняется путем добавления витков к центральной
катушке 12, в этом случае последняя перематывается с достаточным количеством дополнительных витков
для получения желаемого уровня выходного сигнала. Другими словами, кривые 11, 12 и 12-13 совпадают с
кривой 11-13.
Показания или другие наблюдаемые индикаторы затем перепроверяются, чтобы убедиться, что токи в трех
цепях имеют одинаковую величину.
После вышеуказанной коррекции вторичные кривые на рисунке 3 совпадают с одиночной кривой Y на рисунке
4.
Для приведения выходного сигнала цепи катушек 11 и 13 в фазу доступны два способа. Если фазовое
смещение или отставание относительно велико, например, 20 % или более, коррекция производится путем
уменьшения числа витков на одной стороне механического центра первичной обмотки или путем увеличения
числа витков на противоположной стороне, однако не путем перемотки 11, а путем перераспределения витков
в нужном месте для достижения желаемой коррекции фазы. Эта операция определяет значения плотности
магнитного потока и ампер-витков в магнитном поле, прилегающем к 115, в тех положениях первичной
обмотки, в которых происходит перераспределение витков, либо путем.
уменьшение плотности потока в поле или увеличение плотности потока.
Если фазовый сдвиг составляет менее 120 %, коррекцию можно произвести, изменив длину вторичной
катушки 12 в требуемом направлении коррекции, не изменяя при этом ранее установленное количество
витков. Независимо от того, велики или малы M, запаздывание или смещение, указанные выше коррекции
предназначены для достижения условий симметрии или равновесия в магнитном поле первичной обмотки,
что делает наш 130
403,409 Усовершенствованное индукционное устройство, способное к более широкому применению и
получению более точных результатов, о которых говорилось ранее:
Пример перераспределения витков первичной обмотки показан на рисунке 5, где количество витков в зоне W
катушки 10 уменьшено. На рисунке 11 показан способ изменения длины второй обмотки 12 для коррекции
относительно небольшого запаздывания или фазового сдвига, где K представляет собой катушку в ее
первоначальном виде, а K' — ту же катушку, удлиненную, но имеющую то же количество витков.
Для проверки точности описанных выше поправок мы соединяем катушки 11 и 13 последовательно, понижая
их полюс, и подключаем к осциллографу. Если изображение, представляющее дифференциальный ток в этой
цепи, представляет собой прямую линию, значит, устройство скорректировано или сбалансировано для целей
нашего изобретения. Если же появляется кривая, представляющая дифференциал, проводится дальнейшая
перепроверка с использованием вышеизложенных принципов, пока дифференциал не станет равным нулю
или не будет представлен на осциллографе прямой линией.
DIYF Erns Nx Tns Ti NG МЕТОДЫ.
Создав скорректированную индукционную систему, которая удобно обозначена как 10a (рисунок 7), в
соответствии с вышеизложенными принципами, мы теперь можем построить другую или другие индукционные
системы, обозначенные как 10b и 10c, обладающие идентичными характеристиками. Очевидно, что, имея две
такие системы и правильно связанные между собой, мы можем теперь вставить стандарт в одну систему,
обозначенную как 10c, и образец в другую систему, обозначенную как 10a; и, соединив соответствующие
вторичные обмотки обеих систем в попеременном соотношении, мы можем с помощью соответствующих
индикаторных устройств определить значение и характер отклонения образца относительно стандарта. Это
отклонение, если таковое имеется, будет проявляться как дифференциал в одной или другой, или во всех
упомянутых выше попеременных вторичных цепях. Этот метод испытаний известен как сравнительный метод.
Метод Ди Р Эк Т.
Также возможно вставить эталон в любую из указанных скорректированных индукционных систем, как
показано на рисунке 10, отметить влияние такой вставки на соответствующие индикаторные приборы, а затем
заменить эталон образцом или образцами и отметить полученные показания. Сравнивая полученные таким
образом показания или другие проявления с показаниями или проявлениями, полученными в связи с вставкой
эталона, можно сделать выводы о сходстве или несходстве образца со стандартом в отношении выбранных
явлений, условий или свойств.
e NULL MVET 1 IOD.
Другой способ использования корректированных индукционных устройств, особенно в тех случаях, когда
необходимо определить наличие 70 вариаций в образце значительной длины, заключается в выравнивании
двух систем, таких как 110 и 10b, таким образом, чтобы образец в виде стержня, бруска, полосы, проволоки
или тому подобного мог быть расположен и/или перемещен 75 через магнитные поля обеих систем
одновременно. Если соответствующие вторичные обмотки соединены в обратном порядке, то подходящие
индикаторные приборы в этих цепях будут показывать 80 степень сходства или несходства образца в точках,
прилегающих к соответствующим вторичным обмоткам. PR ACT Ic-AB Lr, APPAR A Tt US.
Удобное устройство для выполнения описанных выше операций или любой из них показано на рисунке 8. На
нем основание 19, предпочтительно расположенное в горизонтальном положении, снабжено множеством
последовательно соединенных контактных гнезд 20, предназначенных для приема и оперативного
соединения штекеров 21, образующих клеммы для различных катушек, входящих в состав индукционной
системы, описанной выше и показанной на рисунках 5, 95 и 6, например. Эти контактные гнезда 20 и другие
необходимые клеммные элементы соединены соответствующими проводниками для образования цепей,
управляемых переключателями таким образом, что любая желаемая комбинация цепей может быть
использована для осуществления различных методов испытания материалов и периодического испытания
цепей. Считается, что специалист в данной области может легко организовать работу этих цепей в
соответствии с вышеизложенными принципами и тремя описанными выше методами испытания, а именно:
сравнительным, нулевым и прямым. Обычно, и для многих видов испытаний, используются два В таком
случае будет достаточно индукционных систем или блоков. Поставляется дубликат индукционной системы l
Oa, предпочтительно в виде съемной унитарной конструкции 145 типа, показанного на рисунке 5. Когда этот
дубликат системы установлен, как показано на рисунке 8 (10b), первичные электроды выровнены таким
образом, что полоска, например, достаточной длины 120, пройдет через внутренние поля обоих первичных
электродов. Когда вторичные электроды правильно подключены и находятся в согласованном положении с
достаточно чувствительными индикаторными устройствами, аппарат готов к испытанию J 25 по нулевому
методу.
Для проведения испытаний в соответствии со сравнительным методом, дублирующее индукционное
устройство 10b, упомянутое ранее, или, при необходимости, тройное устройство 10c, устанавливается в
положении, указанном на рисунке 8 (l0c), и выполняются необходимые соединения между указанной системой
и системой 10a. При такой конфигурации эталон помещается в магнитное поле аппарата l0c, а образец — в
аналогичное положение в аппарате l0a.
Показания дифференциальных проб во вторичных электродах соответствующих индукционных устройств io
затем укажут на наличие и/или характер отклонений, если таковые имеются, в образце по сравнению со
стандартом.
Следует также понимать, что индукционная система l Oa или любая аналогичная система i 5 может
использоваться сама по себе, в так называемом прямом методе испытаний, при котором вторичные обмотки
могут быть соединены в любом желаемом количестве цепей; или же показания тока, протекающего в каждой
вторичной обмотке, могут сниматься отдельно, при этом следует понимать, что выбор метода в любом случае
будет зависеть от информации, которую необходимо получить в ходе испытаний.
Независимо от используемого метода тестирования, желательно расположить цепи таким образом, чтобы
выходной сигнал с любой вторичной обмотки или группы вторичных обмоток мог передаваться на
соответствующее индикаторное устройство. Хотя мы упомянули осциллограф, мы предполагаем, что могут
быть использованы и другие достаточно чувствительные приборы, в этом случае такой прибор может быть
легко подключен к источнику тока, указанному выше, через соединение 22 в виде розетки. Аналогичная
розетка 23 обеспечивает удобное средство для подключения испытательного аппарата к соответствующему
источнику тока (40) для питания первичных обмоток индукционных систем. Аппарат также снабжен проводкой
и переключателями для подачи тока питания на любую из первичных обмоток или любую их комбинацию, а
также индикаторами тока и потенциала, такими как амперметр 24 и вольтметр 25.
Очевидно, что в любой сборке или конфигурации скорректированных индукционных систем, как предложено
выше, вероятно, будут присутствовать переменные, более конкретно связанные с факторами, влияющими на
переключатели и соединения, используемые для осуществления различных комбинаций, необходимых для
различных методов тестирования.
Поскольку эти изменения в основном связаны с сопротивлением или другими явлениями, обусловленными
размером или количеством металла, входящего в проводящую систему, такие изменения легко
компенсируются подходящим устройством, таким как переменный резистор 26, одна сторона которого
соединяется с клеммой 27, а другая — с клеммой 28, причем указанные клеммы расположены в
соответствующем отношении к другим клеммам, например, 29, которые соединяются со вторичным выходом
22. Предусмотрены и другие соединения, позволяющие по желанию вводить эффект сопротивления или
другого компенсирующего элемента в нужном месте для противодействия изменениям, вызванным
каким-либо фактором вне индукционной системы.
Теперь, подробно описав и определив природу нашего изобретения № 75.
Что касается вопроса и способа его выполнения, мы заявляем, что то, что мы
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_403410.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=403410&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB403410A
[]
A j a;' Vr
C Li -
ПАТЕНТНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
Дата заключения конвенции (Германия): 17 апреля 1931 года.
403,410 Дата подачи заявки (в Соединенном Королевстве): 1 марта 1932 г. № 8085/32.
Завершено: 18 декабря 1933 г.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствования в области электрических силовых установок судов и связанные с ними вопросы.
Мы, компания AKT Ix NGESELLSCHAFT BROWN, Bov Erni & CIE, Баден, Швейцария, являющаяся
швейцарской компанией, настоящим заявляем о характере данного изобретения и способе его
осуществления, которые будут подробно описаны и установлены в следующем заявлении:
Данное изобретение относится к приводу судна, и в частности к дизель-электрической установке.
В нашей параллельно рассматриваемой технической спецификации №...
398,495 Описан способ управления приводом судна, при котором ряд синхронных генераторов, приводимых в
движение первичными двигателями, работают параллельно для питания гребного двигателя. Когда
необходимо изменить скорость судна путем изменения количества генераторов на шинах, главные токовые
переключатели срабатывают только тогда, когда оба генератора обесточены путем девозбуждения.
Преимущества этого метода обсуждаются в вышеупомянутой спецификации, на которую следует сослаться. В
вводной части спецификации также указано, что для привода гребного винта целесообразно использовать
асинхронный двигатель с вихретоковым ротором или ротором с двойной короткозамкнутой обмоткой,
поскольку они значительно превосходят по надежности работы роторы с контактными кольцами и синхронные
роторы с демпфирующей обмоткой. Однако по сравнению с ротором с контактными кольцами, роторы с
коротким замыканием имеют недостаток в отношении некоторых характеристик при реверсировании судна.
Согласно настоящему изобретению, эти недостатки, которые будут сначала объяснены, могут быть сведены к
приемлемым размерам. Известно, что при реверсировании гребных двигателей двигатели судна сильно
перегружаются. После отключения возбуждения и переключения двух выводов на обмотку статора каждого
двигателя, в течение периода реверсирования необходимо временно значительно увеличить возбуждение
генераторов. Последнее решение основано на том факте, что сопротивление короткого замыкания двигателя
с коротким ротором значительно меньше его рабочего сопротивления. Если, например, требуется
реверсирование при нормальном напряжении для получения очень больших крутящих моментов, то на
генераторах требуется примерно вдвое больший номинальный ток возбуждения, в то время как ток якоря
гребного двигателя и, следовательно, генераторов принимает примерно в четыре раза больше номинального
значения. Автоматическая регулировка правильного возбуждения может быть достигнута, если предусмотрен
быстродействующий регулятор, который регулирует, по меньшей мере, приблизительно до постоянного
соотношения между напряжением и В соответствии с изобретением, электрооборудование может быть
спроектировано без значительного увеличения веса, так что указанная повышенная мощность может быть
получена в течение короткого периода 70 реверсирования. Предел этой выходной мощности следует искать
не в электрической части, а в приводных машинах. Известно, что дизельные двигатели без специальных
приспособлений не могут обеспечить существенно больший 7i, чем их номинальный крутящий момент.
Однако во время реверсирования от дизельных двигателей требуется относительно большая перегрузка, как
будет видно из следующего рассуждения: 8 Если вращающаяся машина должна обеспечивать крутящий
момент M при любой скорости вращения n, необходимо передавать от статора к ротору мощность NL
(выходная мощность в воздушном зазоре), которая может быть рассчитана по формуле: NL = 2 rns M, где ns
— синхронная скорость вращения, соответствующая преобладающей частоте статора.
Из этого следует, что если двигатель пропеллера должен развивать номинальный крутящий момент с
номинальной частотой при любой скорости вращения N во время реверсирования, то на его ротор от статора
должен поступать поток энергии в воздушном зазоре, равный номинальной мощности. Однако все дизельные
двигатели вместе должны, помимо этого потока энергии в воздушном зазоре, покрывать потери в генераторах
и в обмотках статора двигателей пропеллеров. Наиболее серьезными из этих потерь, связанных с большим
током, являются тепловые потери от тока.
Если, например, при номинальной работе суммарное тепло в статоре всех генераторов и в статоре
пропеллерных двигателей составляет 3 % от общей выходной мощности дизельных двигателей, то при
реверсировании, если предположить, что r f I / 7 j I '17,1,'' '''' ' __, '-:,,jL:j 103,410 в четыре раза превышает
номинальный ток, то есть 3 x 16 = 48 % от номинальной выходной мощности дизельных двигателей, то эти
двигатели, если при реверсировании будут работать с постоянной скоростью, должны будут производить в 1
48 раз больший крутящий момент, что в большинстве случаев создаст трудности.
Условия становятся несколько более благоприятными, когда двигатели пропеллеров выполнены с
изменяемым числом полюсов, в этом случае при заданной частоте шины синхронная скорость вращения ns
двигателя пропеллера уменьшается, и, следовательно, согласно приведенной выше формуле, выходная
мощность в воздушном зазоре Nx, связанная с определенным крутящим моментом M, также уменьшается в
той же пропорции.
При использовании судового привода согласно изобретению и описанного способа работы можно избежать
перегрузки дизельных двигателей или установки дизельного двигателя увеличенной мощности до уровня
перегрузки, при условии, что судно имеет несколько валов.
Изобретение представляет собой способ реверсирования судового привода типа, описанного в нашей
спецификации № 348508, который включает в себя реверсирование только части гребных двигателей за раз,
при этом во время такого частичного реверсирования используются оставшиеся гребные двигатели для
отвода энергии от импульса судна, а также применение указанной отводимой энергии для помощи основным
двигателям во время частичного реверсирования, что позволяет избежать перегрузки основных двигателей
или необходимости использования более мощных основных двигателей для компенсации такой перегрузки.
Изобретение дополнительно включает в себя привод судна, состоящий из множества гребных винтов,
асинхронного двигателя переменного тока, механически соединенного с каждым гребным винтом, множества
и такого же количества синхронных генераторов переменного тока для каждого двигателя гребного винта,
первичного двигателя для каждого генератора, средств для подключения и отключения каждого генератора от
шин, связанных с каждым двигателем гребного винта, источника питания для возбуждения обмоток
возбуждения каждого генератора, средств для существенного обесточивания и повторного включения
обмоток возбуждения каждого генератора, реверсивного выключателя для каждого двигателя гребного винта,
средств для соединения и разъединения шин различных двигателей гребных винтов и средств для
увеличения возбуждения генератора выше его номинального значения.
Изобретение основано на своеобразной зависимости скорости вращения от крутящего момента,
создаваемого водой на гребном винте во время движения судна, которая проиллюстрирована на рисунке 2
чертежа, являющегося частью вышеупомянутой спецификации. При реверсировании судна с помощью
указанного выше устройства шины обеих групп генераторов электрически соединены, и, пока генераторы
временно лишены возбуждения, сначала реверсируется только один двигатель, в то время как другой
остается в исходном направлении вращения, и только после того, как реверсированный двигатель
приблизительно достигнет своего рабочего скольжения в новом направлении вращения, реверсируется
следующий двигатель, в то время как генераторы снова временно лишены возбуждения.
На прилагаемом чертеже схематически изображена судовая электростанция Diesel 80, состоящая из двух
полностью симметричных групп Al, A 2, A,, A'4 и B,, B,, B,, B 4 — это две группы дизельных генераторов, S,, S,
S,, 54 и T 1, T,, T, 85 T — соответствующие переключатели генератора, P и Q — двигатели гребных винтов, C
и D — соответствующие переключатели, IU и V — переключатели реверса, а K — соединительный
переключатель, с помощью которого опционально могут быть соединены две шины 90.
Предположим, что судно движется на полной скорости и должно как можно быстрее развернуться. Все
генераторы A и B обеих групп, а также оба гребных двигателя P и Q считаются рабочими и нагруженными
номинальной мощностью. Переключатель связи K может быть подключен или отключен. Сначала две группы
генераторов лишаются возбуждения, после чего переключатель реверса 17 одного из двигателей, например,
левого двигателя P, переключается, в то время как другой гребной двигатель Q временно остается в режиме
Соседние файлы в папке патенты