Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_11874
.pdf
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_401872.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=401872&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB401872A
[]
П А Т Е Н Т СПЕЦИАЛЬНЫЙ КАН
СПЕЦИФИКАЦИЯ ПАТЕНТА 10 к Дата Конвенции (США): 19 октября 1931 г.
4019872 Дата подачи заявки (в Соединенном Королевстве): 14 октября 1932 г. № 28750/32, Заявка принята: 23
ноября 1933 г.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствования в области электродвигателей или связанные с ними.
Мы, компания WARREN TELE Cii RON Com PANY, корпорация, зарегистрированная в соответствии с законами
штата Мэн, Соединенные Штаты Америки, и имеющая свой главный офис в Ашленде, округ Мидлсекс, штат
Массачусетс, Соединенные Штаты Америки, (правопреемники Генри Эллиса Уоррена, гражданина
Соединенных Штатов Америки и инженера-электрика, проживающего по адресу: Честнат-стрит, Ашленд, штат
Массачусетс, Соединенные Штаты Америки), настоящим заявляем о характере данного изобретения и о том,
каким образом оно должно быть осуществлено, что будет подробно описано в пункте 5 и установлено в
следующем заявлении: данное изобретение относится к электродвигателям, и его основная цель — создание
надежного и недорогого двигателя простой, прочной конструкции и малых размеров, специально
предназначенного для привода устройств синхронизации, часов, сигнальных устройств, таймеров и т. д.
Двигатель относится к типу переменного тока, имеет катушку или катушки с отставанием по магнитному
потоку, если он предназначен для самозапуска, и предпочтительно с ротором гистерезисного типа,
предназначенным для самозапуска и синхронной работы, но может быть выполнен без выступающих
полюсов, если синхронная работа не требуется.
В изобретении Каррвингра Ибиса реализован статор очень простой конструкции с относительно небольшим
воздушным зазором, способный создавать концентрированные потоки высокой интенсивности и с
правильным фазовым соотношением по периферии ротора. Статор может иметь форму трехногого
Е-образного сердечника с однофазной катушкой на средней ножке и экранирующей катушкой на одной из
крайних ножек. На одном конце сердечника ножки разделены воздушными зазорами, через которые
создаются противофазные потоки, а ротор расположен таким образом, что его периферия...
Пузыри, расположенные рядом с этими воздушными зазорами, должным образом подвергаться воздействию
потоков для создания крутящего момента.
Особенности изобретения, которые считаются новыми и патентоспособными, будут указаны в прилагаемых к
настоящему документу пунктах формулы изобретения. Для лучшего понимания изобретения в следующем
описании приводятся чертежи, на которых изображены различные виды и модификации изобретения, как
показано ниже: Фиг. 1 иллюстрирует вид с торца предпочтительной формы изобретения. На этом виде обе
внешние ножки статора снабжены экранирующими катушками или вторичными обмотками для изоляции
лопастей -0 15 через них. Любая из этих катушек может быть закорочена для изменения направления
вращения. Фиг. 2 показывает боковой вид того же двигателя, взятый под прямым углом к Фиг. 1; Фиг. 3
представляет собой кривую скорости и крутящего момента, которая будет использована при объяснении
работы двигателя; Фиг. 4 представляет собой модификацию, в которой ротор слегка смещен относительно
центральной оси статора, что обеспечивает несколько иное соотношение потоков в воздушном зазоре
относительно te.
на рис. 5 показано, как количество роторных дисков может бесконечно увеличиваться для повышения
крутящего момента двигателя; на рис. 6 показан двигатель, в котором три отдельных блока статорного поля
расположены таким образом, чтобы работать на общем элементе ротора; на рис. 7 представлена
модификация, в которой вся периферия ротора используется элементом статора, состоящим из множества
элементов поля, имеющих цельную сердечниковую структуру; и на рис. 8 показан двигатель с
экранированными полюсами, имеющий ротор с плоскими дисками без выступающих полюсов.
Обращаясь теперь к рис. 1, на котором представлена упрощенная конструкция нового двигателя,
включающего ротор 10 и статор 1L:
Ротор 10 состоит из одного или более узлов.
Каждое из них представляет собой тонкое дискообразное колесо со спицами 12 и ободом 13. Это колесо?
предпочтительно изготавливается из закаленной стали или стали с постоянными магнитами.
Конструкция поля 11 включает в себя трехногий магнитный сердечник Е-образной формы, предпочтительно
ламинированный. Центральный нож 14 этого сердечника несет однофазную первичную возбуждающую
катушку 17, которая подает возбуждение на катушку и входной сигнал на двигатель. Внешние ножки 15 и 16
имеют экранирующее масло.
или вторичная обмотка на одной или обеих ножках, но при этом обе ножки снабжены такими катушками, и
одновременно будет использоваться только одна катушка. На фиг. 1 вторичные экранирующие катушки 18 и
19 расположены на обеих ножках, а клеммы катушек выведены на:
Трехпозиционный переключатель 20, с помощью которого одна из вторичных катушек может быть замкнута
сама на себя, или в положении L относительно переключателя обе катушки могут быть разомкнуты.
Преимущество такой конструкции будет рассмотрено позже. В настоящее время будет предполагаться, что
вторая катушка или экранирующая катушка 18 замкнута, а 19 разомкнута, так что двигатель будет работать
так, как если бы катушка 19 отсутствовала. Следует отметить, что конструкция ламинированного сердечника
включает в себя двойную магнитную цепь, которая замкнута, за исключением относительно небольших
воздушных зазоров 24 и 25 между ножками на верхних концах, прилегающих к ротору, где три ножки сходятся
в полюсные наконечники 21, 22 и 23. Эти полюса расположены на расстоянии друг от друга по окружности или
касательно вокруг ротора и рядом с ним. Предпочтительно, несколько ламинированных пластин напротив
ротора срезаются, образуя паз или углубление 26, в которое простирается периферия ротора, как показано на
рис. 2, так что обод ротора и Часть спицевого элемента хорошо погружена, а периферия ротора почти
полностью окружена концевыми частями полюсов, что увеличивает площадь прилегающих поверхностей.
Угол между воздушными зазорами 24 и 25 предпочтительно несколько больше радиального угла между двумя
соседними спицами ротора, так что расстояние между концевыми частями полюсов 21, 22 и 23 на их внешних
концах примерно такое же, как и расстояние между спицами ротора в этой точке, и несколько больше на
ободе ротора, в то время как полярная дуга на спицах такая же, как и расстояние между спицами, но полярная
дуга на ободе, измеренная в градусах, немного больше.
Когда обмотка 17 возбуждается переменным током, переменный поток, создаваемый в сердечнике 14,
разделяется и возвращается через две внешние обмотки, создавая полюса противоположной полярности в
точках 22 и 23, а также в точках 22 и 21, так что наконечник полюса 22 в любой момент времени имеет
противоположную полярность относительно наконечников полюсов 21 и 23. Однако из-за наличия
короткозамкнутой вторичной обмотки или экранирующей катушки 18, та часть потока, которая возвращается
через обмотку 5015, будет несколько отставать от той, которая возвращается через обмотку 16.
Следовательно, будет разница фаз потока между наконечниками полюсов 22 и 23 и между наконечниками
полюсов 22 и 21. Не обязательно и нежелательно, чтобы вторичная обмотка имела чрезвычайно низкое
сопротивление, поскольку это привело бы к нежелательному эффекту разделения потоков, и не обязательно,
чтобы Потоки, создаваемые вторичной обмоткой, очень велики. Таким образом, потоки через два воздушных
зазора не сильно разбалансированы, и существует небольшая фазовая разница между максимальными
значениями этих потоков. При этом токе возбуждения наблюдается небольшой рассеянный поток, и
практически весь поток в магнитной цепи доступен для воздействия на постоянный магнитный материал
ротора.
Действие этих потоков на ротор 70 при запуске, как теперь понятно, происходит следующим образом:
действие полюсов с противоположной полярностью на 2 и 2,3 приводит к тому, что в один момент времени в
ободе ротора или невыступающей части ротора 75 возникают очень сильные полюса; Эти полюса становятся
неподвижными в точках, расположенных несколько дальше друг от друга, чем угловое расстояние между
спицами, из-за большей полярности на краю. Мгновение спустя сила полюсов 22 и 23 уменьшается, но сила
полюсов 22 и 21 увеличивается, причем последний имеет ту же полярность, что и 23 непосредственно перед
этим. Следовательно, полюс, установленный в 21, будет стремиться отталкивать остаточный полюс 85 обода
ротора, установленный непосредственно перед этим наконечником полюса 22, и таким образом вращать
ротор в направлении незатененного полюса 23, поток которого теперь уменьшился. После того, как поток
перед 22 и 21 достигнет своего максимального значения 90, остаточные полюса будут установлены в ободе
ротора в других местах, чем те, которые были установлены ранее. Следующий пик потока будет достигнут,
когда полюса 22 и 23 имеют обратную полярность, и теперь полюс 23 будет притягивать остаточный полюс
обода ротора, который был ранее установлен под 22. Таким образом, к ободу ротора будет приложен сильный
крутящий момент, 100 всегда в направлении от воздушного зазора затененного полюса к воздушному зазору
незатененного полюса. Следует отметить, что это противоположное направление вращения по сравнению с
обычным двигателем с затененным полюсом. Обнаружено, что 105 этот пусковой момент велик и равномерен
по сравнению с другими формами синхронных двигателей гистерезисного типа, которые используют
остаточный магнетизм в роторе, так что любой сравнительно сильный реактивный момент 11 O, стремящийся
заблокировать двигатель в состоянии покоя из-за спиц или выступающих полюсов, может быть преодолен, и
двигатель обладает превосходными пусковыми характеристиками. Приведенное выше описание работы
относится к 115 запуску, и следует отметить, что пусковой элемент ротора включает в себя секцию обода.
Максимальная скорость вращения обода, с которой будет вращаться ротор этого типа, будет зависеть от угла
ротора, закрепленного на ободе полюсами 21, 22 и 23 или воздушными пластинами 24 и 25, поскольку, как
только остаточные полюса обода пройдут через каждый угол со скоростью, превышающей скорость,
соответствующую изменению направления магнитного потока, двигатель будет стремиться работать как
генератор.
Выбранные соотношения воздушного зазора позволяют вращать роторный обод со скоростью, несколько
превышающей синхронную скорость, соответствующую числу спиц или выступающих полюсов ротора (при
условии отсутствия последних). В этом случае мы будем полагаться на спицы или выступающие полюса
ротора, чтобы поддерживать эту скорость на уровне истинного синхронного значения. Таким образом, когда
двигатель не нагружен, спицы ротора можно рассматривать как выступающие полюса, взаимодействующие с
пульсациями магнитного потока, чтобы противодействовать крутящему моменту обода и удерживать
двигатель на синхронной скорости. Если двигатель нагружен до такой степени, что крутящий момент обода
превышается нагрузкой, выступающие полюса будут добавлять синхронный крутящий момент и
сопротивляться вращению ниже синхронной скорости. Крутящий момент обода, конечно, меньше на
синхронной скорости, чем при запуске, но он достаточен для того, чтобы довести нагрузку, для которой
предназначен двигатель, до синхронной скорости. Синхронный крутящий момент преобладает и определяет
рабочую скорость ротора. Двигатель, изображенный на рис. 1, рассчитан на 400 об/мин при 60 циклах и имеет
18 спиц или полюсов. Синхронное действие таково, что спица проходит от кончика полюса 21 к кончику
полюса 22 за полцикла, а от кончика полюса 22 к кончику полюса 23 за следующий полцикл. Спицы постоянно
соединены чередующимися северным и южным полюсами. Малый фазовый угол между потоками между 21 и
22 и между 22 и 23 недостаточен для того, чтобы препятствовать истинно синхронной работе, поскольку
кончики полюсов достаточно широки, чтобы иметь некоторую часть, противоположную соседним спицам, во
время максимальной части пульсаций потока, даже если эти максимальные части не возникают
одновременно под кончиками полюсов 21 и 23.
Для лучшего понимания работы двигателя полезно рассмотреть его на данный момент как два отдельных
двигателя: один двигатель, состоящий из обода ротора вместе с той частью полюсов статора, которая
противоположна ободу, и второй двигатель, состоящий из спиц ротора и той части полюсов статора, которая
противоположна ему; оба двигателя питаются от одного и того же поля.
Первый двигатель можно рассматривать как гистерезисный двигатель с затененными полюсами, без
выступающих полюсов ротора, рассчитанный на максимальную скорость S, определяемую полярной дугой
между секциями полюсов, работающими на ободе, величиной магнитного запаздывания и частотой.
Благодаря отсутствию выступающих полюсов ротора этот двигатель обладает превосходным пусковым
моментом. В течение периода запуска остаточные полюса, образованные незатененными пульсациями
магнитного потока, находятся в разных положениях в роторе по сравнению с полюсами, образованными
затененными пульсациями магнитного потока, так что происходит смещение остаточных полюсов, создающее
крутящий момент, до достижения максимальной скорости S, после чего смещение прекращается.
Если это будет сделано, слабая синхронная скорость будет развиваться, если остаточные полюса будут
расположены на достаточном расстоянии друг от друга, образуя четное число равномерно распределенных
по периферии ротора. Другой двигатель можно рассматривать как синхронный гистерезисный двигатель с
выступающими полюсами ротора, не обладающий полезным крутящим моментом, за исключением случаев,
когда он находится на синхронной скорости S' и близок к ней. Эта скорость S' немного меньше максимальной
скорости S' другого двигателя и определяется несколько меньшей полярной дугой между секциями полюсов
статора, соответствующим расстоянием между выступающими полюсами ротора и частотой S'. Эта
синхронная скорость S' является сильной и определенной благодаря выступающим полюсам ротора и не
зависит от магнитного запаздывания, создаваемого экранирующей катушкой.
Разница в скоростях S и 51 двух двигателей, следовательно, в значительной степени определяется разницей
в полярной дуге эффективных полюсных элементов синхронного двигателя, причем полярная дуга
синхронного двигателя несколько меньше, чем у другого двигателя, так что при объединении двух двигателей
момент синхронного двигателя вступает в действие и преобладает на скорости, достаточно меньшей, чем
скорость, при которой пусковой момент становится равным нулю, так что мы можем быть уверены в том, что
двигатель разгонится до синхронной скорости. Соотношение между этими моментами на синхронной скорости
может быть изменено путем изменения соотношения полярной дуги напротив спиц и обода (см. рис. 100).
Таким образом, объясняется причина предпочтительного углового соотношения концов полюсов, как показано
на рисунке.
Таким образом, крутящий момент двигателя состоит из двух составляющих: одна обусловлена секцией обода
105, а другая — секцией спиц. Мы можем проиллюстрировать зависимость скорости от крутящего момента,
как показано на рис. 3, где участок A кривой представляет собой полезный крутящий момент обода (см. рис.
105), B представляет собой крутящий момент притяжения и синхронный крутящий момент секции
выступающего полюса, а C представляет собой характер крутящего момента секции обода, который
присутствовал бы, если бы ротору было разрешено разгоняться со скоростью, превышающей синхронную
скорость, противоположную точке B. Крутящий момент обода на участке B и за его пределами обозначен
пунктирной линией. Напротив точки B крутящие моменты обода и спиц суммируются, если нагрузка такова,
что 120 стремится снизить скорость ниже этой точки, но двигатель не может разгоняться выше синхронной
скорости, потому что отрицательный синхронный крутящий момент превышает положительный крутящий
момент обода. Волна в ободе 125.
Крутящий момент O Dp Osite C обусловлен тенденцией к синхронизации на скорости, при которой остаточные
полюса перестают смещаться.
Еще одна особенность этого двигателя, на которую следует обратить внимание, заключается в том, что, как
полагают, существует избирательное распределение магнитного потока на двух частях ротора между
режимами запуска и работы, что улучшает оба режима. На синхронной скорости спицы ротора синхронно с
пульсациями магнитного потока занимают положения с низким магнитным сопротивлением, чего не
происходит ниже синхронной скорости. Более того, при установлении синхронизма спицы в определенной
степени поляризуются, что еще больше снижает эффективное магнитное сопротивление потокам между ними
и соседним полюсом статора. Из-за этого считается, что на синхронной скорости большая часть магнитного
потока статора будет проходить в спицевую часть ротора, чем на более низких скоростях, чтобы получить
желаемое избирательное распределение магнитного потока между режимами запуска и синхронизации, что
полезно как для запуска, так и для синхронной работы. Таким образом, при установлении синхронной
скорости часть магнитного потока, которая во время запуска действовала на обод, смещается и теперь
действует на спицевую часть, при этом магнитный материал ротора и статора расположен относительно друг
друга таким образом, чтобы Допускается проявление этой избирательности, поскольку эффективное
соотношение магнитного сопротивления различных участков изменяется в условиях запуска и работы
двигателя.
Очевидно, что, перевернув переключатель 20 таким образом, чтобы разомкнуть вторичную катушку
запаздывания 18 и замкнуть вторичную катушку запаздывания 19, можно изменить направление вращения
двигателя. Если активная вторичная катушка запаздывания или экранирующая катушка разомкнута при
подаче напряжения на катушку возбуждения 17, двигатель останавливается практически мгновенно,
поскольку крутящий момент обода прекращается и заменяется эффективным демпфирующим моментом.
Двигатель чрезвычайно быстро запускается и останавливается, а также отличается точностью в движении и
может использоваться в качестве устройства позиционной сигнализации, управляемого переключателем 20
при постоянно включенном первичном поле.
Подшипник двигателя, показанный на фиг. 2, включает в себя неподвижный штифт 27, поддерживаемый
элементом 28 конструкции обмотки возбуждения двигателя и входящий в утопленный ступичный элемент 29,
который поддерживает ротор 10 и встроенную шестерню 30. Штифт 27 имеет полую и уменьшенную концевую
часть, которая опирается на стальной шарик 31. Круглая подшипниковая поверхность на цилиндрическом
конце штифта 27 имеет наружный диаметр меньше диаметра шарика 31. Полая часть также служит камерой
для смазки. Ступица включает в себя контейнер.
который заполнен смазочным материалом и может быть изготовлен из прозрачного материала, такого как
целлулоид, для облегчения заполнения и осмотра. Полая втулка или пробка 32, через которую проходит
штифт 27, закрывает конец контейнера со смазкой и образует направляющую опору для штифта на его
внутреннем конце. Наружный конец втулки имеет расширенное отверстие, образующее камеру перелива для
смазки, в которой смазка удерживается за счет капиллярного действия.
Таким образом, расширение и сжатие смазки 70 из-за изменений температуры лишь изменяют количество
смазки в переливной камере, которая не теряется, и воздух не может заменить смазку в основном контейнере.
При необходимости можно использовать упор 33, чтобы предотвратить смещение подшипника в торце
относительно штифта 27.
На фиг. 4 показан двигатель согласно изобретению с несколько иным соотношением воздушного зазора.
Здесь ось ротора 80 слегка смещена относительно центральной линии статора таким образом, что спицы
ротора пересекают воздушный зазор между элементами статора примерно по диагонали. При такой
конфигурации синхронная работа 85, по-видимому, затрагивает только отдельные участки спиц, а не все
спицы целиком, как на фиг.
1
Секции полюсных наконечников имеют такую форму, что зазоры между ними практически параллельны для
достижения наилучших результатов. В противном случае двигатель работает, как показано на рис. 1. Если
реверсивное вращение не требуется, вторичная или экранирующая катушка может быть замкнутым
проводником, как показано на 34. В случае, если двигатель снабжен постоянно закороченной вторичной или
экранирующей катушкой 34, расстояние между воздушными зазорами на верхнем конце экранированной
ножки может быть сделано немного меньше, чем на верхнем конце другой внешней ножки, и таким образом
компенсировать небольшой дисбаланс магнитных потоков через две внешние ножки, обусловленный
дополнительным сопротивлением экранированной ножки из-за экранирующей катушки 34. Таким образом,
магнитные потоки через две ножки могут быть точно сбалансированы, хотя будет присутствовать разность
фаз. Не было выявлено необходимости прибегать к этому способу, но могут быть случаи, когда такая
компенсация будет желательна. Первичная катушка может быть разделена на две части, установленные на
внешних ножках, причем эти части пропорциональны для получения равных потоки в таких ногах.
На фиг. 5 представлен боковой вид двигателя согласно изобретению 115, где множество роторных элементов
10 используются в чередующемся расположении со статорными пластинами. Очевидно, что таким образом
может быть использовано любое количество роторных элементов, что соответственно увеличивает крутящий
момент двигателя. Необязательно, чтобы все роторные элементы были одинаковыми. Например, глубина
секций обода может варьироваться, или для некоторых секций могут использоваться гладкие диски, а для
других секций — элементы с выступающими полюсами, а затем пропорциональные характеристики запуска и
синхронизации могут быть заданы по желанию. Очевидно, что множество роторных элементов может
использоваться с любым из источников напряжения, напряжение составляет около 1 миллимейергранта при
400 об/мин, чего более чем достаточно для всех обычных часовых механизмов. Двигатель практически
бесшумен в работе; отсутствует мешающий внешний магнитный поток от обмотки возбуждения; конструкция
чрезвычайно дешева; Электрическая энергия Yf, необходимая для работы, примерно такая же, как и для
лучших современных синхронных часовых двигателей. Двигатель 75 запускается из состояния покоя и
достигает синхронной скорости практически мгновенно, и при наличии экранирующей катушки, управляемой,
как показано на рис. 1, двигатель может использоваться в качестве точного устройства синхронизации для
гонок и т. д., поскольку его также можно остановить практически мгновенно, разомкнув цепь экранирующей
катушки. Двигатель дешевле и меньше, чем существующие двигатели, способные обеспечить ту же
производительность. Различные модификации двигателя станут очевидны специалистам в данной области
после ознакомления с настоящим описанием. Например, если мы исключим выступающую полюсную или
спицевую часть ротора, 90, например, используя простой стальной диск, как показано на рис. 8, мы получим
хороший двигатель для определенных целей, где строго синхронная работа не является необходимой,
имеющий особенность вращения 95 в направлении, противоположном тому, которое обычно используется в
двигателях с экранирующими полюсами. Если мы исключим ободок ротора, мы можем Получить
несамозапускающийся синхронный двигатель, который будет работать, если его разогнать до синхронной
скорости с помощью внешнего источника. Мы не хотим ограничивать изобретение каким-либо конкретным
способом получения противофазных потоков статора. Изображенная и описанная одиночная первичная
обмотка и короткозамкнутая вторичная обмотка предпочтительнее многофазных обмоток в различных
маломощных двигателях, к которым изобретение особенно применимо, поскольку они проще, дешевле и
могут использоваться, когда доступен только однофазный источник питания.
Подробно описав и определив природу нашего изобретения и способ его осуществления, мы заявляем, что
то, что мы
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_401873.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=401873&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB401873A
[]
р
: X' -
ПАТЕНТНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
Дата подачи заявки: 15 октября 1932 г. № 28798/32.
Фотография слева: 18 июля 1933 года.
Завершено: 23 ноября 1933 г.
ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствования электромагнитных реле или относящиеся к ним.
Мы, компания GENERAL ELECTRIC COMPANY LIMITED, британская компания, расположенная по адресу:
Magnet House, Kingsway, London, WC 2, и Йенс Эриксен, гражданин Дании, проживающий на территории
телефонного завода General Electric Company Limited, Stoke, Coventry, настоящим заявляем, что данное
изобретение имеет следующий характер: наше изобретение относится к электромагнитным реле
поляризованного типа и, в частности, к тем, которые приспособлены для удержания своих якорей с помощью
поляризующего поля в одном из двух положений, и имеет своей целью создание реле, способного к широкой
регулировке чувствительности и высокой скорости срабатывания.
Согласно нашему изобретению, поляризованное реле имеет магнитную цепь, разделенную по части своей
длины на две ветви, при этом якорь реле вставлен в точку разделения, и характеризуется тем, что
чувствительность реле регулируется с помощью элемента из магнитного материала, расположенного между
центром якоря и отдельной частью магнитной цепи, причем этот элемент регулируется относительно как
якоря, так и отдельной части.
Согласно одному из особенностей нашего изобретения, постоянный магнит включен в отдельный участок пути
магнитного потока, а оставшаяся часть этого участка включает в себя основание из магнитного материала и
регулируемый элемент, причем указанное основание является другой точкой разделения магнитной цепи.
Согласно еще одной особенности нашего изобретения, каждая из двух разделенных секций пути магнитного
потока включает катушку, намотанную на сердечник из магнитного материала, причем оси этих сердечников
практически параллельны друг другу и оси постоянного магнита.
Согласно еще одной особенности нашего изобретения, сердечники катушек или элементы, прикрепленные к
концам указанных сердечников, регулируются относительно якоря.
Согласно еще одной особенности нашего изобретения, якорь включает в себя плоский кусок магнитного
материала, вращающийся вокруг оси, расположенной посередине между сердечниками и практически
перпендикулярно их осям, причем указанный якорь имеет удлинитель с контактами, которые
взаимодействуют с регулируемыми контактами, прикрепленными к корпусу реле. Указанный удлинитель
может представлять собой сплошной стержень с контактами на конце, удаленном от якоря, или, в качестве
альтернативы, он может быть составлен из одного или нескольких кусков упругого материала, такого как
полоска фосфорной бронзы, с целью предотвращения дребезга контактов при высоких скоростях вращения.
Согласно еще одной особенности нашего изобретения № 65, катушки и их сердечники прикреплены к
магнитному основанию таким образом, что путем снятия или ослабления одного крепежного элемента
катушку и ее сердечник можно извлечь из реле без изменения каких-либо регулировок.
В предпочтительном варианте нашего изобретения две катушки, длина которых превышает их диаметр,
установлены на сердечниках, оба конца которых имеют резьбу, при этом один конец каждого сердечника
вставлен и закреплен на магнитном основании перпендикулярно сердечникам с помощью гаек. На других
концах сердечников установлены по две гайки из магнитного материала, которые могут быть зафиксированы
вместе в любом положении на концах сердечников, образуя таким образом регулируемые выступы, которые
могут быть отрегулированы в сторону якоря или от него.
Практически прямой стержневой магнит 85 установлен ниже и параллельно двум катушкам, один конец
которого контактирует с магнитным основанием. Элемент, изготовленный преимущественно из магнитного
материала, расположен таким образом, чтобы взаимодействовать одним концом с 90 концом магнита,
удаленным от основания. Этот элемент шарнирно закреплен на немагнитной части рамы над якорем, при
этом зазоры между концом элемента и магнитом, а также между 95 частью элемента и центральной частью
якоря регулируются с помощью винтов, которые также используются для фиксации элемента в положении
после регулировки L 010. Якорь состоит из плоского куска магнитного материала, простирающегося между
концами сердечников и шарнирно закрепленного на оси, расположенной посередине между концами
сердечников и перпендикулярно их осям J 05. Якорь имеет удлинитель, который Z 5 I 401,873 om 401,873 в
предпочтительной форме, предназначенной для использования на высоких рабочих скоростях, состоит из
двух коротких полос из упругого материала, такого как фосфористая бронза, расположенных Эти винты
расположены параллельно и имеют контакты на своих концах, удаленных от якоря, которые взаимодействуют
с другими контактами, установленными на концах регулировочных винтов. Оси этих винтов расположены под
прямым углом к сердечникам и установлены на проводящих элементах, изолированных от рамы реле, на
которых расположены соединительные клеммы.
Регулировка реле, которая может осуществляться с одного его конца, позволяет зафиксировать якорь в
одном из двух рабочих положений за счет изменения магнитного потока вокруг магнитной цепи, или же
вернуть его в одно из двух положений после переключения в другое положение также за счет указанного
магнитного потока.
Отверстия в раме и магнитном основании, в которые вставляются сердечники катушек, имеют такую форму,
что, сняв крепежную гайку с конца сердечника, катушку можно сдвинуть или наклонить вбок, тем самым
извлекая ее без изменения каких-либо других элементов реле.
Датировано 8 октября 1932 года.
Джон Э. Коллиер, представитель заявителей.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствования электромагнитных реле или относящиеся к ним.
Мы, компания GENERAL ELECTRIC COMPANY L Imi TED, британская компания, расположенная по адресу
Magnet House, Kingsway, London, WC 2, и J Exs ERIKSEN, гражданин Дании, проживающий на территории
телефонного завода General Electric Company Limited, Stoke, Coventry, настоящим заявляем о характере
данного изобретения и о способе его осуществления, которые будут подробно описаны и установлены в
следующем заявлении:
Наше изобретение относится к электромагнитным реле поляризованного типа, и особенно к тем, которые
приспособлены для удержания своих якорей с помощью поляризующего поля в одном из двух положений, и
имеет своей целью создание реле, способного к широкой регулировке чувствительности и высокой скорости
срабатывания.
Согласно нашему изобретению, поляризованное реле имеет магнитную цепь, разделенную по части его
длины на две ветви, при этом якорь реле вставлен в точку разделения, и характеризуется тем, что
чувствительность реле регулируется с помощью элемента из магнитного материала, расположенного между
центром якоря и отдельной частью магнитной цепи, причем этот элемент регулируется относительно как
якоря, так и отдельной части.
Согласно одному из особенностей нашего изобретения, постоянный магнит включен в отдельный участок пути
магнитного потока, а оставшаяся часть этого участка включает в себя основание из магнитного материала и
регулируемый элемент, причем указанное основание является другой точкой разделения магнитной цепи.
Согласно еще одной особенности нашего изобретения, каждая из двух разделенных секций пути магнитного
потока включает катушку, намотанную на сердечник из магнитного материала, причем оси указанных
сердечников практически параллельны друг другу и оси постоянного магнита 75. Согласно другой
особенности нашего изобретения, сердечники катушек или элементы, прикрепленные к концам указанных
сердечников, регулируются относительно якоря.
Согласно еще одной особенности нашего изобретения, якорь представляет собой плоский кусок магнитного
материала, вращающийся вокруг оси, расположенной посередине между сердечниками и практически
перпендикулярно их осям, причем указанный якорь несет удлинитель с контактами, которые взаимодействуют
с регулируемыми контактами, прикрепленными к корпусу реле. Указанный удлинитель может представлять
собой сплошной стержневой контакт на конце, удаленном от якоря, или, в качестве альтернативы, он может
состоять из одного или нескольких кусков упругого материала, такого как полоска фосфорной бронзы, с целью
предотвращения дребезга контактов при высоких скоростях вращения. Согласно еще одной особенности
нашего изобретения, катушки и их сердечники прикреплены к магнитному основанию таким образом, что
путем удаления или ослабления одного крепежного элемента катушку и ее сердечник можно полностью снять
с реле без изменения каких-либо регулировок.
Для более подробного описания сути нашего изобретения следует обратиться к прилагаемым чертежам, на
которых рисунок 1 представляет собой вид сверху реле, а рисунок 2 — его частичный разрез по линии А-А.
Обращаясь к рисунку 2, видно, что магнитная цепь реле 11o включает в себя ряд частей, расположенных в
несколько кольцеобразной форме, за исключением того, что часть кольца раздвоена. Эта магнитная цепь
состоит из постоянного магнита 1, прикрепленного к элементу 2 из немагнитного материала, на котором
расположен регулировочный винт 5. Магнитный поток от магнита проходит через регулируемый магнитный
элемент 4, один конец которого удерживается на требуемом расстоянии от конца магнита с помощью
регулировочного винта 6. Этот элемент 4 шарнирно соединен в точке 24 с другим немагнитным элементом 7,
плоскость которого параллельна осям рабочих катушек, одна из которых показана в точке 8, причем
указанный элемент проходит вертикально между указанными катушками.
j 15 Выступ 9 регулируемого магнитного элемента 4 служит для проведения магнитного потока от магнита к
якорю 10, который изготовлен из магнитного материала и вращается вокруг шпинделя 11, вставленного в
каркасный элемент 7 и закрепленного на нем. Якорь имеет контактный выступ 12, который в крайних
положениях якоря упирается в один из контактных винтов 13, 20.
Якорь вращается вокруг оси 11 посредством втулки 27, которая крепится к якорю с помощью зажимного
элемента 28. На практике этот способ соединения якоря с осью оказался необходимым, поскольку, если ось
просто проходила через отверстия в якоре, возникал чрезмерный износ, когда реле работало на
максимальной или близкой к ней скорости в течение значительного времени.
Возвращаясь теперь к магнитной цепи, каждая рабочая катушка включает в себя сердечник из магнитного
материала 14, на конце которого расположены две гайки 15, также из магнитного материала, которые могут
быть зафиксированы в любом положении относительно якоря.
Магнитная цепь замыкается путем вставки другого конца сердечника 14 в магнитное основание 16, к которому
примыкает один из концов магнита 1.
Благодаря такой конструкции можно регулировать общий магнитный поток по всей цепи, а также величину
потока в каждой рабочей катушке. Эти регулировки выполняются с помощью винтов 5 и 6 и гаек 15. Когда
требуется высокая чувствительность реле, общий постоянный магнитный поток должен быть сравнительно
малым, и для достижения этого винт 5 ослабляется, а винт 6 продвигается вперед, чтобы отвести элемент 4
от конца магнита. Воздушные зазоры между магнитом и элементом 4, а также между этим элементом 6,
магнитом и якорем увеличивают магнитное сопротивление всей магнитной цепи и, следовательно,
уменьшают общий магнитный поток. Отрегулированный элемент 4 можно зафиксировать в любом положении,
затянув оба винта 5 и 6.
Если реле должно оставаться в одном из двух своих рабочих положений, то магнитный поток через каждую
катушку должен быть практически равен потоку через другую, когда якорь находится в среднем положении.
Для достижения этого условия 70 гайки 15 на каждом сердечнике регулируются относительно якоря, или же
винты контактов поворачиваются до тех пор, пока якорь не останется в одном из положений в таком
положении. Более точная регулировка 75 может быть достигнута путем измерения силы, которую необходимо
приложить к каждой стороне якоря, чтобы переместить его из положения покоя. Реле также может
использоваться с магнитным смещением, 80 увеличив зазор между якорем и одним концом катушки по
сравнению с другим, в этом случае якорь самостоятельно возвращается в одно положение после
переключения в другое. 85 Обращаясь к рисунку 1, видно, что якорь 10 имеет выступ 12, представляющий
собой легкую балочную конструкцию, состоящую из двух U-образных половин, соединенных на концах,
наиболее удаленных от якоря, и несущих контакты на Контакты 17 и 18, которые электрически соединены с
рамой 7 пружиной 30, могут касаться аналогичных контактов на регулировочных винтах 13, 20, оба из которых
95 установлены в фиксирующих опорах 21, 22. Эти опоры изолированы от центральной рамы с помощью
изоляторов 19, 23 и имеют очень прочную конструкцию, чтобы предотвратить перемещение регулировочных
винтов во время работы реле.
Еще раз обратимся к язычку якоря 12. Видно, что его конструкция особенно легкая и 105 слегка гибкая. На
практике установлено, что такая форма язычка подходит в тех случаях, когда якорь должен точно реагировать
на очень быстрые изменения тока без существенного 110 дребезга контактов. Было установлено, что реле,
изготовленное в соответствии с нашим изобретением, имеющее общую длину, включая соединительные
контакты, 5 дюймов, а остальные размеры соответствуют пропорциям, указанным на чертежах, 115 точно
реагирует на:
К обеим последовательно соединенным рабочим катушкам подается переменный ток частотой 250 циклов в
секунду, потенциал на концах катушек составляет всего несколько вольт, а статическое сопротивление реле
— 2000 Ом. Разумеется, реле будет точно реагировать на токи, изменяющиеся с более низкой частотой, в
этом случае могут быть допущены несколько большие контактные зазоры для достижения максимально
возможного контактного давления.
В качестве альтернативного варианта язычок якоря выполнен в виде сплошного стержня с внешними
размерами, несколько похожими на показанные на рисунке 130 401 873. При такой конструкции язычка
наблюдается значительный дребезг контактов, но это может быть преимуществом, например, если реле
заряжает или разряжает конденсатор при подаче переменного тока любой частоты на его клеммы, поскольку
таким образом достигается повышенная реакция в виде увеличения зарядного тока в конденсаторе. Еще одно
применение сплошного язычка заключается в том, что два регулируемых контакта реле соединены вместе, и
вся контактная группа обычно действует как короткое замыкание на другое реле, когда двухпозиционное реле
не получает тока. Если это двухпозиционное реле теперь отрегулировано таким образом, чтобы иметь
относительно большой ход, то при подаче переменного тока, скажем, 10-50 Гц на катушки контактный
стержень перемещается из стороны в сторону, при этом короткое замыкание снимается во время такого
перемещения. Поскольку в указанных условиях возникает очень значительный дребезг контактов, контакты на
Соседние файлы в папке патенты