Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_11962
.pdf
металла.
На шпинделе переключателя в пространстве между торцевыми пластинами закреплена 100-секторная
пластина, имеющая дугообразную форму или два расположенных на расстоянии друг от друга радиальных
рычага.
Шпиндель переключателя проходит через прилегающую торцевую пластину, и на его внешней стороне (105)
установлен вращающийся или колебательный приводной элемент (400,293), который представляет собой
диск, снабженный приводным штифтом, входящим в паз или между рычагами (400,293) секции B на шпинделе
переключателя.
Исполнительный элемент, выполненный в виде диска, свободно установлен на выступающем конце
шпинделя переключателя, но на него воздействует пара компрессионных пружин, которые работают между
парой шарнирно установленных штифтов в соседней торцевой пластине и выступающими штифтами на
указанном исполнительном диске. Конструкция может быть такой, что диск снабжен парой внутренне
выступающих штифтов в соответствующих положениях, и на этих штифтах могут быть шарнирно
установленные стержни, которые проходят через отверстия в этих шарнирно установленных штифтах в
торцевой пластине, при этом компрессионные пружины расположены на вершине этих стержней, и
конструкция такова, что пружины проходят через мертвое положение каждый раз, когда исполнительный
элемент приводится в действие для перемещения переключателя из одного положения клеммы в другое.
Переключатель может быть переключающим, то есть может иметь две пары неподвижных контактов, при этом
подвижный контакт в одном положении соединяет одну пару неподвижных контактов, а в другом положении —
другую пару неподвижных контактов.
Рабочий шпиндель Ibe, проходящий через торцевые пластины параллельно шпинделю переключателя и
расположенный ниже шпинделя переключателя. Этот рабочий шпиндель может проходить через корпус
индикатора на передней панели платы переключателя 4O и может быть снабжен рычагом или маховиком для
управления.
Рабочий шпиндель проходит через обе торцевые пластины переключателя, и на шпинделе с внешней
стороны внутренней торцевой пластины закреплена кулачковая муфта. На шпинделе рядом с этой кулачковой
муфтой свободно установлен взаимодействующий элемент кулачковой муфты, который закреплен на диске
или выполнен с ним как единое целое. 50 Зубья двух элементов кулачковой муфты имеют такие пропорции,
которые позволяют компенсировать необходимый люфт между рабочим шпинделем и приводным
механизмом переключателя. 55 Диск, связанный с одним из элементов кулачковой муфты, расположен в той
же плоскости, что и диск вращающегося приводного элемента на шпинделе переключателя, и эти два диска
соединены между собой парой 60 соединительных стержней, которые предпочтительно установлены под
углом приблизительно 90° или под каким-либо другим углом, отличным от 189°, так что таким образом может
передаваться большой угол θf,nm-ygent от одного диска к другому. 65 Эти стержни могут соприкасаться друг с
другом или со штифтами, на которых они установлены, образуя упоры в двух концевых положениях.
При вращении маховика или рычага 70 рабочий шпиндель поворачивается, и движение передается на
кулачковую муфту, так что диск, связанный с одним из ее элементов, поворачивается, и это движение
передается через соединительные тяги 75 к приводному элементу переключателя.
Этот вращающийся приводной элемент, в свою очередь, перемещает сектор на шпинделе переключателя.
Наличие пружин обеспечивает быстрое срабатывание и отключение. 80 При необходимости на изолирующей
втулке рабочего шпинделя между торцевыми пластинами могут быть установлены один или несколько
дополнительных подвижных контактов, которые могут взаимодействовать с 85 дополнительными
неподвижными контактами, установленными на изолирующих элементах, расположенных между торцевыми
пластинами.
Дата издания: 14 апреля 1932 года.
FORRESTER, KETLEY & Co., дипломированные патентные поверенные, Central House, 75, New Street,
Бирмингем, и Jessel Chambers, 88010. Чансери-лейн, Лондон, W.C. 2. ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствования в электрических выключателях с быстрым замыканием и размыканием.
Я, Альберт Браун Муди, подданный короля Великобритании, проживающий по адресу: Филлесли Лейн, Музли,
Бирмингем, графство Уорик, настоящим заявляю, что характер и порядок исполнения данного дара должны
быть подробно описаны и установлены в следующем заявлении:
Данное изобретение относится к электрическим выключателям с быстрым замыканием и размыканием и
имеет целью обеспечить в целом улучшенную конструкцию. 100 Согласно настоящему изобретению, я
предлагаю рабочий шпиндель и шпиндель переключателя, расположенные параллельно, но с небольшим
зазором, причем один или несколько подвижных контактов установлены на указанном шпинделе
переключателя для взаимодействия со стационарными контактами 400,293 переключателя, рабочий элемент
на указанном рабочем шпинделе, соединительное звено между указанными двумя шпинделями (указанное
соединительное звено включает пару звеньев, соединенных с каждым шпинделем в угловых точках), одну или
несколько пружин, предназначенных для прохождения через положение мертвого центра при повороте
приводного элемента из одного конечного положения в другое и воздействующих на шпиндель
переключателя через соединение с люфтом, чтобы обеспечить быстрое перемещение указанного шпинделя
переключателя при прохождении положения мертвого центра.
В качестве альтернативы изобретение может предусматривать рабочий шпиндель и шпиндель
переключателя, расположенные параллельно, но на некотором расстоянии друг от друга, один или несколько
подвижных контактов, установленных на указанном шпинделе переключателя для взаимодействия со
стационарными контактами переключателя, рабочий элемент на указанном рабочем шпинделе и
соединительное соединение между указанными двумя шпинделями, причем указанное соединительное
соединение включает пару звеньев, имеющих радиальное угловое расстояние приблизительно 90° в точках
соединения с каждым шпинделем.
Переключатель может быть собран из пары пластин, соединенных между собой на некотором расстоянии, но
параллельно друг другу, при этом шпиндель переключателя и рабочий шпиндель могут располагаться между
ними и поддерживаться ими, а неподвижные контакты могут быть установлены на стержнях или элементах,
которые проходят между пластинами с одной или обеих сторон шпинделя переключателя.
Некоторые компоненты переключателя можно использовать без изменений для создания переключателей с
большим или меньшим количеством контактов. Это может быть достигнуто за счет использования тех же
пластин, но с применением более длинных элементов для их соединения, что позволит обеспечить
множество подвижных и неподвижных контактов, при этом механизм управления переключателем может
оставаться неизменным.
Однако в электрических выключателях было предложено установить рабочий рычаг и шпиндель с контактами
для колебательного движения вокруг общей оси, а также обеспечить быстрое замыкание и размыкание путем
установки пружины мгновенного действия и введения холостого хода между рычагом и шпинделем, причем
пружина проходит через мертвое положение при перемещении рабочего рычага из одного положения клеммы
в другое.
Также было предложено использовать в быстродействующем замыкающем/размыкающем выключателе
параллельное соединение контактов и рабочих шпинделей, расположенных на некотором расстоянии друг от
друга, причем такие шпиндели соединены соединительным звеном.
Для того чтобы мое изобретение было понятным и его было легче внедрить на практике, я прилагаю здесь
следующее.
на двух листах чертежей, иллюстрирующих это, в которых:
На рисунке 1 представлен вид сверху одного из вариантов переключателя, изготовленного в соответствии с
данным изобретением.
Рисунок 2 представляет собой фрагмент по линии 0 2 70 рисунка 1.
Рисунок 3 представляет собой отрезок по линии 3-3 рисунка 1.
Рисунок 4 представляет собой фрагмент, расположенный на линии 4-4 рисунка 3. 75, В конструкции,
изображенной на прилагаемых чертежах, изобретение применяется к переключателю для силовых цепей и
включает в себя пару расположенных на некотором расстоянии, но параллельных пластин 5 и 6, соединенных
между собой на некотором расстоянии друг от друга с помощью болтов 7, на которых расположены
дистанционные трубки 8 из изоляционного материала.
Шпиндель переключателя -9 установлен для вращения или колебания в пластинах 5 и 6 85 и также снабжен
втулкой 10 из изоляционного материала, при этом шпиндель выступает вперед через выступ 11 в пластине 6 и
входит в полый корпус 12, закрепленный на передней части платы переключателя g( 13) через отверстие, в
которое выступает выступ 11, когда переключатель зафиксирован в нужном положении.
Индикаторный диск 14 закреплен на конце шпинделя 9, а в корпусе предусмотрено окошко 15 95, так что в
любой момент времени видна только одна метка на диске 14.
Подвижный контакт 16, имеющий приблизительно U-образную форму, зажимается на трубке 100 с помощью
зажимных пластин 17 и болтов 18, при этом плечи контакта выступают приблизительно радиально от
шпинделя для зацепления с неподвижными контактами, расположенными по обе стороны от него. 105i
Неподвижные контакты имеют обычную конструкцию и выполнены из полосы проводящего материала,
согнутой в виде пары упругих губок 19, между которыми может зацепляться одно плечо или лезвие
подвижного контакта, при этом каждый контакт крепится к клеммной колодке 20, установленной на болтах 7, с
помощью зажима 21 и зажимного штифта 22.
Болты 7 расположены парами, как показано на рисунке 2 (115j), таким образом, чтобы неподвижные контакты
располагались относительно траектории движения подвижного контакта.
Неподвижные контакты изолированы 120 друг от друга и от проводящих частей выключателя с помощью
трубок 8 из изоляционного материала, расположенных на болтах 7, а проводящие выводы к неподвижным
контактам закреплены на 125 клеммных колодках 20 с помощью зажимных винтов 23.
Для управления шпинделем переключателя к нему крепится пластина или рычаг 24, напоминающий сектор,
для вращения вместе с ним, а на цилиндрическом конце 26 шпинделя 9, но независимо от него, установлен
диск 130 для вращения или колебания.
Между элементами 24 и 25 предусмотрено соединение, обеспечивающее фиксацию в исходном положении,
которое включает в себя штифт 27, закрепленный на диске 25, причем этот штифт взаимодействует с парой
расположенных на расстоянии друг от друга выступов или проушин 28, предусмотренных на пластине 24.
1
0 Диск 25 свободно установлен на части 26, выступающей через пластину 5, но на него воздействует пара
пружин сжатия 29, каждая из которых расположена вокруг стержня и действует между выступом 31,
установленным j5 на пластине 5, и блоком 32, шарнирно закрепленным на штифте 33, расположенном на
приводном элементе 25.
Схема четко показана на рисунке 4, и когда диск поворачивается против часовой стрелки из положения,
показанного на этом рисунке, пружины сжатия сжимаются до достижения положения мертвой точки, после
чего сила пружин поворачивает диск 25 с мгновенным щелчком, обеспечивая перемещение шпинделя
переключателя и подвижного контакта из одного положения клеммы в другое.
Движение диска, сжимающего пружины, в значительной степени компенсируется люфтом между штифтом 27
и выступами 28, так что подвижный контакт не выходит из зацепления с неподвижными контактами в течение
этой части движения, а мгновенное срабатывание пружин обеспечивает быстрое замыкание или размыкание.
Штифты 33 расположены в диаметрально противоположных положениях на диске 25, а выступающие
выступы 31 шарнирно закреплены на пластине 5, что позволяет осуществлять необходимое перемещение
диска из одного положения в другое.
В представленной конструкции предусмотрены две пары неподвижных контактов: по одной паре с каждой
стороны шпинделя переключателя, между этими неподвижными контактами работает один подвижный
контакт, при этом в одном положении клеммы подвижный контакт соединяет одну пару неподвижных
контактов, а в другом положении клеммы соединена оставшаяся пара неподвижных контактов. Этот тип
выключателя может использоваться для переключения в силовых или других цепях, но при желании может
быть предусмотрена одна пара неподвижных контактов, а в другом положении клеммы подвижный контакт
может находиться в положении «выключено», в этом случае цепь размыкается. Между пластинами 5 и 6,
параллельно шпинделю 9, но на некотором расстоянии от него, расположен рабочий шпиндель 34. Этот
рабочий шпиндель имеет квадратное сечение между пластинами 5 и 6, но круглое сечение на каждом
выступающем конце, при этом его часть 35 выступает через плату переключателей 13 и корпус 12, как
показано на рисунке 1, и снабжен рукояткой управления 36, причем конец 37 шпинделя выступает через
пластину 5 для 7a управления диском 25.
На выступающем конце 37 расположен еще один диск 38, соединенный с диском 25 посредством пары
звеньев 39, установленных на выступающих штифтах 40 на дисках 75, 38 и 25, так что вращение или
колебание первого диска передается на второй диск и на шпиндель переключателя и подвижный контакт,
установленный на нем.
Диск 38 свободно установлен на выступающем конце 37 (8k), а для соединения со шпинделем предусмотрена
муфта свободного хода с помощью кулачковых муфт 41 и 42, расположенных на диске 38 и закрепленных на
шпинделе соответственно. 85 Зубья деталей 41 и 42 имеют такие пропорции, которые позволяют
компенсировать необходимый люфт между шпинделем и диском 38.
Выступающие штифты 40 на дисках 38 9g и 25 расположены с шагом приблизительно 90° на каждом, так что с
их помощью можно передавать большой угол перемещения от одного диска к другому.
В процессе работы маховик 36 вращается, и это движение передается на рабочий шпиндель. После того, как
потерянное движение между частями кулачковой муфты компенсируется, диск 38 совершает колебательные
движения, которые передаются через звенья 39 на диск 25. Движение последнего сжимает пружины 29 до
достижения положения мертвой точки, одновременно компенсируя потерянное движение между элементами
25 и 105 24, и после достижения положения мертвой точки сжатие пружин быстро вращает диск 25 и
шпиндель переключателя, при этом подвижный контакт поворачивается из одного положения клеммы в
другое с быстрым замыканием или размыканием.
При необходимости на шпинделе переключателя может быть установлен один или несколько дополнительных
подвижных контактов на некотором расстоянии друг от друга по всей его длине, а также между 115
пластинами 5 и 6, при этом для взаимодействия с ними устанавливаются соответствующие неподвижные
контакты или пары неподвижных контактов.
Таким образом, некоторые части выключателя могут использоваться без изменений в выключателях с
большим или меньшим количеством контактов, и, например, пластины 5 и 6, а также диски могут
использоваться с выключателями любого размера, при этом пластины соединяются болтами
соответствующей длины для размещения необходимого количества контактов, расположенных на
соответствующем расстоянии друг от друга.
Таким образом, приводной механизм может использоваться для переключателя с желаемым числом
подвижных и неподвижных контактов в соответствии с требуемыми условиями или схемами.
При необходимости могут быть предусмотрены вспомогательные переключатели путем установки
дополнительных подвижных контактов на изоляционную втулку 43, смонтированную на рабочем шпинделе 34,
и в таком расположении неподвижные контакты 44 закрепляются по бокам шпинделя 34 с помощью зажимов и
болтов, аналогичных тем, которые используются для неподвижных контактов 19.
Контакты 44 имеют пружинную конструкцию, а подвижный контакт или контакты могут иметь любую
подходящую конструкцию для взаимодействия с ними; этот дополнительный переключатель используется в
подходящей или желаемой цепи, при этом, разумеется, быстрое замыкание и размыкание не передается на
эту часть переключателя, поэтому контакты предпочтительно включать только в цепь, в которой быстрое
замыкание и размыкание не является необходимым.
Следует понимать, что переключатель может быть модифицирован в деталях или конструкции без
отступления от сущности или объема данного изобретения, и, например, форма приводного механизма между
рабочим шпинделем и шпинделем переключателя может быть изменена по желанию, и может быть
предусмотрена любая форма соединения с фиксацией положения между рабочим шпинделем и элементом
38, или между приводным элементом 25 и секторообразным элементом 24, закрепленным на шпинделе
переключателя.
Подробно описав и определив природу моего изобретения и способ его осуществления, я заявляю, что то, что
я...
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_400294.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=400294&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB400294A
[]
ПАТЕНТНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
Дата проведения съезда (США): 27 апреля 1931 года.
400.9294 Дата подачи заявления (в Соединенном Королевстве): 27 апреля 1932 года. № 12,116/32.
Завершено: октябрь. 26, 1933.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствования в области электрических регулирующих систем и связанные с ними аспекты.
Мы, Т=. Компания BRITISH THOMSON-HOUSTON COmPAx.NY, LIMITED, британская компания с
зарегистрированным офисом по адресу: Crown House, Aildwych, London, W.C.2b (правопреемники BURENICE
DOYLE BEDFORD, of.129, Gerinania Avenue, Schenectady, County of Schenectady, State of New York, United
States of America, гражданин Соединенных Штатов Америки), настоящим заявляет о характере данного
изобретения и способе его осуществления, которые будут подробно описаны и установлены в следующем
заявлении:
Изобретение относится к электрическим регулирующим цепям и, в частности, к таким цепям, использующим
электрические клапаны, которые подходят для регулирования напряжения или других электрических
параметров цепи питания переменного тока.
В параллельно рассматриваемой патентной заявке №...
10,955 В патенте 1932 года (серийный номер 399240) описано устройство, использующее электрические
клапаны для регулирования напряжения в цепи питания переменного тока, в котором желаемое
регулирование осуществляется путем периодического переключения тока нагрузки между множеством
каналов клапанов с интервалами в несколько полупериодов, причем каналы клапанов связаны с точками цепи
питания, находящимися на разных электрических потенциалах. Данное изобретение представляет собой
усовершенствование конструкции, показанной в указанной заявке, с помощью которого можно добиться
гораздо более точной регулировки.
Целью изобретения является создание усовершенствованного электрического регулирующего устройства,
использующего электрические клапаны, и способа его работы, который особенно подходит для регулирования
напряжения в цепи питания переменного тока и с помощью которого можно получить любую желаемую
точность регулирования при широких изменениях условий нагрузки.
С этой целью настоящее изобретение заключается в обеспечении в системе регулирования фидера цепи
питания переменного тока, цепи нагрузки переменного тока, индуктивной обмотки для определения
относительных потенциалов цепей, множества электрических клапанов, соединяющих цепи через обмотку, и
средств для передачи тока нагрузки между 55 клапанами в любой желаемой точке цикла переменного
напряжения для регулирования среднего напряжения цепи нагрузки.
В соответствии с изобретением, цепь питания переменного тока соединена с цепью питания переменного тока
через последовательный или повышающий трансформатор и множество электрических вентилей,
расположенных таким образом, что они изменяют величину понижающего 65 или повышающего напряжения,
подаваемого им. Ток нагрузки переносится с цепи клапана, соответствующей режиму понижения напряжения,
на цепь клапана, соответствующую режиму повышения напряжения, в промежуточной точке каждого
полупериода переменного напряжения, при этом конкретная точка каждого полупериода, в которой
осуществляется этот перенос, зависит от среднего значения напряжения регулируемой цепи. Точка в 7
последовательных полупериодах, в которой происходит передача тока между цепями клапанов.
определяется путем регулирования фазового соотношения между потенциалами сетки и анода вентилей,
связанных с цепью, адаптированной для обеспечения максимального повышения напряжения; то есть, в
течение начальной части каждого полупериода переменного напряжения ток протекает по путям вентилей,
соответствующим минимальному повышению напряжения или максимальному понижению напряжения, и
передается по путям вентилей, соответствующим максимальному повышению напряжения, в точке,
определяемой средним значением напряжения цепи нагрузки, которая регулируется. При работе в условиях
определенного коэффициента мощности было обнаружено, что необходимо возбуждать сетки лампы,
подключенной к схеме, предназначенной для обеспечения максимального повышения напряжения,
переменным напряжением сети, при котором положительная полуволна превышает 180 электрических
градусов.
В соответствии с изобретением это возбуждение достигается путем наложения на потенциал сетки с
фиксированным фазовым соотношением выпрямленного переменного потенциала, фазово-измененного.
Для лучшего понимания изобретения следует обратиться к следующему описанию, приведенному в связи с
прилагаемым чертежом, на котором фиг.
На фиг. 2, 3 и 4 показан один из вариантов осуществления изобретения для поддержания постоянного
напряжения в цепи питания переменного тока; на фиг. 2, 3 и 4 представлены формы волн напряжения и тока,
полученные с помощью аппарата, изображенного на фиг.
1
при условиях единичного, отстающего и опережающего коэффициента мощности соответственно, Большой.
На фиг. а показана модификация изобретения, в которой желаемое регулирование осуществляется с
помощью электромеханической системы управления, а на фиг. 6, 7, 8 и 9 показаны некоторые модификации
силовой цепи регулирующего устройства.
Обращаясь теперь к рис. 1, на нем изображено устройство для поддержания постоянного напряжения цепи
питания переменного тока 10, питаемой от цепи питания переменного тока 11, посредством
усовершенствованного электрического регулирующего устройства, воплощающего изобретение. Данное
устройство включает в себя автотрансформатор 12, снабженный концевым отводом 13, общим для цепей
питания и фидера, промежуточным отводом 16 для подключения к другой стороне цепи питания, отводом 14
для понижения напряжения и отводом 15 для повышения напряжения. Питающий контур 10 соединен с
повышающим отводом 15 через пару электрических клапанов 1 и 3, соединенных параллельно в обратном
порядке, и с понижающим отводом 14 через пару электрических клапанов 2 и 4, также соединенных
параллельно в обратном порядке. Каждый из электрических клапанов с 1 по 4 включительно снабжен анодом,
катодом и управляющей сеткой и предпочтительно относится к типу с пароэлектрическим разрядом. Сетки
электрических вентилей с 1 по 4 включительно питаются от вторичных обмоток 21–24 соответственно;
трансформатора сетки 17, первичная обмотка которого питается от цепи переменного тока 11 через любое
подходящее устройство для опережения фазы на небольшой угол, например, резистор 18 и конденсатор 19,
последовательно соединенные в цепи 1-1.
Для управления фазовым соотношением потенциалов сети электрических вентилей 1 и 3 предусмотрена
схема сдвига фазы 20, выход которой подключен к первичной обмотке сетевого трансформатора 20. В цепь
электрической вентиля 1 включен резистор 26, через который положительные полупериоды переменного
напряжения, изменяющегося в фазе, подаются со вторичной обмотки 27 через одностороннее проводящее
устройство, показанное в виде контактного выпрямителя 28. Аналогичным образом, резистор 29,
подключенный к цепи сетки электрического клапана 3, получает питание от вторичной обмотки 30
трансформатора 25 через контактный выпрямитель 31. Фазовый сдвигатель 20 может быть любого из
нескольких типов, хорошо известных в данной области техники, но мы показали на примере схему фазового
сдвига импеданса, включающую индуктивную обмотку 32, подключенную к цепи нагрузки 10 и снабженную
электрической средней точкой, реактором 33 и первичной обмоткой 34 трансформатора 35, последовательно
подключенной к индуктивной обмотке 32.
Первичная обмотка трансформатора 25 соединена между серединой индуктивной обмотки 32 и местом
соединения реактора 33 и обмотки 34. Вторичная обмотка 80 трансформатора 35 закорочена через пару
электрических ламп 36 и 37, так что обмотка 34 приобретает резистивную характеристику. Электрические
вентили 36 и 37 снабжены анодом, катодом и управляющей сеткой и предпочтительно относятся к типу
высоковакуумного разряда с чистым электронным разрядом. Управление этими клапанами может
осуществляться с помощью любой подходящей схемы, реагирующей на напряжение цепи 10, которую
необходимо регулировать. Однако в качестве примера мы показали схему регулирования напряжения,
включающую выпрямительный мост 38, одна диагональ которого питается от цепи нагрузки 10, и резистивный
мост 39, соединенный с другой диагональю выпрямительного моста посредством любой подходящей
комбинации для сглаживания пульсаций в выпрямленном токе, подаваемом мостом 38, например,
последовательно соединенного реактора и параллельно соединенного конденсатора 41.
Мост 39 может представлять собой любую из нескольких хорошо известных комбинаций сопротивлений с
различными характеристиками ток-сопротивление. Сетки клапанов 36 и 37 питаются от выходной диагонали
моста 39.
Принцип работы описанного выше устройства будет более понятен при обращении к рис. 2, на котором
показаны некоторые формы волн напряжения и тока устройства при питании нагрузки с коэффициентом
мощности, равным единице. При объяснении работы описанной выше силовой цепи 115 работа
электрической цепи управления, обеспечивающей возбуждение сети для различных электрических клапанов,
будет опущена, и будет предполагаться, что желаемое возбуждение сети обеспечено. Также будет
предполагаться, что первоначально клеммы 14 и 15 трансформатора 12 имеют положительный потенциал
относительно клеммы 13 и что потенциалы сетки вентилей 1 и 3 сдвинуты примерно на 90 градусов
относительно их анодных потенциалов. «В этих условиях клапан 2 будет проводить ток первоначально и
будет продолжать проводить ток в течение примерно 90 электрических градусов»,30 _ передаваемый от
высоковольтного отвода к низковольтному отводу в соответствии с кривой, причем напряжение представлено
кривой e2.
Примерно в середине полупериода переменного напряжения 7G сетка клапана 1 становится положительной,
и ток коммутируется от клапана 2 к клапану 1, при этом ток следует кривой e, а напряжение — кривой e.
Клапан 1 продолжит пропускать ток после того, как переменный потенциал изменит полярность, как это было
в предыдущем полупериоде. Когда ток нагрузки меняет полярность, клапан 4 будет пропускать ток на
начальном этапе, пока он не перейдет к клапану 3, как при работе с коэффициентом мощности, равным
единице. «В этих условиях следует отметить, что в интервале, соответствующем углу отставания тока
нагрузки в 85 градусов, отсутствует регулирование тока в сети, поэтому невозможно поддерживать условие
максимального снижения напряжения». Однако при обычных условиях эксплуатации величина наддува,
достигаемая в начальной части каждого полуцикла, будет компенсироваться уменьшением величины
наддува, обычно требуемой в последующей части каждого полуцикла.
На рис. 4 показаны некоторые рабочие характеристики аппарата, изображенного на рис. 1, при питании
нагрузки с высоким коэффициентом мощности. «В этих условиях понижающая трубка 2 проводит ток в
течение начальной части первого полупериода, а примерно в середине этого полупериода ток передается от
трубки 2 к повышающей трубке 1, как и в предыдущих случаях». Когда ток меняет полярность, он передается
от трубки 1 к трубке 3, которая проводит ток в противоположном направлении, но также связана с более
высоким напряжением на клемме. Однако в этих условиях невозможно допустить проводимость трубки 3 до
тех пор, пока переменный ток не изменит полярность, как в предыдущих случаях, поскольку после изменения
полярности тока и при условии, что ток течет в противоположном направлении, будет невозможно передать
ток в начале следующего полупериода переменного напряжения на трубку, связанную с отводом более
низкого напряжения.
Именно по этой причине возбуждение всех вентилей с помощью сетки 120 осуществляется на малый угол,
показанный на рис. 2, 3 и 4. При такой конфигурации трубка 4 начинает проводить ток в течение небольшого
промежутка времени, прежде чем переменный потенциал 125 изменит полярность, и, как видно из рис. 1,
катод вентиля 3 становится положительным относительно своего анода, и ток в этом вентиле немедленно
прерывается. Как и в случае с лампами до 13Gi, когда сетка электрической лампы 1 становится
положительной, что делает её проводящей, и ток в лампе 2 передаётся на лампу 1. Клапан 1 будет
пропускать ток до конца полупериода. На рис. 2 кривая e2 представляет напряжение отвода 14, подаваемого
на цепь нагрузки 10 в течение первой части полупериода, а кривая j0 c представляет напряжение ленты,
подаваемого на цепь в течение последней части полупериода.
Кривые iX и ii представляют собой соответствующие текущие значения клапанов i5 2 и 1, соответственно.
Следует отметить, что в течение последней части этого полуцикла оба клапана 1 и 2 имеют положительное
возбуждение gTrid. Однако участок обмотки трансформатора между клеммами 14 и 15 не будет закорочен,
поскольку ток короткого замыкания в электрической вставке 2 будет стремиться течь в направлении,
противоположном тому, в котором она является проводящей. Аналогично, в течение следующего
полупериода, когда полярность обмотки 12 меняется на противоположную, ток в начальной части
полупериода протекает через электрический клапан 4, связанный с отводом с более низким потенциалом, и
передается на электрический клапан 3, связанный с отводом с более высоким потенциалом, в
соответствующей точке этого отрицательного полупериода, причем эта точка, конечно, зависит от угла
фазового сдвига потенциала сетки клапанов 1 и 3. Ниже кривых на рис. 2 приведена диаграмма,
показывающая относительные интервалы времени, в течение которых сетки различных вентилей находятся в
состоянии положительного возбуждения, и интервалы времени, в течение которых различные вентили
являются проводящими.
Следует отметить, что возбуждение от сети, подаваемое на несколько электрических вентилей от сетевого
трансформатора 17, было сдвинуто на малый коммутационный угол α, так что вентили 1 и 4, а также 2 и 3
одновременно проводят ток в течение этого интервала в конце каждого полупериода. Обычно это приводит к
короткому замыканию на обмотке трансформатора 12, но поскольку это происходит только в течение
последних нескольких электрических градусов каждой половины цикла, когда мгновенные напряжения
относительно малы, было установлено, что это не вызывает существенных проблем.
На рис. 3 показаны некоторые формы волн, возникающие при питании аппаратурой нагрузки с отстающим
коэффициентом мощности.
В этих условиях в начале положительного полупериода верхних выводов обмотки 12 электрический клапан 3
будет по-прежнему пропускать ток предыдущего полупериода, который еще не изменил полярность. Когда ток
меняет полярность, будет видно, что клапан 2 проводит ток, и ток равен 400,294 3.
В предыдущих случаях возникало короткое замыкание обмотки трансформатора через вентили 1 и 4, но из-за
того, что этот коммутационный угол очень мал, ток короткого замыкания не достигнет опасного значения. Этот
коммутационный угол предпочтительно составляет всего несколько электрических градусов и преувеличен на
рис. 2, 3 и 4 для более наглядной иллюстрации работы аппарата.
В течение отрицательной полуволны переменного напряжения описанный выше цикл повторяется с заменой
электрических вентилей на вентили противоположной полярности.
При описанных выше условиях следует отметить, что электрические вентили 1 и 3 должны пропускать ток в
течение интервала времени, охватывающего оба полупериода переменного напряжения, поэтому необходимо
обеспечить возбуждение сети длительностью более 180 электрических градусов, и для достижения
максимального регулирования это возбуждение предпочтительно должно быть переменным от 180
электрических градусов до примерно 360 электрических градусов. Следует отметить, что это расширенное
возбуждение не создает трудностей при питании нагрузки с коэффициентом мощности, равным единице или
отстающим, как показано на рис. 2 и 3, поскольку в этих условиях ни один из электрических клапанов 1 и 3 не
должен проводить ток, противодействующий приложенной электродвижущей силе.
Хотя мы продемонстрировали применение изобретения к автотрансформатору с двумя вторичными
отводами, специалистам в данной области будет очевидно, что его можно распространить на систему,
имеющую любое желаемое количество понижающих и повышающих отводов, без отступления от
изобретения.
Далее будет описан способ подачи описанного выше возбуждения от сети. Из приведенного выше описания
аппарата становится ясно, что на сетки клапанов 2 и 4 поступают переменные потенциалы, немного
опережающие их анодные потенциалы, и что такие компоненты потенциала также подаются на сетки
клапанов 1 и 3. Схема сдвига фазы 20 5( подает переменный потенциал, изменяющийся по фазе в ответ на
изменения напряжения цепи нагрузки 10, и этот потенциал, подаваемый на резисторы 26 и 29 через
выпрямители 28 и 31 соответственно, приводит к суммированию только положительных полуволн
переменного потенциала в цепях сети вентилей 1 и 3. В результате этого увеличивается период
положительного возбуждения сети, как показано на рис. 2, 3 и 4. Теперь кратко будет объяснен способ подачи
переменного фазового напряжения с помощью фазосдвигающей схемы 20 в ответ на изменения напряжения
в цепи 10.
Выпрямительный мост 38 совместно с реактором и конденсатором 41 обеспечивает однонаправленный
потенциал, изменяющийся в соответствии с изменениями переменного потенциала цепи 10. Этот
однонаправленный потенциал 7 (прикладывается к резистивному мосту, включающему в себя элементы
сопротивления разного типа, имеющие разные характеристики сопротивления току. Дисбаланс напряжения
этого моста значительно усиливает колебания 75 напряжения в цепи переменного тока 10, и эти усиленные
колебания воздействуют на сетки ламп 36 и 37 для регулирования их проводимости.
Проводимость вентилей 36 и 37 80 определяет эффективное сопротивление первичной обмотки 34
трансформатора 35 и, следовательно, фазовое соотношение потенциала, приложенного к сетевому
трансформатору 25, как это хорошо известно специалистам в данной области техники.
На рис. 5 показана модификация силовой цепи усовершенствованного регулирующего аппарата, а также
упрощение управления сетью для 90 различных электрических клапанов. В данной схеме автотрансформатор
12 на рис. 1 заменен последовательным трансформатором 45, снабженным понижающей обмоткой 46,
повышающей обмоткой 47 и вторичной обмоткой, соединяющей цепь питания переменного тока 11 и цепь
нагрузки 10. Как и в предыдущей схеме, электрические вентили 1 и 3 связаны с повышающей обмоткой, а
электрические вентили 2 и 4 — с обмоткой 100 последовательного трансформатора 45. Сетки электрических
вентилей 2 и 4 питаются от вторичной обмотки сетевого трансформатора 48, первичная обмотка которого
соединена 105 с цепью питания 11 через устройство опережения фазы, включающее резистор 18 и
конденсатор 19, как показано на рис. 1. Сетки электрических вентилей 1 и 3 питаются от пары вторичных
обмоток сетевого трансформатора 49, первичная обмотка которого питается от вторичной обмотки 50
вращающегося фазосдвигающего трансформатора 51, от любой подходящей многофазной цепи 52,
синхронизированной с цепью нагрузки 10, или непосредственно от цепи нагрузки 10 через любое подходящее
устройство разделения фаз.
Положение вторичной обмотки 12-го элемента 50 фазосдвигающего трансформатора 51 и, следовательно,
фаза переменного напряжения, подаваемого на сетевой трансформатор 49, контролируется двигателем 53 и
соответствующим приводным механизмом 54. Направление вращения двигателя 53 может быть изменено в
ответ на изменения напряжения питающего кабеля 10 с помощью контактного вольтметра 55 и
переключателя реверса, такого как переключатель реверса 56; работа данной системы в основном
аналогична описанной в связи с рис.
1, Точки в цикле переменного напряжения, при которых ток передается от вентилей, связанных с понижающей
обмоткой 46, к вентилям, связанным с повышающей обмоткой 47, определяют среднее напряжение цепи
нагрузки 10.
Следует отметить, что в этой схеме к сеткам клапанов 1 и 3 подается синусоидальный сигнал переменного
потенциала сетки, а не расширенное возбуждение, используемое в схеме на рис. 1.
Возбуждение такого типа полностью эквивалентно тому, что показано на рис. 1, в случае, если аппарат питает
нагрузку с коэффициентом мощности, равным единице или отстающим. Однако, когда нагрузка имеет
опережающий коэффициент мощности, ни одна из вентилей не будет проводить ток в интервале между
моментом изменения полярности тока нагрузки и начальной точкой угла коммутации. Это объясняется тем,
что в любой момент времени проводимостью обладает только один из клапанов — 1 и 3, так что при
изменении полярности ток прерывается на одном из этих клапанов и не может возобновиться до начала
коммутационного угла, в этот момент времени происходит одно из чередующихся событий.
Например, на рис. 6 повышающий трансформатор 45 снабжен двумя изолированными первичными
обмотками, каждая из которых имеет понижающую и повышающую части, чтобы 70 количество катодных
потенциалов можно было уменьшить до двух. На рис. 7 показан дополнительный автотрансформатор 57,
катоды всех электрических ламп подключены к его средней точке; в остальном же ситуация аналогична рис.
B. Таким образом, количество потенциалов катода может быть уменьшено до одного за счет незначительного
увеличения номинальной мощности трансформатора.
Соседние файлы в папке патенты