Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_12699
.pdf
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_387023.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=387023&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB387023A
[]
ПАТЕНТНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
Дата подачи заявки: август. 27, 1931. № 24,115/31.
Фотография слева: 24 июня 1932 года.
Завершено: февраль.
2,
1933.
ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствования в области защиты электрооборудования от ненормальных токов или относящиеся к ней.
Мы, Джордж Фредерис Шоттер, проживающий по адресу: Риджуэй, 14, Фриерн-Барнет, графство Мидлсекс, и
Фрэни Клементс Ноулз, проживающий по адресу: Мельбурн-Хаус, Ганнерсбери-авеню, Илинг, Лондон,
Западная Англия, оба подданные короля Великобритании, настоящим заявляем, что суть данного
изобретения заключается в следующем: настоящее изобретение касается усовершенствований
электрических аппаратов, включающих в себя устройство, получающее управляющий ток от трансформатора
или через него, например, индикаторы, регистрирующие приборы, реле; изобретение будет описано на
примере устройств регистрации тока заземления для систем переменного тока, соединенных звездой.
В высоковольтных трехфазных системах переменного тока, соединенных звездой, нейтральная точка обычно
подключена к земле через резистор, а эта заземляющая линия снабжена регистрирующим устройством для
учета проходящего через нее тока. В норме максимальный ток составляет, скажем, от одного до десяти ампер
в зависимости от обстоятельств, но в результате скачка напряжения он может возрасти до 30 или даже
тысячи ампер. Обычное устройство включает в себя регистрирующий прибор, подключенный к вторичной
обмотке трансформатора, первичная обмотка которого подключена к заземляющей линии и принимает ток,
который необходимо записать. Для защиты регистрирующего прибора от воздействия скачков напряжения,
как указано в описании прибора, в линию питания встроен реле, предназначенное для замыкания
вспомогательной цепи (например, батареи), которое при замыкании замыкает выключатель, вызывая
короткое замыкание и тем самым защищая прибор. Подобное оборудование довольно сложное и
сравнительно дорогое.
Одной из целей настоящего изобретения является создание нового устройства для только что упомянутой
цели, которое будет проще и дешевле, чем обычное оборудование.
5 (Одной из особенностей изобретения является то, что для электрического аппарата указанного типа
предназначен трансформатор, сконструированный таким образом, что он приспособлен не только для подачи
нормального [цена 1/-] рабочего тока на электроприбор, но и для выполнения функций защитного устройства,
предохраняющего указанный прибор от скачков напряжения или подобных посторонних токов в первичной
обмотке трансформатора.
Еще одной особенностью изобретения является 60 электрический аппарат указанного типа, включающий
устройство, сконструированное таким образом, чтобы оно приводилось в действие электрическим током до
заданного нормального значения, и трансформатор, который через свою вторичную обмотку обеспечивает
управляющий ток для устройства, причем трансформатор имеет сердечник, сконструированный или
расположенный таким образом, что он или его часть насыщается или приблизительно насыщается, когда в
первичной обмотке трансформатора протекает заданный 70 максимальный нормальный ток.
Различные объекты и особенности изобретения станут очевидны специалистам в данной области техники из
следующего описания вышеупомянутой иллюстративной конструкции. Иллюстративный аппарат, который
будет описан далее, как уже упоминалось, предназначен для регистрации тока в земле в заземляющей линии
системы переменного тока, соединенной звездой. Будет предполагаться, что, как обычно, заземляющая
линия представляет собой сопротивление. К этой заземляющей линии подключена первичная обмотка
трансформатора, первичная обмотка которого предпочтительно имеет стержневой тип. Вторичная обмотка
трансформатора, например, имеет триста витков и соединена через реактивное сопротивление с выводами
металлического выпрямителя. Клеммы постоянного тока 90 выпрямителя подключены к клеммам амперметра
с подвижной катушкой. Сердечник вышеупомянутого трансформатора состоит из магнитного материала с
высокой магнитной проницаемостью и низким гистерезисом и потерями на вихревые токи, например, из
никель-железного сплава, известного под торговыми названиями мюметалл или пермаллой; реактивное
сопротивление равно j00, что позволяет компенсировать любые возможные изменения частоты измеряемого
тока и скорректировать любые возможные гармоники.
Конструкция такова, что трансформатор будет адаптирован для нормального тока заземления 387,023 с -, 2
3S7,5 U,2:-j примерно до десяти ампер. Однако, если через первичную обмотку пройдет скачок тока в тысячу
ампер, соответствующий вторичной обмотке не будет иметь значения, поскольку ток в ней превышает
нормальный (скажем, десять ампер) ток земли, что приводит к увеличению тока в цепи. tIle ris Ad( the- 'ovtd ts
and instrnenarepi0 frolli nmeekltdiairlna e (-- i nv outlue to zmo urces.
Никель-железные сплавы называют основным металлом, из которого изготавливается сердечник
трансформатора, поскольку они обладают высокой проницаемостью, и, следовательно, трансформатор с
таким сердечником будет иметь защищенную от повреждений вторичную обмотку; однако другие металлы...
может быть использован. Например, если запись текущего bLd должна быть записана и совместима с таким
f'e, можно использовать Airit -ce; или e'-jiii isat Mi oA Siion Steel и никель-Puli ado sap 'e используют различные
варианты для записывающего устройства или ILL5L, из-за факторов A Lfu uato, которые могут быть
обнаружены с помощью l - шеи, то есть.
i-a uir l engt cf small SC i uLa this short len-th j-turated when the 55 i ClL"-1 sill, rises above normal, say it II ohe ix
that a transformer sv described migiht be d. C uo01 другое электрическое оборудование (для 60 n o reitlays,
защитный c-f размещается xx по мере необходимости для защиты от 1 1 C. нестационарных токов.
i feT tei day of A ut,19.31.
CLCIfY V DIPICK YITOTTEiRf C MENTS KÄ" (WLES.
Важные отзывы или связанные с защитой электроприборов и токов.
Be, Cuoun in nier, 'eurrho he iice eVlr ianet, in the S O L eluold ---use, 11 Aifley re Epling. Лондон, о-х Сьюси с эйн-
из Грейт 1,нлл о настоятельстве объявляют -природу н ениос' и i_,i. В качестве r 1e Y1 e должен быть
псевдонимизирован, чтобы "e-oartjcu-, леди описывалась и действовала в соответствии с собственным
утверждением -
Настоящее изобретение относится к усовершенствованиям в области электрических аппаратов или
связанных с ними устройств для измерения электрических токов, включающих трансформатор и
индикаторный или регистрирующий прибор, получающий управляющий ток от трансформатора или через
него; изобретение будет описано на примере устройств для регистрации тока заземления в системах
переменного тока, соединенных звездой.
Высоковольтные, трехфазные, соединенные звездой системы переменного тока Ма111-. нейтральная точка
ihcii con0 ti') oi-,iiigh a reazitance: и tiiS Gailit iine обеспечена запись 90 -Inea-nf tu ' icuold текущего проходящего
lheiretlroi'ouoh. Нормальный ток, равный 1, составляет 1,5 мкА, что является результатом воздействия
внешних факторов, и может достигать 95 мкА. Обычно устройство записывает сигнал, подключенное к
вторичному источнику тока, находящемуся в заземляющей линии, в токе, в котором оно предназначено для
записи. Для защиты регистрирующего устройства от воздействия скачков напряжения, как указано в описании,
приборная линия снабжена реле, предназначенным для замыкания вспомогательной (например, батареи)
цепи, которое при замыкании замыкает выключатель для предотвращения короткого замыкания и, таким
образом, защиты прибора. Такое оборудование довольно сложное и сравнительно дорогое. 11o (так
называемое высокое реактивное сопротивление, нежелательное свойство) прибор защищен от воздействия
внезапных сильных скачков напряжения в первичной обмотке.
Главная особенность изобретения заключается в том, что для измерения токов утечки с помощью устройств,
включающих трансформатор и индикаторный или регистрирующий прибор, получающий управляющий ток от
трансформатора или через него, предлагается способ защиты указанного прибора от воздействия сильных
скачков напряжения в первичной обмотке трансформатора, сохраняющий при этом его чувствительность в
диапазоне нормального тока. Этот способ включает использование трансформатора, сконструированного и
расположенного таким образом, что его сердечник насыщается, когда первичный ток превышает нормальный,
и что значение вторичного тока в этом случае остается практически постоянным и не зависит от первичного
тока. Такая конструкция и расположение могут быть достигнуты путем изготовления сердечника
трансформатора из никель-железного сплава или путем сужения сердечника. 90 Особенности изобретения
станут полностью очевидны специалистам в данной области техники из следующего описания в сочетании с
прилагаемыми схематическими чертежами вышеупомянутой иллюстративной конструкции.
На чертежах: рис. 1 — схема соединений, показывающая проводник, проходящий через сердечник
трансформатора и образующий таким образом его первичную обмотку; рис. 2 — схема соединений,
показывающая трансформатор в заземляющей линии системы электроснабжения; и рис. 3 — альтернативная
форма сердечника трансформатора.
Иллюстративный прибор sLout, который будет описан, предназначен для регистрации тока в земле в
заземляющей линии 1 звездообразно соединенной системы переменного тока 3 (рис.
2). Будет предполагаться, что, как обычно, заземляющая линия включает в себя сопротивление 5.
К этой заземляющей линии 1 подключена первичная обмотка 7 трансформатора, первичная обмотка 113
которого предпочтительно относится к типу «Ibar»; обычно она пропускает 1 ампер, но должна выдерживать
ток, в 1000 раз превышающий ее обычный.
Вторичная обмотка трансформатора, например, имеет триста витков, но ее ампер-витки (скажем, 1/10
ампер-витка) малы по сравнению с ампер-витками (скажем, 1 ампер-витком) первичной обмотки. Вторичная
обмотка соединена через дроссельную катушку 11 и резистор 13 с выводами 125 металлического
выпрямителя 15; дроссельная катушка 11 и резистор 13 при определенных условиях могут быть заменены
резистором, в зависимости от наличия или отсутствия гармоник в протекающем токе. Трансформаторы
(которые используются, например, для работы звонков, электрических игрушек, высоковольтного
испытательного оборудования) изготавливаются с высоким реактивным сопротивлением, чтобы ограничить
ток, подаваемый на вторичную обмотку трансформатора, до безопасного значения, и в конструкции,
предложенной в Спецификации №.
258,287 Высокое реактивное сопротивление достигается за счет обеспечения больших магнитных потерь;
однако в таких аппаратах, как существующие в настоящее время:
Рассматриваемый вариант трансформатора с высоким реактивным сопротивлением нежелателен.
Это было признано (спецификация)
Итак, 188,6СС) что никель-железные сплавы обладают желательными магнитными свойствами, такими как
высокая магнитная проницаемость (особенно при низких намагничивающих силах) и низкие потери на
гистерезис. Было предложено (см. Спецификацию № 247824) использовать эти свойства в сердечниках
распределительных трансформаторов (которые постоянно находятся в цепи) для снижения потерь, особенно
в течение длительного периода работы при низкой нагрузке. Также было предложено (см. Спецификацию №
309,956 и Спецификацию № 312,0.58) использовать эти качества для получения трансформатора тока с
приблизительно постоянной магнитной проницаемостью.
Как указано в спецификации № 0Q9,956 (стр. -2, строка 128 – стр. 3, строка 2), эти сплавы с высокой
магнитной проницаемостью имеют тот недостаток, что они склонны к очень быстрому насыщению. В
спецификации № 357049 (в преобразователе волн) этот недостаток используется в импульсном
трансформаторе для преобразования нормальной формы наведенного напряжения в форму с очень
выраженным пиком, что позволяет получить импульс напряжения короткой длительности и высокой
амплитуды; в качестве альтернативы, аналогичный результат (см. также спецификацию № 312082) может
быть получен при использовании сердечника трансформатора с сужением.
Одной из целей настоящего изобретения является разработка способа защиты прибора или аппарата,
включающего трансформатор и индикаторный или регистрирующий прибор, получающий ток от
трансформатора, который предполагает использование только аппаратов, значительно более дешевых, чем
те, которые обычно использовались до настоящего времени.
Этого можно достичь, используя вышеупомянутый недостаток сплавов с высокой магнитной проницаемостью,
при этом сердечник трансформатора изготавливается из такого сплава и имеет такие размеры, чтобы
сердечник работал при максимальном нормальном токе, близком к значению насыщения, так что даже
небольшое увеличение тока приведет к насыщению. Таким образом, благодаря высокой проницаемости
(обычно – желаемое качество) керна при нормальной твердости.
Прилагаемый прибор достаточно чувствителен: и 6; из-за внезапного насыщения (обычно 387,02')3 1 я
измерил. Клеммы постоянного тока выпрямителя 1.5 подключены к клеммам регистрирующего амперметра 17
с подвижной катушкой. Сердечник 19 трансформера состоит из магнитного материала с высокой магнитной
проницаемостью и низкими потерями на гистолизис и вихревые токи, например, из сплава никель-железа,
известного под торговыми названиями -i0 мюметалл (зарегистрированная торговая марка) или пермаллой;
реактивное сопротивление подобрано таким образом, чтобы компенсировать любые возможные изменения
частоты измеряемого тока и скорректировать любые возможные гармоники -i5.
Конструкция такова, что трансформатор будет адаптирован для нормального тока заземления до примерно
десяти ампер. Однако, если через первичную обмотку пройдет скачок тока, скажем, в тысячу ампер,
соответствующего увеличения тока в вторичной обмотке не произойдет, поскольку никель-железный
сердечник работает при токе выше тороидального (скажем, десяти ампер) тока заземления приблизительно в
точке насыщения; увеличение первичного тока с десяти ампер до тысячи ампер практически не повлияет на
ток во вторичной обмотке трансформатора. Таким образом, регистрирующее устройство 17 достаточно
чувствительно в диапазоне нормальных токов (и основная часть шкалы указанного устройства приходится на
этот нормальный ток), но защищено от воздействия аномальных токов без необходимости использования
сравнительно дорогостоящих устройств защиты от короткого замыкания, которые обычно управляются реле и
вспомогательной схемой управления.
Следует отметить, что описанный трансформатор не только подает измерительный ток на амперметр, но и,
кроме того, выполняет функцию защитного устройства для амперметра. Такой прибор точно измеряет
небольшие линейные колебания, обычно ожидаемые в такой заземляющей линии, как указано; в то же время
вторичная обмотка трансформатора и связанные с ней части, а также сам прибор защищены от механических
повреждений или перегорания из-за обычных скачков напряжения.
Сплавы никеля и железа используются в качестве металла для изготовления сердечника трансформатора,
поскольку они обладают высокой магнитной проницаемостью и достигают насыщения при низкой мажорной
силе тока, и, следовательно, трансформатор с таким сердечником будет иметь защищенную от
перенапряжений вторичную обмотку; однако могут использоваться и другие металлы.
Например, если необходимо регистрировать больший диапазон токов, чем это удобно при использовании
такого сердечника, можно использовать кремниевую сталь B5; или же можно использовать комбинацию
кремниевой стали и никель-железного сплава для получения изменений в законе масштабирования
регистратора или индикаторного прибора из-за разницы в коэффициентах насыщения этих двух материалов.
70 Аналогичный результат может быть получен с использованием трансформаторного сердечника, который
имеет длину 2,3 мм и малое поперечное сечение, так что эта короткая длина быстро достигает насыщения,
когда основной ток превышает норму, скажем, более пяти ампер.
При желании схема может быть снабжена другими элементами. Например, между клеммами 2 и 2i может быть
подключен конденсатор; между клеммами 27 и 28 может быть установлен искровой разрядник для защиты
вторичной обмотки от высокого переходного потенциала в случае импульса; также между выпрямителем и
конденсатором может быть установлен конденсатор 29 и катушка с накаливанием. U, для сглаживания тока,
подаваемого на прибор. Вместо выпрямителя 1i и амперметра 17 может быть установлен измерительный
прибор с подвижным железом 90 Ом, подключенный к трансформаторам 31. Состав элементов любой
конкретной цепи будет зависеть от характеристик первичной цепи.
Главное требование заключается в том, что пиковое значение 95° кривой напряжения в цепи, подающей
напряжение на прибор, должно быть низким.
Подробно описав и определив природу нашего изобретения и способ его осуществления, мы заявляем, что
то, что мы предлагаем, соответствует действительности.
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_387024.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=387024&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB387024A
[]
ПАТЕНТ; СПЕЦИФИКАЦИЯ.
ПАТЕНТНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
Дата проведения съезда (США): август. 28, 1930.
Дата подачи заявки (в Соединенном Королевстве): август. 27, 1931.
Завершено. Февраль.
2,
1933.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
387,024 № 24,14O/31.
Усовершенствования в области электродвигателей или связанные с ними.
Мы, компания TimE BRITISH TnoMs6N-IolsToN CompANY LIMITED, британская компания, зарегистрированный
офис которой находится по адресу: Crown Louse, Aildwych, London, W.Ct. 2, (правопреемники: Джон Ирвинг
Хьюлл, 1338, Дин-стрит, Шенектади, графство Шенектади, штат Нью-Йорк, Соединенные Штаты Америки,
гражданин Соединенных Штатов Америки), настоящим заявляем об уникальности данного изобретения и о
способе его осуществления, которые будут подробно описаны и установлены в следующем заявлении:
Данное изобретение относится к регулированию скорости электродвигателей, и его основная цель состоит в
том, чтобы обеспечить простые и надежные средства для регулирования скоростных характеристик
электродвигателей, чтобы они имели стабильные скоростные характеристики при работе на скоростях,
значительно меньших, чем их нормальные скорости.
Машины для печати на ткани, ротационные печатные машины и бумагоделательные машины обычно
приводятся в движение электродвигателями с параллельным расположением лопастей, поскольку по
сравнению с двигателем с последовательным расположением лопастей двигатель с параллельным
расположением лопастей обеспечивает меньшее изменение скорости при заданном изменении нагрузки и,
следовательно, обеспечивает более точное регулирование скорости в нормальном диапазоне рабочих
скоростей этих машин. Таким образом, если эти машины должны работать с постоянной скоростью, они
обычно приводятся в движение асинхронными двигателями или двигателями постоянного тока с
параллельным возбуждением, а если они должны работать с переменной скоростью, то обычно приводятся в
движение регулируемым по скорости двигателем переменного тока с переключением щеток, как описано в
предыдущей британской спецификации.
№ 25358 от 1911 года. Для подбора цветов в машинах для печати на ткани, для регулировки валов, шрифта и
т. д. ротационных печатных машин, или для аналогичных операций на бумагоделательных машинах
желательно эксплуатировать эти машины на скоростях ползучего хода, значительно ниже минимальной
скорости их нормального рабочего диапазона. Характер операций, выполняемых на этих машинах на
скоростях ползучего хода, обычно не требует точной скорости ползучего хода, но требует стабилизированной
скорости ползучего хода, [Цена 1 /-] обычно достаточно определенной скорости ползучего хода, чтобы
умеренные изменения крутящего момента, необходимого для привода машин, не вызывали больших
колебаний скорости ползучего хода. Стабилизированные скорости ползучего движения не могут быть
достигнуты, когда машины приводятся в движение двигателем, обладающим характеристиками ползучего
движения, поскольку умеренное увеличение крутящего момента, необходимого для привода машины, может
полностью остановить двигатель, тогда как умеренное уменьшение крутящего момента, необходимого для
привода машины, может значительно увеличить скорость выше допустимого значения скорости ползучего
движения.
Стабилизированные скорости ползучего движения могут быть достигнуты, когда машины приводятся в
движение двигателем с шунтирующими характеристиками 70 на скоростях ползучего движения.
При использовании асинхронного двигателя с обмоткой вторичной обмотки или двигателя, указанного в
вышеупомянутой предыдущей спецификации, для привода этих машин можно получить скорости ползучего
хода, вставив сопротивление последовательно со вторичной обмоткой двигателя, а если машины приводят в
движение двигатель постоянного тока с параллельным возбуждением, то можно получить скорости ползучего
хода, вставив сопротивление последовательно с якорем. Желательно получать скорости ползучего хода с
помощью резисторов описанным выше способом из-за простоты и низкой начальной стоимости резисторов,
однако возникает серьезный недостаток, поскольку такое использование резисторов также приводит к тому,
что двигатели с обычно параллельными характеристиками приобретают последовательные характеристики,
следовательно, не удовлетворяя требованиям к приводу на скоростях ползучего хода. Очевидно, что если для
привода машин используется двигатель с последовательной характеристикой, то этот двигатель также будет
обладать последовательной характеристикой на низких скоростях, следовательно, не будет удовлетворять
требованиям к приводу на низких скоростях.
Это обстоятельство привело к частому использованию двух двигателей для привода таких машин.
В таких случаях главный двигатель приводит машины в движение на их нормальных рабочих скоростях 100, в
то время как скорости ползучего хода обеспечиваются небольшим вспомогательным двигателем с
параллельными характеристиками, приводящим в движение зубчатую передачу, соединенную с валом
главного двигателя обгонной муфтой, так что двигатель m93in 105 может принять на себя нагрузку от - - ' / 111
'.)'- 1 t -- 1_ 1 1 вспомогательного двигателя без остановки i : процесс этого требует. Очевидно, что по
сравнению с приводом от одного двигателя использование двух двигателей с редуктором и муфтой обходится
дороже, требует больше места и сопряжено с механическими сложностями, которые могут выйти из строя.
Поэтому желательно создать электродвигатель, который будет обладать шунтирующими характеристиками
при снижении его скорости до скорости ползучего движения с помощью сопротивления описанным способом.
Этот желаемый результат достигается благодаря изобретению, которое заключается в создании
многополюсного электродвигателя, имеющего неподвижные и вращающиеся элементы.
Двигатель снабжен обмотками, расположенными таким образом, что при нормальных рабочих скоростях
обмотки запитываются для создания нормального магнитного потока двигателя, тем самым создавая по
существу только крутящий момент двигателя во вращающемся элементе, а при скоростях ползучести ниже
нормальной минимальной скорости вводятся сопротивления описанным выше способом, а также средства
для одновременного изменения нормального магнитного потока двигателя, чтобы одновременно создавать
крутящий момент двигателя и генератора во вращающемся элементе двигателя. Разница между крутящими
моментами двигателя и генератора будет представлять собой эффективный крутящий момент двигателя, при
этом двигатель будет иметь ползучие скорости с параллельными характеристиками.
Изобретение лучше всего будет понято из следующего описания в сочетании с прилагаемыми чертежами, на
которых:
На фиг. 1 представлен предпочтительный вариант осуществления изобретения, примененный к
щеточно-двигательному двигателю переменного тока с регулируемой скоростью, например, к двигателю,
описанному в предыдущей спецификации.
№ 25358/1911. На этом рисунке показана первичная обмотка двигателя, подключенная к обычному источнику
переменного тока, а также источник постоянного тока и генератор переменного тока низкой частоты, каждый
из которых может подавать энергию на вторичную обмотку или отдельную возбуждающую обмотку для
одновременного создания крутящего момента двигателя и генератора во вращающемся узле двигателя.
Lu'z.2 представляет собой кривые скорости вращения, которые являются неизбежными в результате,
полученном с помощью изобретения.
На рисунке AJ представлено упрощенное изображение соединений между коммутируемой и вторичной
обмотками двухполюсного двигателя и источником постоянного тока или генератором переменного тока
низкой частоты при применении изобретения к двухполюсному двигателю. Цель рисунка 3 состоит в том,
чтобы помочь в объяснении того, как источник постоянного тока или генератор переменного тока низкой
частоты t могут быть подключены к вторичным обмоткам двигателя типа a, указанного в вышеупомянутом
патенте, с любым количеством полюсов, чтобы обеспечить циркуляцию постоянного тока 70 или переменного
тока низкой частоты S через вторичные обмотки одновременно с протеканием нормальных токов через
вторичные обмотки a и предотвратить протекание таких нормальных токов 75 i через источник постоянного
тока или через генератор переменного тока низкой частоты.
На фиг. 4 представлен предпочтительный вариант осуществления изобретения, примененный к асинхронному
двигателю с 80 обмотками на вторичном электроде. На этом рисунке мы изобразили первичную обмотку
двигателя, подключенную к обычному источнику переменного тока, а также источник постоянного тока и
генератор переменного тока низкой частоты, любой из которых может питать первичную обмотку или
отдельную возбуждающую обмотку, чтобы одновременно создавать крутящие моменты двигателя и
генератора во вращающемся элементе двигателя.
На фиг. 5 представлен предпочтительный вариант осуществления изобретения применительно к
шунтирующему двигателю постоянного тока, и на этой фиг. мы изображаем двигатель, имеющий два
комплекта обмоток возбуждения 95°, возбуждаемых постоянным током: один комплект создает крутящий
момент двигателя, а другой — крутящий момент генератора во вращающемся якоре. На рис. 63 показана
модификация рис.
Поскольку на рис. 6 мы используем только один комплект обмоток возбуждения для одновременного создания
крутящих моментов двигателя и генератора во вращающемся якоре. -oe На рис. 1. 10 Представляет собой
четырехполюсный трехфазный двигатель переменного тока с регулируемой скоростью и переключением
щеток. Двигатель обычно имеет вращающуюся первичную обмотку 11, соединенную с линиями переменного
тока 110 12 через коллекторные кольца 13 и щетки 14. Основная обмотка состоит из катушек с 1,5 по 2,3
включительно, расположенных на расстоянии 60 электрических диэлектриков друг от друга.
Катушки 10, 13, 21 и 24 имеют по одному выводу, подключенному к выводу 27, а другой вывод, подключенный
к выводу 1bs. '9, -lse катушки подключаются к внешним техническим столбам. Каждый из -.t7Es 1G. 19, ''2.lnd
2l5 имеет по одному 120 (=ndl ter t tie lead 27, а otiler erd Cesneeted к другому кольцу 13 с помощью "C)dl 3(1 и
31, причем эти катушки соединены с чередующимися магнитными полюсами.
T1e roils IF, 2f. ? 2) и 2(3) имеют по одному концу 125, соединенному с выводом 27, а другой конец соединен с
оставшимся кольцом 13 выводами 32 и 33, причем эти катушки соединены таким образом, чтобы
образовывать чередующиеся магнитные полюса.
Таким образом, первичная обмотка II подключена как трехфазная четырехцепная система. Y-образная
обмотка с проводом 27, образующим Y-образное соединение. Когда обмотка 11 18 запитана током от линий
12, 6, образуется четырехполюсный вращающийся магнитный поток, магнитная полярность которого в
определенный момент времени, например, обозначается буквами N и S рядом с катушками с 15 по 26
включительно. Двигатель 10 также имеет четырехполюсную вращающуюся коммутируемую обмотку 34
обычного типа с постоянным током, многоцепной, барабанной намоткой, причем эта обмотка соединена с
вращающимся коммутатором 35. Каждый из уравнительных выводов, обозначенных цифрой 36, соединен с
диаметрально противоположными точками обмотки 34. На коммутаторе 35 расположены неподвижные щетки
с 37 по 48 включительно, причем эти щетки расположены на расстоянии 60 электрических градусов друг от
друга и соединены одним из выводов 49. Двигатель 10 также имеет трехфазную, четырехполюсную
стационарную вторичную обмотку 50, состоящую из катушек с 51 по 62 включительно, причем эти катушки
расположены на расстоянии электрических градусов друг от друга.
Катушки 51, 60, 57 и 54 образуют одну фазовую группу и соединены последовательно для образования
чередующихся магнитных полюсов; концы этой последовательной цепи соединены со щетками 37 и 40 через
регулируемые резисторы 6,3 и 631. Катушки 52, 55, 58 и 61 образуют вторую фазовую группу и соединены
последовательно для образования чередующихся магнитных полюсов; концы этой последовательной цепи
соединены со щетками 38 и 47 через регулируемые резисторы 64 и 641. Катушки 53, 62, 59 и 56 образуют
третью фазную группу и соединены последовательно для образования чередующихся магнитных полюсов;
концы этой последовательной цепи соединены со щетками 39 и 42 через регулируемые резисторы 651.
Неподвижный элемент двигателя 10 может также быть снабжен двумя расположенными диаметрально
противоположными возбуждающими катушками 66 и 67, соединенными последовательно для образования
противоположных магнитных полярностей при протекании через них тока. Для упрощения рисунка обмотки
первичной и вторичной обмоток 11 и 50, а также обмотки 66 и 67 представлены в виде сосредоточенных
обмоток вместо обычно распределенных, а магнитная полярность этих обмоток принимается равной
полярности, указанной рядом с воздушным зазором между вращающимися и неподвижными элементами
двигателя 10.
Для дальнейшего упрощения чертежа обмотки a60, 11 и 34 изображены меньшими по размеру, чем
коммутатор 35.
Вращающееся магнитное поле первичной обмотки 11 индуцирует напряжения в катушках вторичной обмотки
50 265, и каждая последовательно соединенная группа этих катушек имеет индуцированное напряжение,
возникающее последовательно с напряжением на щетках, к которым подключена эта группа. Токи,
протекающие во вторичной обмотке 50, создают четырехполюсный вращающийся магнитный поток 70i,
полярность которого в определенный момент времени обозначается буквами N и S. Взаимодействие между
вращающимися потоками первичной и вторичной обмоток 11 и 50 приводит к вращению двигателя 10. 75,
Источник постоянного тока представлен батареей 68, а генератор переменного тока низкой частоты —
батареей 69. К выключателю 70 можно подключить либо вывод 68, либо вывод 69 через выключатель 71. 80' и
регулируемое сопротивление 72. Переключатель 70 имеет два неподвижных контакта, соединенных с двумя
группами фаз вторичной обмотки 50 в точках 73 и 74. Скорость двигателя 10 может изменяться выше и ниже
синхронной скорости путем перемещения щеток с 37 по 48 включительно.
На рис. 1 щетки, соединенные с концами каждой вторичной фазы, представлены как разделенные на 180
электрических градусов, и предполагается, что напряжение от обмотки 34 противодействует напряжению,
индуцированному во вторичных обмотках, что приводит к минимальной скорости 95, ниже синхронизма,
достижимого путем смещения щеток. Изменение скорости в пределах нормального диапазона рабочих
скоростей печатных машин для ткани, печатных станков, бумагоделательных машин и т. д. достигается путем
перемещения щеток 37–48 включительно на 100°, что обеспечивает стабильное регулирование скорости этих
машин в пределах их нормального диапазона рабочих скоростей, поскольку двигатель 10 имеет
параллельные характеристики скорости при изменении его скорости 105° путем перемещения щеток. При
желании двигатель 10 можно сконструировать таким образом, чтобы его скорость можно было достаточно
снизить, перемещая щетки, для работы машин на их ползучих скоростях, но, поскольку ползучие скорости
обычно намного ниже минимальной рабочей скорости, это приведет к тому, что двигатель 10 окажется
больше, чем необходимо для работы машин в их нормальном диапазоне скоростей, что увеличит стоимость
двигателя и снизит его КПД и коэффициент мощности.
Как уже говорилось ранее, поэтому принято конструировать двигатель 10 таким образом, чтобы нормальный
диапазон скоростей машины 120 достигался путем перемещения щеток, а скорость ползучего движения —
путем установки щеток в положение минимальной скорости и дальнейшего снижения скорости путем
включения резисторов 125 последовательно со вторичной обмоткой 50.
Таким образом, если 0M и OG на рис. 2 соответственно представляют собой крутящие моменты двигателя и
генератора, и если желаемая скорость ползучести представлена OA, а для вращения машин со скоростью OA
требуется крутящий момент, представленный OB, равный 387024, то сопротивления 63–65a включительно
(рис. 1) регулируются таким образом, чтобы получить кривую зависимости скорости от крутящего момента,
представленную линией C, поскольку это дает скорость GA при крутящем моменте OB. Умеренные изменения
крутящего момента, необходимого для привода машин со скоростью ползучести OA, происходят из-за
изменения состояния I0 машин и обрабатываемого ими материала, и крайне важно, чтобы при умеренных
изменениях крутящего момента наблюдались лишь незначительные колебания скорости. Когда двигатель
работает по кривой скорости и крутящего момента C, и крутящий момент, необходимый для привода машин,
увеличивается от OB до OD, двигатель 10 не может вращать машины, и они останавливаются. Если же
крутящий момент, необходимый для привода машин 20n, уменьшается от OB до GBE, скорость увеличивается
от OA до OF, и машины будут работать значительно выше допустимой скорости ползучего вращения.
Нестабильная работа на низких скоростях обусловлена использованием резисторов с 63 по 651
включительно, поскольку теперь скорость зависит от используемых резисторов и нагрузки на двигатель при
заданном значении используемых резисторов. Поэтому желательно использовать эти сопротивления для
получения скоростей ползучести и одновременно обеспечить дополнительные средства для обеспечения
стабильной работы на этих скоростях ползучести. Теперь мы опишем, как достигается этот результат в
соответствии с нашим настоящим изобретением.
В процессе нормальной работы двигателя 10 поток тока от источника 12 (рис. 1) образует в обмотке 11 группы
смежных N-полюсов и группы смежных S-полюсов, которые объединяются в отдельные N- и S-полюса. Также
в обмотке 50 образуются группы смежных N-полюсов и группы смежных S-полюсов, обозначенные буквами N
и S, которые также объединяются в отдельные N- и S-полюса. Каждая группа смежных северных и южных
полюсов в обмотках 11 и 50 пропускает токи от всех трех фаз, и поэтому нормальный магнитный поток
двигателя 10 будет иметь четыре полюса, каждый из которых имеет практически одинаковые значения
нормального магнитного потока. Обмотка 34 описана как многоцепная обмотка, и очевидно, что ток от каждой
фазы вторичной обмотки 50 будет протекать по четырем параллельным путям в обмотке 34. Таким образом,
например, ток от фазы, подключенной к щеткам 37 и 40, будет протекать по четырем параллельным путям в
обмотке 34, и то же самое будет справедливо для двух других фаз вторичной обмотки.
Каждый из путей индуктивно связан с практически равными частями нормального магнитного потока
двигателя, и противонапряжения, индуцированные в этих путях, будут постоянно равны и противоположны
друг другу, что приведет лишь к обычному слабому потоку локальных токов между этими путями. Цель
уравнительных проводов 70:36 состоит в том, чтобы пропускать эти локальные токи между параллельными
путями, чтобы не перегружать щетки коммутатора. Очевидно, что если бы провода 3U не были
предусмотрены, в обмотке 34 все равно оставалось бы четыре параллельных пути 75 для тока от каждой
вторичной фазы, и эти пути все равно были бы индуктивно связаны с существенно равными частями
нормального магнитного потока двигателя, и щетки коммутатора пропускали бы обычно слабый поток
локальных токов между параллельными путями. Поток локальных токов между параллельными путями
обмотки 34 создает в обмотке 34 генераторный момент 85, и поскольку эти токи обычно пренебрежимо малы,
очевидно, что во время нормальной работы генератора 10 в обмотке 34 будет создаваться генераторный
момент, приблизительно равный 10.
Сначала мы опишем, как мы создаём существенный генераторный крутящий момент в обмотке 34 путём
циркуляции тока от источника постоянного тока 68 через две фазы Sg вторичной обмотки 5Q.
Замыкание выключателей 70 и 71 вправо соединяет батарею 68 с точками 73 и 74, и постоянный ток
протекает через часть обмотки 50 по двум путям. Предполагая полярность 68, как показано на рисунке, один
из путей проходит от точки 73 через катушки 55 и 52, щетки 38 и 44, обмотку. 34. Щетки 39 и 45, катушки 53 и
62, и обратно к точке 74. Другой путь пролегает от точки 73 через катушки S и 61, щетки 47 и 41, обмотку 34,
щетки 42 и 48, катушки 56 и 59 и обратно к точке 74. Направление протекания постоянного тока через эти
катушки показано стрелками, расположенными рядом с ними. Видно, что одна группа из четырех
последовательных стрелок указывает в одном направлении, а другая группа из четырех последовательных
стрелок указывает в противоположном направлении. Эти два набора токов приводят к образованию полюсов
постоянного тока противоположной полярности в этих катушках, как показано, например, буквами NI и S1,
расположенными рядом с этими токами. Полюса прямого тока i20 будут иметь практически одинаковую
прочность, поскольку ни одна из опор в сети не будет практически одинаковой.
Таким образом, существуют два последовательных направленных тока, объединенных в один
результирующий полюс 125 Н, и также существуют следующие последовательные направленные токи,
объединенные в один результирующий полюс 125 Н. Ранее мы описывали четырехполюсную обмотку 34 как
имеющую четыре параллельных пути в i30 3887,024, которые будут создавать наведенные
противонапряжения приблизительно в 100 вольт с полярностью, показанной на рисунке, рядом с этими
катушками, и между этими катушками практически не будет протекать локальный ток. Аналогичным образом
Соседние файлы в папке патенты