Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_13190
.pdf
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_378147.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=378147&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB378147A
[]
СПЕЦИФИКАЦИЯ ПАТЕНТА
Дата подачи заявки: дюна 22, 1931 г. - № 18054/37.
Фотография слева: 21 марта 1932 года.
37j&I47 Завершено. Принято: август. 7 7, 1932.
ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
2
Ci-GproGenrents i-il Electric Systeras ior the zel tation of DYR19aM11o rEi3c-ric 11,cin'tacEis.s Мы, Элтиук Морис
Джонсон, проживающий по адресу: Поплар Гроув, 33, Бруклендс, графство Честер, подданный короля
Честера, и компания ASSOCIATED ELECTRICAL INDUSTRIES LIMITED, проживающая по адресу: Кроунл хаус,
Олдвич, город Вестминстер, британская компания, настоящим заявляем, что характер данного изобретения
заключается в следующем: Данное изобретение относится к возбуждению динамо-машин.
В энергосистеме, включающей один или несколько электродвигателей и генераторов, работающих по хорошо
известной системе Уорда-Леонарда, в которой генераторы, подающие ток на двигатели, возбуждаются
раздельно переменным током возбуждения, часто бывает удобно получать энергию для раздельного
возбуждения от вспомогательной системы электропитания постоянного тока, которая также подает
электрическую энергию на другие приборы, например, лампы, насосы, вентиляторы и тому подобное.
При использовании такой системы, например, в судостроении, к одному двигателю или группе двигателей,
подающих питание на один гребной винт, может быть подключено несколько генераторов, а энергия для
возбуждения всех электрических машин может поступать от так называемой вспомогательной системы
электропитания судна.
В системах описанного выше характера желательно, чтобы в зависимости от конкретных условий
эксплуатации в любой момент времени возбуждение двигателя могло изменяться независимо от возбуждения
генератора.
Если не контролировать независимые колебания напряжения, может произойти опасное увеличение тока,
протекающего между двигателем и генераторами, если, например, ослабится поле двигателя и возбуждение
генератора не будет поддерживаться на соответствующем уровне.
Согласно настоящему изобретению, эта трудность устраняется, а другие сопутствующие преимущества
достигаются за счет организации возбуждения генератора или генераторов и двигателя или двигателей от
одного источника, обеспечивающего переменное возбуждение машин, при этом предусмотрены средства для
обеспечения желаемого соотношения между: Цена 1--] токами возбуждения, подаваемыми на двигатели и
генераторы соответственно. Удобно, что генератор (или генераторы) и двигатель (или двигатели)
возбуждаются током от одного возбудителя, возбуждение которого регулируется с помощью реостата,
соединенного, например, последовательно с обмоткой возбуждения. Цепи возбуждения генераторов в целом
соединены параллельно с цепями двигателя или двигателей, и в цепь возбуждения генератора 65 включен
реостат, который либо работает в соответствии с реостатом в цепи обмотки возбуждения возбудителя, либо
блокируется с ним, так что изменение поля возбудителя 70 невозможно без соответствующего изменения
сопротивления в цепи с цепями возбуждения генератора, благодаря чему напряжение, подаваемое на
указанные цепи возбуждения, будет поддерживаться практически постоянным или изменяться заданным
образом.
Для регулирования скорости и направления вращения двигателей с помощью соответствующих реостатов в
соответствии с хорошо известной системой Уорда-Леонарда можно изменять ток, протекающий через
различные возбуждающие обмотки генераторов.
В соответствии с одним из способов осуществления изобретения, каждый главный генератор может быть
снабжен собственным возбудителем, который может быть удобно механически соединен с генератором.
Предусмотрен мотор-генераторный возбудитель, моторная часть которого получает энергию от
вспомогательной системы, а генераторная часть образует возбудитель для подачи тока на обмотки
возбуждения различных возбудителей главных генераторов, а также на обмотку возбуждения двигателя,
якорь которого получает энергию от главного генератора. Генераторная часть мотор-генераторной установки
имеет отдельное возбуждение, и в цепь ее обмотки возбуждения включен реостат, так что напряжение на
клеммах генератора может изменяться с целью регулирования возбуждения главного двигателя или
двигателей.
В цепи возбуждения, ведущей от мотор-генератора к обмоткам возбуждения основных генераторов,
предусмотрен еще один реостат, причем оба реостата соединены между собой или заблокированы таким
образом, что любое изменение напряжения мотор-генератора, вызванное работой первого реостата,
компенсируется, с точки зрения цепей возбуждения основных генераторов, изменением напряжения во
втором реостате. Таким образом, напряжение, подаваемое на цепи возбуждения всех 10 главных генераторов
в целом, поддерживается практически постоянным. Изменение возбуждения главных генераторов для
управления скоростью и направлением вращения главного двигателя независимо осуществляется с помощью
контроллера WardLeonard, который включен в цепь возбуждения обмоток возбудителей указанных
генераторов.
В некоторых случаях вместо использования отдельных возбудителей для каждого генератора может
использоваться один возбудитель для возбуждения всех генераторов, или же обмотки возбуждения
генераторов могут питаться током от единственного генератора с электроприводом, описанного ранее.
Генератор с электроприводом может быть самовозбуждающимся, если это позволяет конструкция, или может
быть снабжен собственным непосредственно приводимым в движение возбудителем вместо возбуждения от
отдельной электрической системы.
Когда реостат в обмотке возбуждения генератора с электроприводом соединен с реостатом в питающих
проводниках цепей возбуждения главных генераторов, конструкция такова, что изменение первого
упомянутого реостата, а именно реостата генератора с электроприводом, невозможно до тех пор, пока не
будет произведено соответствующее изменение второго реостата. В некоторых случаях значение
сопротивления второго упомянутого реостата может зависеть от количества обмоток возбуждения
генератора, питаемых через него, чтобы напряжение, подаваемое на клеммы цепей возбуждения генератора,
оставалось практически постоянным, несмотря на изменение количества питаемых обмоток возбуждения.
Вместо привода генератора возбуждения 5G электродвигателем, получающим энергию от вспомогательной
системы, генератор может приводиться в движение первичным двигателем, например, турбиной.
Следует отметить, что изменение напряженности поля в главном двигателе или двигателях может быть
вызвано сравнительно небольшим реостатом в обмотке возбуждения генератора, а не реостатом, достаточно
большим для пропускания полного напряжения.
Требуемый ток возбуждения двигателя. Может быть предусмотрен единый источник энергии для возбуждения
главного двигателя и генераторов, что существенно снижает вероятность отказа возбуждения только главного
двигателя. В тех случаях, когда энергия для возбуждения генераторов и двигателей поступает из
вспомогательной системы электроснабжения, обмотки возбуждения основных двигателей и генераторов
(которые могут располагаться вблизи высоковольтных обмоток) однозначно изолированы от вспомогательной
системы, которая обычно представляет собой только низковольтную систему.
Следует понимать, что может использоваться любое количество главных генераторов с отдельным
возбудителем или возбудителями или без них, а также любое количество двигателей, связанных с такими
генераторами, и к генераторам и двигателям могут быть подключены различные средства переключения, а
также регулирующие устройства для контроля надлежащего функционирования отдельных машин.
Дата: 22 июня. 1931.
А. С. Кашемайл, дипломированный патентный поверенный, Норфолк-стрит, Стрэнд, 2, Лондон, У. К.,
представитель заявителей.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствования электрических систем для возбуждения динамо-машин - X X электрических машин. Мы,
Эрик Морис Джонсон, проживающий по адресу: Поплар Гроув, 33, Бруклендс, графство Честер, подданный
короля Великобритании, и компания Associated Electric Industries Limited, проживающая по адресу: Краун Хаус,
Олдвич, город Вестминстер, британская компания, настоящим заявляем, что характер данного изобретения и
способ его осуществления подробно описаны и установлены в следующем заявлении: Данное изобретение
относится к возбуждению динамо-электрических машин, и в частности к возбуждению электрических машин в
энергетических системах, в которых электродвигатели питаются током от генераторов с раздельным
возбуждением и управляются по хорошо известному принципу Уорда-Леонарда. В некоторых областях
применения таких энергетических систем может быть удобно или даже необходимо получать возбуждение
для всех машин из одного источника. Например, в судовой силовой установке, использующей двигатель или
группу двигателей под управлением системы Уорда-Леонарда для привода гребного винта, может быть
удобно или необходимо получать энергию для возбуждения машин от так называемой вспомогательной
электрической системы судна, которая подает электроэнергию к другим устройствам, например, лампам,
насосам, вентиляторам и тому подобному.
С другой стороны, в целом желательно, чтобы в зависимости от конкретных условий эксплуатации в любой
момент времени возбуждение двигателя могло изменяться независимо от возбуждения генератора. Однако,
если независимые колебания не будут тщательно контролироваться, может произойти опасное увеличение
тока, протекающего между двигателем и генераторами, если, например, возбуждение двигателя будет
ослаблено, а возбуждение генератора не будет поддерживаться на соответствующем уровне.
Согласно настоящему изобретению, эта трудность устраняется, а другие сопутствующие преимущества
достигаются за счет организации возбуждения приводного двигателя или двигателей и генератора или
генераторов, подающих на них ток, от генератора-возбудителя, снабженного средствами, позволяющими
изменять его возбуждение, и которые соединены со средствами для изменения возбуждения генератора или
генераторов таким образом, что при изменении возбуждения возбудителя соответственно изменяется
возбуждение двигателя или двигателей, в то время как возбуждение генератора или генераторов
поддерживается практически постоянным или изменяется только заданным образом. На практике скорость и
направление вращения приводных двигателей будут регулироваться в соответствии с принципами
Уорда-Леонарда путем независимого изменения возбуждения генераторов.
Для более полного понимания изобретения приводится прилагаемый чертеж, представляющий собой
электрическую схему, иллюстрирующую один из вариантов осуществления изобретения, например, тот,
который может быть использован в судовом гребном механизме.
ионная система.
Как показано на чертеже, двигатель 1, имеющий обмотку возбуждения 2, получает энергию от генераторов 3 и
4, имеющих обмотки возбуждения 5 и 6 соответственно. Например, двигатель 1 может быть адаптирован для
привода гребного винта в морской движительной системе. Полевые обмотки 5 и генераторов 3 и 4
возбуждаются соответственно возбудителями i и 8. Возбудители 7 и 8 — механические.
Они соединены анически со своими соответствующими генераторами и оснащены обмотками 9 и 10
соответственно.
Полевые обмотки двигателя 1 и возбудителей 7 и 8 предназначены для возбуждения от шин 11, которые в
случае морской силовой установки могут представлять собой вспомогательную систему электроснабжения,
обычно используемую на судне. Для этой цели предусмотрен мотор-генераторный возбудитель,
обозначенный цифрой 70, как правило, цифрой 12. Мотор-генератор 12 имеет параллельно соединенную
моторную часть 13, которая получает энергию от шин 11, и генераторную часть 14, обмотка возбуждения 15
которой возбуждается отдельно от шин 11. Генераторная часть 14 мотор-генератора 12 представляет собой
генератор возбуждения для двигателя 1 и возбудителей 7 и 8.
Напряжение на клеммах якоря 80 возбудителя 14 может регулироваться с помощью реостата 16, входящего в
схему вместе с его обмоткой возбуждения 15. Якорь возбудителя 14 соединен непосредственно с обмоткой
возбуждения 2 приводного двигателя 1, но 8 он включен последовательно с реостатом 17, подключенным к
обмоткам возбуждения 9 и 10 возбудителей 7 и 8. Рабочие элементы реостатов 16 и 17 соединены между
собой или иным образом заблокированы, так что любое изменение напряжения возбудителя 14
компенсируется, в отношении цепей возбуждения возбудителей 7 и 8, соответствующим изменением в
реостате 17. Таким образом, напряжение 95, подаваемое на цепи возбуждения генераторов 3 и 4,
поддерживается практически постоянным.
Контроллер Уорда-Леонарда 18, включенный в схему с обмотками возбуждения 9 и 10100 возбудителей 7 и 8,
позволяет независимо изменять возбуждение генераторов 3 и 4, так что скорость и направление вращения
двигателя 1 могут изменяться в соответствии с принципами Уорда-Леонарда.
При необходимости сопротивление реостата 17 может зависеть от количества обмоток возбуждения
генератора, возбуждение которых он контролирует, чтобы напряжение, подаваемое на цепи возбуждения
генераторов, оставалось практически постоянным, несмотря на изменение количества питаемых обмоток
возбуждения.
1. Любое подходящее соединение средств для изменения возбуждения возбудителя 14 и средств для
изменения возбуждения возбудителей 9 и 10 для генераторов 3 и 4 может быть использовано при условии,
что такое соединение таково, что изменение возбуждения возбудителя 14 не может быть произведено без
соответствующего изменения возбуждения возбудителей 9 и 10. Вместо того чтобы в конструкции i25 d
изменялось возбуждение возбудителя 14, то возбуждение возбудителей 7 и 8 соответственно изменялось с
целью поддержания возбуждения генераторов 3 и 4 практически постоянным, при соответствующей
конструкции, возбудитель 14 может быть оснащен собственным непосредственно управляемым
возбужденным генератором 3 и 4, и возбуждение генераторов 8 может контролироваться в любой заранее
определенной системе. Кроме того, возбудитель может быть самовозбуждающимся, если конструкция
позволяет это, или же он может быть снабжен собственным непосредственно управляемым возбужденным
генератором 14, который возбуждается от отдельного электрического источника питания.
манера. Следует понимать, что любое количество основных генераторов с отдельным возбудителем или
возбудителями и любое возбуждение двигателя 1 может быть вызвано сравнительно небольшим реостатом, и
что такие генераторы, как 16, могут быть связаны с генератором возбудителя 14 вместо обычных средств
переключения и регулирования реостатом, достаточно большим для того, чтобы пропускать полный ток
возбуждения, который может потребоваться двигателю 1. Более того, подробно описав двигатель 1 и
генераторы 3, определив природу нашего изобретения 4, обеспечивающего подачу тока к ним от одного
источника 11, а также вероятность отказа, мы заявляем, что то, что мы изобрели,
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_378148.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=378148&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB378148A
[]
[Второе издание.] ]
ПАТЕНТНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
Дата проведения конвенции (США): 26 июня 1930 года. 378,148 Дата подачи заявления (в Соединенном
Королевстве): 22 июня 1931 года. № 18,090/31.
Полное техническое задание принято: август. 11, 1932.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствования, связанные с гироскопами.
Мы, компания SPERRY GYROSCOPE COMPANY, INC., корпорация, зарегистрированная в соответствии с
законами штата Нью-Йорк, Соединенных Штатов Америки, по адресу: Manhattan Bridge Plaza, Бруклин, штат
Нью-Йорк, Соединенные Штаты Америки, (правопреемники РЕГИНАЛЬДА ЭВЕРЕТТА ГИЛЛМОРА,
проживающего по адресу: 17, Ист 89-я улица, город и штат Нью-Йорк, Соединенные Штаты Америки,
гражданина Соединенных Штатов Америки, и БРУНО АВГУСТА ВИТТРУИНСА, проживающего по адресу: 5,
Гарден Плейс, Чатем, Нью-Джерси, Соединенные Штаты Америки, гражданина Германской Республики),
настоящим заявляем о характере данного изобретения и о способе его осуществления, которые будут
подробно описаны и установлены в следующем заявлении:
Данное изобретение относится к гироскопам и, в частности, к устройствам, обычно называемым
искусственным горизонтом или искусственной вертикалью, которые приводятся в действие гироскопическим
устройством. Одна из целей нашего изобретения — создание устройства, которое постоянно показывает
истинную вертикаль относительно подвижного основания или показывает в любой момент времени углы
наклона такого основания относительно естественного горизонта, причем указанные показания задаются
двумя отдельными углами, измеренными по двум перпендикулярным друг другу осям.
Такой прибор, как описанный выше, полезен для артиллерийских стрельб, навигации и наблюдения на борту
кораблей. Это позволяет артиллерийскому расчету точно рассчитать угол возвышения орудия в момент
стрельбы, когда корабль качается или кренится. Кроме того, она обеспечивает стабилизированную
платформу, на которой можно установить телескоп для наблюдения за удаленными объектами с борта судна,
а также служит вспомогательным средством для проведения морских наблюдений в целях навигации. Это
позволяет вести огонь из орудий в автоматическом или ручном режиме при любом желаемом положении
указанных орудий относительно горизонтали, что обеспечивает точное управление огнем по скрытой цели.
Это также позволяет точно определить наклон цапф орудия и автоматически или вручную рассчитать точные
значения поправок к азимуту и углу наклона.
Углы возвышения орудий для компенсации наклона цапфы. 55 Согласно изобретению, предлагается
гироскоп, включающий шарообразный ротор и чашку для поддержки указанного ротора на
самогенерирующейся воздушной пленке, а также индуктивные средства для вращения указанного шара. 60
Для полного понимания изобретения будет приведено его описание со ссылкой на прилагаемые чертежи,
иллюстрирующие средства для поддержания стабилизированной платформы, параллельной естественному
горизонту и истинной вертикальной оси, непрерывно и постоянно в очень узких пределах погрешности.
Обращаясь к чертежам:
На рисунке 1 показан вид сбоку искусственного горизонта и сечение постамента, на котором он установлен; на
рисунке 2 показан сечение чувствительного элемента искусственного горизонта; на рисунках 3 и 4 показано
расположение подвесного регулятора наклона статора; на рисунке 5 показана зубчатая передача,
соединяющая одну ось искусственного горизонта с одним двигателем подъема и одним генератором
передатчика; на рисунке 6 подробно показано контрольное устройство; на рисунке 7 подробно показана часть
корректирующего устройства в разрезе; на рисунке 8 показано это же устройство в сечении; на рисунке 9
приведены детали электромагнитного корректора; на рисунке 10 показан сечение соединения
электромагнитного корректора с одной осью статора; на рисунке 11 представлена полная схема подключения
искусственного горизонта с его корректирующими устройствами; на рисунке 12 представлена полная схема
подключения искусственного горизонта с модифицированной формой корректора; на рисунке 13 представлен
вид сверху искусственного горизонта. Рисунок 14 представляет собой горизонтальный разрез внешних
карданных опор, показывающий, как сжатый воздух подается в чашку; Рисунок 15 представляет собой
увеличенный поперечный разрез 105 устройства измерения уровня жидкости; J -378,148 - Рисунок 16
представляет собой подробный вид, показывающий модифицированный метод внесения поправок в
передаваемые показания без нарушения работы шарика; Рисунок 17 представляет собой схематическое
изображение еще одной модификации, в которой поправки вводятся между шариком и механизмом слежения;
Рисунок 18 представляет собой схематическое изображение модифицированной формы шарика для
иллюстрации того, как может изменяться период колебаний шарика. c-.
Как показано на рисунке 1, искусственный буриозоА установлен на пьедестале 1. Эта подставка имеет два
шарикоподшипника 2 и 3, расположенных таким образом, что подставка может вращаться вокруг
вертикального вала 4, который, в свою очередь, жестко закреплен в своем гнезде или основании 5. Этот
разъем может быть привинчен к палубе корабля или к любому другому используемому основанию. Верхняя
часть подставки 1 несет платформу 6, которая служит основанием для крепления опорной рамы 7, на которой
расположены несущие стойки или опорные кронштейны 8, 9, 10 и 11. Указанные стойки 8 и 9 несут главные
Т-образные цапфы искусственного горизонта. Предпочтительно, чтобы оси указанных шарниров совпадали с
двумя осями наблюдения искусственного горизонта.
Гироскопический элемент прибора представляет собой шарообразный ротор 12. Чашка 13 снабжена
внутренней сферической поверхностью той же кривизны, что и шар, и служит опорой и единственным
подшипником для него. Сжатый воздух может подаваться в сферическую поверхность контакта между шаром
и чашкой через канал 14, при этом воздух проходит через центральное отверстие 15 вала 4 на рисунке 1 и
оттуда (рисунок 14) через подходящую трубу к полому цапфу Т и через полые карданные кольца 22 и 21 и
подшипник B в камеру C и канал 14 через трубу PI (рисунок 2). Шар 12 поднимается под действием давления
воздуха до тех пор, пока не будет достигнуто равновесие между весом шара и давлением воздуха,
выходящего через небольшой сферический зазор между шаром и чашкой 13. Эффект от выходящего воздуха
аналогичен эффекту масла в подшипниках — шарик фактически «плавает» на тонкой сферической воздушной
пленке. Благодаря очень низкой вязкости воздуха в качестве смазки, трение между шариком 12 и его
подшипником 13 практически отсутствует, и поэтому шарик может свободно вращаться в любом желаемом
направлении.
Однако мы обнаружили, что эта поддерживающая воздушная пленка может сохраняться за счет быстрого
вращения шарика, так что подачу сжатого воздуха можно отключить, как только шарик наберет необходимую
скорость.
- Для вращения шарового гироскопа кольцеобразный статор -16, аналогичный статорам, обычно
используемым в трехфазных асинхронных двигателях, подвешен таким образом, чтобы быть концентричным
с шаром 12. Если этот статор питается от подходящего источника трехфазного переменного тока,
вращающееся поле статора создаст вихревые токи в твердом металлическом шарике, в результате чего
возникнут крутящие моменты, которые будут стремиться удерживать шарик в синхронном движении с полем
статора, что приведет к быстрому вращению шарика вокруг его вертикальной оси. Скорость шарика является
функцией 75 числа полюсов статора, частоты начального переменного тока и проскальзывания ротора
относительно поля статора. Выбирая высокую частоту и большой воздушный зазор, мы можем заставить 80
шарик вращаться со скоростью в несколько тысяч об/мин, одновременно поддерживая электрическую и
магнитную связь между шариком и статором на минимальном уровне, чтобы предотвратить слишком сильную
реакцию между статором 85 и ротором.
Для управления мячом предусмотрено устройство дистанционного контроля. С этой целью шар несет
шпиндель 17 из легкого металла, а сверху на нем расположена круглая стальная кнопка 90 18, верхняя
поверхность которой имеет сферическую форму, а в нижней части шара установлен противовес 19 из особо
тяжелого металла таким образом, что центр тяжести шара и его креплений 95 расположен точно в точке входа
сферического ротора. Это означает, что мяч и всё, что к нему прикреплено, полностью сбалансированы
относительно всех возможных осей. С другой стороны, осевая камера С находится между шпинделем и
противовесом.
Увеличение веса приводит к тому, что ось вращения шара становится осью максимальной инерции шара.
Следовательно, шар всегда будет вращаться вокруг этой оси с максимальной инерцией 10⁵ независимо от оси
крутящего момента, придаваемого шару.
Чашка 13 регулируемо установлена в многорычажном кронштейне 20, который, в свою очередь, закреплен на
кольце 21, шарнирно установленном в карданном кольце 22. В свою очередь, кольцо 22 шарнирно закреплено
в подшипниковых стойках 8 и 9, образуя карданную опору кольца.
Такая карданная система обеспечивает внешнему кольцу свободу по одной оси, а внутреннему кольцу —
свободу по двум осям, перпендикулярным друг другу. Вторая независимая карданная система несет статор
16. Сам статор установлен в кольце 23, которое шарнирно закреплено в карданном кольце 24. Кольцо 24
шарнирно закреплено в кольце 21, причем два шарнира находятся в плоскости, перпендикулярной плоскости
чертежа, и поэтому не показаны. Таким образом, очевидно, что 125 колец 23 и 24 образуют независимую
карданную систему колец 21 и 22. Таким образом, положение статора 16 не зависит от положения кольца 21 и
полностью свободно по двум осям, перпендикулярным друг другу. Однако главные оси обеих карданных
систем проходят через одни и те же точки и выровнены друг относительно друга.
Кольцо 21 несет рычаг 25, который уравновешивается грузом 25' и который проходит через всю систему, а
также в котором регулируемо установлена часть устройства дистанционного управления, взаимодействующая
с элементом 18. Такая деталь имеет форму крестообразной катушки 26. Данное устройство состоит из
центрального сердечника 27 и его катушки 28, а также четырех внешних сердечников, из которых на рисунках
1 и 2 показаны только 29 и 30 с их катушками 31 и 32.
Крестообразная система выровнена таким образом, что оси двух катушек находятся в плоскости одной из
главных осей карданной подвесной системы, в то время как две другие катушки 291, ! 30 B0 (рисунок 11)
находятся в плоскости, перпендикулярной первой, причем вторая расположена на одной линии со второй
главной осью карданной системы. Центральная катушка 28 питается очень малым переменным током (-5) и,
таким образом, действует как первичная обмотка трансформатора, а остальные четыре катушки являются
вторичными обмотками (-). Катушки 31 и 32 соединены последовательно в противоположных направлениях,
так что их потенциалы будут взаимно компенсироваться, пока они равны.
Они равны до тех пор, пока кнопка 18 находится в центральном положении. Как только эта кнопка
переместится в плоскости, параллельной изображению на чертеже, одна катушка получит более высокую
плотность магнитного потока 3B5, чем другая, из-за изменения воздушного зазора, что приведет к более
высокому потенциалу в одной катушке и более низкому в другой. Таким образом, суммарное выходное
напряжение двух катушек будет равно разности потенциалов +40 В на каждой из них. Если кнопка
переместится в противоположном направлении, выходной сигнал станет равным нулю, когда кнопка
находится в центральном положении, а затем снова увеличится, но с изменением фазового угла на 180°. Это
выход переменного тока.
Возможность изменения амплитуды и фазы используется для подачи сигнала на ламповый усилитель,
выходной сигнал которого приводит в действие небольшой двигатель переменного тока 33, рисунок 5.
Две другие катушки 291, 30' крестообразной системы 26 действуют точно так же, но выход их усилителя
подается на аналогичный двигатель 34 (рис. 1). Как показано на рисунке 1, двигатель 34 5.5 соединен
посредством шестерен 35, 36, 37 и 38 с шарнирно установленной скобой 39, подшипники которой
расположены в опорных стойках 10 и 11. Скоба 39 служит для соединения одной оси карданного кольца Z 60
21 с осью 40 шестерни 38. Это достигается за счет двух роликов 41 и 42 (рис. 6), расположенных по обе
стороны от дужки 39 и удерживаемых крестовиной 43, которая, в свою очередь, удерживается на карданном
кольце 21 с помощью элемента W5 крестовины 20. Любое движение карданного кольца 21 в плоскости,
перпендикулярной плоскости чертежа, а также составляющая в этой плоскости любого другого движения
карданного кольца, приведет к угловому перемещению скобы 39. В результате такой конструкции (70)
шестерня 38 будет в своем движении отражать угловое движение карданного кольца 21 в плоскости,
перпендикулярной чертежу.
Аналогичная шестерня 44 соединена с валом 75 кольца 22, которое шарнирно установлено в подшипниковых
стойках 8 и 9. Таким образом, движения этой шестерни будут представлять собой угловые движения кольца
22 в плоскости чертежа. Очевидно, что шестерни 38 и 44 вместе будут охватывать любые движения кольца
21, при этом каждая из них будет давать составляющую этого движения вдоль своей оси.
Аналогично тому, как двигатель 34 соединен с шестерней 38, двигатель 33 соединен с шестерней 44. Как
объяснялось ранее, эти двигатели включатся, как только кнопка 18 покинет свое центральное положение и
переместится вбок. Поскольку каждый двигатель управляется вторичными обмотками только в одной
плоскости, крестообразная система разделит движение кнопки 18 на две перпендикулярные друг другу
составляющие, тем самым активируя двигатели 34 и 33 в таком направлении, чтобы перемещать карданное
кольцо 21 по двум осям до тех пор, пока центр системы 26 не окажется точно над центром кнопки 18. Если
теперь предположить, что сферический ротор 12 быстро вращается вокруг истинной вертикальной оси, то
карданное кольцо 21 должно удерживаться в истинно горизонтальной плоскости с помощью двух двигателей
33 и 34. Если база или корабль, на котором обозначен искусственный горизонт в точке 1:05, начнет крениться,
система 26 начнет реагировать на крен, пытаясь отдалиться от центра кнопки 18.
Кнопка 18, благодаря гироскопическому действию быстро вращающегося шарика 12, 110, будет сохранять
свое вертикальное положение. Как только произойдет разница в положении между центром кнопки 18 и
центром системы 26, один или оба двигателя подъема 34 и 33 будут активированы и начнут вращать свои
шестерни 38 и 44 соответственно. Шестерня 38 будет создавать крутящий момент на кольце 21 через дужку
39 и ролики 41 и 42, а шестерня 44 будет непосредственно вращать другой шарнир 120 кольца 22,
воздействуя тем самым на другую ось кольца 21. Поскольку система 26 расположена непосредственно на
кольце 21, движения двух двигателей 34 и 33 будут объединены в результирующее движение системы 26.
Благодаря правильной координации пар катушек системы 26, каждая из которых подключена к одному из
двигателей, результирующее движение системы 26 будет таким, что центр системы 130J 26 вернется в
положение над центром кнопки 18. Это означает, что наблюдателю будет казаться, будто система 26 всегда
внимательно следит за кнопкой 18, независимо от того, как движется база 6 или корабль.
Таким образом, пока оси шара 12 остаются вертикальными, кольцо 21 будет стабилизировано в
горизонтальной плоскости.
Как уже объяснялось ранее, статор 16 (рис. 2) установлен в независимой карданной системе, состоящей из
колец 23 и 24. Статор, вращая шарик 12, оказывает определенное воздействие на вертикальную ось 45
шарика, постоянно стремясь выровнять эту ось с вертикальной электрической осью самого статора.
Это означает, что если статор наклонить, то через некоторое время шарик снова выровняется с
электрической осью статора, при этом сохранив тот же наклон. Кроме того, ось шарика совпадет с осью
статора по кратчайшему пути и без колебаний. Таким образом, простейшим способом мы получаем
важнейшую особенность, которая была предметом разработки многих сложных систем для гашения
колебаний гирообъективов.
— Способ, которым ось шарика апериодически следует за осью статора, можно понять, представив статор на
рисунке 1 смещенным на 90° вокруг горизонтальной оси, выступающей из плоскости чертежа. Если это
произойдет во время вращения шарика вокруг своей главной оси (оси шпинделя и кнопки), мы увидим, что
статор будет создавать крутящий момент вокруг горизонтальной оси в плоскости листа. В результате
действия этого крутящего момента (p40) шар будет совершать прецессию вокруг горизонтальной оси,
выступающей из плоскости листа. Таким образом, ось шарика будет следовать непосредственно за осью Df
статора и будет совпадать с осью статора без колебаний.
Скорость вращения шарика относительно статора в некоторой степени зависит от углового момента шарика и
воздушного зазора между шариком и статором. Однако наиболее важным фактором, влияющим на период
колебаний, является соотношение между электромагнитной эффективностью крутящего момента статора
относительно главной оси вращения шарика и его эффективностью относительно других осей вращения
шарика. Предположим, например, что шар 152 (см. рис. 18) изготовлен из стекла, за исключением узкого
экваториального ротора из ламинированной стали 153, ось которого совпадает с главной осью шара. При
желании ротор может быть снабжен обмотками из медных стержней, хорошо известными в связи с
асинхронными двигателями. Используя такой стеклянный шар и многослойный ротор, мы получим
конструкцию, при которой статор сможет с высокой эффективностью вращаться вокруг главной оси шара,
вращая его с почти синхронной скоростью. Однако, если ось статора смещена относительно оси шарика, то
эта составляющая привода статора вокруг осей, отличных от главной оси, будет очень неэффективной,
поскольку статор не будет воздействовать на стеклянную часть шарика и будет воздействовать лишь на очень
небольшую часть ламинированного стального ротора.
Более того, ламинирование еще больше снизит эффективность привода по любой оси, кроме главной оси.
Следовательно, в случае стеклянного шара с очень узким многослойным стальным ротором толщиной 80 мкм
ось шара будет следовать за осью статора с очень малой угловой скоростью.
Между крайними вариантами стеклянных и стальных шаров могут использоваться различные средства,
например, широкие роторы в стеклянных шарах или узкие стальные роторы в латунных шарах. Таким
образом, нам предоставляется широкий выбор периодов или угловых скоростей, с которыми шарик может
следовать за статором.
На практике мы убедились, что даже при наличии цельного стального шарика и узкого воздушного зазора
между статором и шариком, период колебаний составляет 90, что достаточно для удовлетворения
большинства наших требований. Время, необходимое мячу для того, чтобы занять новое положение,
обусловленное наклоном статора, называется периодом колебаний. Этот период зависит от магнитной связи
между статором и шариком, а также от фактической скорости движения шарика. Кроме того, это зависит от
углового момента мяча. Таким образом, очевидно, что статор предоставляет нам возможность влиять на
положение вертикальной оси шарика, не касаясь самого шарика. 105 Описанный выше метод управления
положением гироскопического ротора с помощью силы тяжести обладает многими преимуществами по
сравнению с обычным маятниковым управлением, при котором гироскоп в целом является маятниковым 110,
и сила тяжести действует непосредственно на гироскоп. В таком случае, согласно закону, согласно которому
гироскоп прецессирует под прямым углом к приложенной силе, гравитация не уменьшает наклон напрямую, а
вызывает конические колебания оси гироскопа, которые продолжаются до тех пор, пока не затухнут.
Однако в существующей системе, поскольку гравитация действует только через статор, который придает
вращение шару, обнаружено, что это действие напрямую уменьшает наклон, и, следовательно, вынужденные
конические колебания не возникают, и гироскоп без колебаний возвращается в вертикальное положение
после возмущения. Величина наклона статора 125, необходимая для достижения этого результата, зависит от
ранее упомянутых факторов, а именно: отчасти от углового момента шарика и воздушного зазора между
шариком и статором, но в основном от формы 50 (130 378,148), в то время как на другом конце якоря
установлен шарнирный фиксатор 56, шарнирно закрепленный в точке 57. Рычаг 58 является неотъемлемой
частью собачки 56 и изогнут под прямым углом таким образом, чтобы проходить через отверстие в якоре 53
(70), при этом его конец опирается на поверхность сердечника 59 магнита 52. Если магнит 52 находится под
напряжением, якорь притягивается, толкая рычаг 58 вверх, и одновременно перемещает собачку 75 56
внутрь, так что она входит в зацепление с храповым колесом 60, поворачивая его на один зуб.
Другой магнит 51 действует аналогичным образом на храповое колесо 61, но таким образом, что перемещает
колесо 80 в направлении, противоположном направлению вращения колеса 60. Оба колеса, 60 и 61,
установлены на валу 62, который, в свою очередь, опирается на опорные стойки 63 и 64. Та часть вала 62,
которая расположена между опорами подшипников 85, имеет резьбу. На вал 62 навинчена гайка 65
квадратной формы. Двойная вилка 66 охватывает эту гайку, предотвращая ее проворачивание. Если одно из
храповых колес сработает и начнет вращаться на 90 градусов, гайка 65 сместится вбок.
Штифт 67 заставит вилку 66 перемещаться вдоль нее, вызывая при этом угловое движение рычага 68, к
которому подсоединена вилка. Рычаг 68 плотно соединен с шарниром 48 посредством зажима 69, так что
любое движение любого из храповых колес приведет к наклону статора 16 вокруг оси стержня шарнира 48.
Суммарный вес рычага 49, платформы 50 и всех остальных частей, соединенных с этим рычагом,
значительно превышает вес рычага 68 и вилки 66, при этом сам статор 16 сбалансирован. Регулировка 105
храповых колес смещает центр тяжести подвесного груза вбок, что приводит к наклону статора. Маятник 47,
закрепленный сбоку под прямым углом к маятнику 49 статора, ведет себя точно так же. Причина наличия двух
электромагнитов 51 и 52 заключается в необходимости изменения направления наклона статора в случае,
если судно или база, на которой установлен аппарат, перемещаются по азимуту на 115 градусов.
Как пояснялось выше, следует понимать, что ось статора должна поддерживаться под определенным углом к
вертикали, чтобы обеспечить необходимую величину прецессии в правильном направлении и сохранить
вертикальное положение оси шарика. Это означает, что электрическая ось статора на данной широте всегда
должна быть направлена на определенную неподвижную звезду, независимо от движений корабля или базы.
В случае, если основание неподвижно, наклон статора будет происходить по одной или двум осям в
зависимости от положения осей, но он будет постоянным. Как только основание начинает двигаться,
возникает соотношение 130 между электромагнитной эффективностью вокруг оси привода и другими осями.
Это дает большое преимущество в искусственных горизонтах, где период колебаний очень велик, и,
следовательно, в которых установленное колебание будет продолжаться в течение нескольких часов в
обычном маятниковом гироскопе.
Также известно, что любое вращающееся гироскопическое устройство подвержено влиянию движения Земли.
Поскольку гироскоп стремится удерживать свою ось в постоянном положении в пространстве, он должен
наклоняться относительно своего основания пропорционально движению Земли, к которой это основание
прикреплено. Для того чтобы ось шара оставалась в постоянном положении относительно основания,
необходимо обеспечить его прецессию со скоростью и в направлении, противодействующих прецессии,
вызванной движением Земли. Если предположить, что шар вращается вокруг вертикальной оси, а ось статора
также вертикальна, то верхняя часть шара будет постепенно наклоняться на запад до тех пор, пока не будет
достигнуто равновесие между реакцией статора и прецессией шара. В этот момент ось шара, по-видимому,
будет сохранять фиксированное положение относительно основания, но будет наклонена под углом к
Соседние файлы в папке патенты