Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_13470
.pdf
частоты питания его скорость увеличивается до максимума, а затем уменьшается, а другой устроен таким
образом, что по мере увеличения частоты питания его скорость либо остается постоянной, либо
увеличивается.
Предпочтительно, чтобы оба элемента моторного счетчика были устроены таким образом, чтобы с
увеличением частоты питающего напряжения их скорость возрастала до максимума, а затем уменьшалась,
при этом максимальные скорости двух элементов возникали на разных частотах.
Предпочтительно устройство включает в себя пару измерительных элементов индукционного двигателя 65,
каждый из которых состоит из вращающегося диска из кондуктивного материала, электромагнита,
соединенного с источником питания и расположенного своим полюсом или полюсами вблизи диска,
демпфирующего магнита, который может представлять собой полупроводниковый магнит 70, расположенный
своими полюсами в непосредственной близости от диска, и электромагнита, расположенного своими
полюсами в непосредственной близости от диска и соединенного с источником питания с помощью
реактивного сопротивления и емкости 75.
в городе в цепи таким образом, чтобы электромагнитные цепи двух моторных счетчиков имели половинные
резонансные частоты, одна ниже, а другая выше стандартной частоты, и индикаторные средства 80,
управляемые в одном направлении одним моторным счетчиком, а в другом направлении другим моторным
счетчиком.
Когда частота системы измерения достигает нужного значения, вращающиеся 85 дисков элементов моторного
счетчика вращаются с одинаковой скоростью и в противоположных направлениях, а индикатор остается
неподвижным. Если частота, например, увеличится, скорость одного диска быстро возрастет, а скорость
другого диска уменьшится, так что индикатор сдвинется, и будет показано изменение частоты, после чего
можно будет изменить рабочие условия электростанции, чтобы отрегулировать частоту до нужного значения.
Аналогично, если частота падает, скорость другого элемента моторного счетчика увеличится, а скорость
первого упомянутого элемента моторного счетчика W00 Q91R 7 S 9 11 2 ( 2 373,120 уменьшится, и индикатор
будет двигаться в противоположном направлении.
Реактивное сопротивление и емкость обычно соединяются последовательно с электромагнитом, но схемы
подключения для создания резонансного контура известны специалистам в данной области. Как правило, для
ограничения тока в резонансной точке необходимо подключить в цепь резистор.
Удобно, что два элемента моторного счетчика соединены через дифференциальный механизм со стрелкой,
перемещающейся по шкале, и по величине перемещения стрелки за определенный промежуток времени
можно рассчитать изменение частоты питающей системы относительно стандартной частоты.
Магнит для защиты от затопления может представлять собой электромагнит, подключенный к системе
электроснабжения, и служить компенсатором любых колебаний напряжения в сети.
Характеристики кривых зависимости скорости от частоты для двух элементов мотор-счетчика
предпочтительно должны быть такими, чтобы в пределах рабочих параметров аппарата указанные кривые
были линейными.
В модификации изобретения 30 элементов межсоединений двигателя имеют общую подвижную часть,
например, диск.
Дата: 3-го числа. Январь 1931 года.
Джордж Фредерик Шоттеп, компания E3LLIOTT BROTHERS (LONDON) LIMITED, Рэймонд Смит, секретарь.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Улучшения в работе или связанные с журналом учета параметров, указывающие на отклонение от
стандартной или заранее установленной частоты системы электроснабжения переменного тока.
— Мы, Джордж Фредерик Шоттер, подданный короля Великобритании, проживающий по адресу: Риджуэй, 14,
Фриерн-Барнет, графство Мидлсекс, и компания ELLIoTr BnorTHERs (LoNDON) LIMITED, зарегистрированная
в соответствии с законодательством Великобритании, по адресу: Сентри Уоркс, Льюишем, графство Кент,
настоящим заявляем о характере данного изобретения и о способе его осуществления, которые будут
подробно описаны и установлены в следующем заявлении.
Данное изобретение относится к аппарату, работающему при изменении частоты питания системы
переменного тока относительно стандартной или заранее заданной частоты, и предусматривает средства для
индикации такого изменения, позволяющие легко регулировать рабочие условия на электростанции для
поддержания частоты на требуемом стандартном уровне.
Всегда желательно поддерживать частоту питающего напряжения на определенном уровне, но это
необходимо, если требуется питать часы или другие приборы времени от сети с помощью синхронного
двигателя, скорость вращения которого изменяется в зависимости от частоты питающего напряжения.
Для индикации частоты на станции электроснабжения, чтобы в случае ее отклонения от требуемого
стандартного значения можно было изменить условия эксплуатации для поддержания ее постоянной, было
предложено сравнивать время, показываемое стандартными часами, со временем, показываемым часами,
приводимыми в движение синхронным двигателем мощностью 70 А, подключенным к источнику питания.
Разница во времени, указанная этими двумя показателями, является мерой суммарной ошибки прошедшего
времени, обусловленной изменением частоты питания 75 по сравнению с требуемым значением. Затем
можно изменить условия эксплуатации, чтобы отрегулировать частоту до требуемого значения.
Согласно настоящему изобретению, устройство 80, работающее при изменении частоты питания системы
переменного тока относительно стандартной частоты, включает в себя пару моторных элементов,
функционально соединенных с элементом, например, индикаторным устройством 85, причем один из них
приводит его в движение в одном направлении, а другой — в другом. Один из указанных моторных элементов
устроен таким образом, что при изменении частоты питания 90 его скорость или крутящий момент в одном
направлении, например, увеличивается, а другой устроен таким образом, что при изменении частоты питания
относительно стандартной в противоположном направлении, например, 95, его скорость или крутящий момент
либо остаются постоянными, либо увеличиваются. Оба моторных элемента также устроены таким образом,
что при стандартной частоте элемент, например, индикаторное устройство, остается неподвижным, а при
любом изменении частоты относительно стандартной частоты указанный элемент непрерывно
перемещается.
Предпочтительно, чтобы оба элемента двигателя373,120 373,120 были устроены таким образом, чтобы с
увеличением частоты питающего напряжения их скорость или крутящий момент увеличивались до
максимума, а затем уменьшались, причем максимальные скорости или крутящие моменты двух элементов
достигаются при разных частотах.
Предпочтительно, устройство включает в себя пару измерительных элементов индукционного двигателя,
каждый из которых состоит из вращающегося диска из проводящего материала, первого электромагнита,
подключенного к источнику питания и расположенного его полюсом или полюсами вблизи диска, и второго
электромагнита, расположенного его полюсом или полюсами вблизи диска и подключенного к источнику
питания с реактивным сопротивлением и емкостью в цепи таким образом, что цепи второго электромагнита
имеют резонансные частоты, одна ниже, а другая выше стандартной частоты, и элемент, например,
индикаторное устройство, приводимое в действие в одном направлении одним измерительным элементом
двигателя, а в другом направлении — другим измерительным элементом двигателя.
В модификации изобретения используется один вращающийся диск из проводящего материала с парой
элементов, воздействующих на диск: один заставляет его двигаться в одном направлении, а другой — в
другом. Каждый элемент включает в себя первый электромагнит, подключенный к источнику питания и
расположенный своим полюсом или полюсами вблизи диска, и второй электромагнит, расположенный своим
полюсом или полюсами вблизи диска и подключенный к источнику питания с реактивным сопротивлением и
емкостью в цепи. Цепи второго электромагнита имеют резонансные частоты: одна ниже, а другая выше
стандартной частоты. Конструкция такова, что на стандартной частоте диск остается неподвижным, а при
любом изменении частоты от стандартной он непрерывно движется.
Изобретение будет описано на примере со ссылкой на прилагаемые чертежи, где на фиг. 1, 2 и 3
схематически показаны три отдельных модификации.
На рис. 4 показан полный прибор типа, схематически изображенного на рис. 1, с удаленным диском со шкалой
слева; на рис. 5 в увеличенном масштабе показано расположение одного вращающегося диска и его
электромагнитов; на рис. 6 — вид под прямым углом по линии А-В рис. 5; на рис. 7 — план части магнитной
системы; на рис. 8 — зубчатая передача, соединяющая вращающиеся диски с быстро и медленно
движущимися указателями; и на рис. 9 показаны кривые, соединяющие скорости или крутящие моменты
элементов двигателя и частоту питания.
На всех чертежах одинаковые ссылки указывают на одинаковые детали.
Как показано на фиг. 1, устройство включает в себя пару измерительных элементов асинхронного двигателя,
каждый из которых состоит из вращающегося диска 1 из проводящего материала, первого электромагнита 2,
подключенного к сети питания 3 и расположенного своим полюсом или полюсами вблизи диска 1, и второго
электромагнита 4, расположенного своими полюсами вблизи диска 1 и подключенного к источнику питания с
реактивным сопротивлением 5 и емкостью 6 в цепи. Цепи двух электромагнитов 4 устроены таким образом,
что они имеют резонансные частоты: одна выше, а другая ниже стандартной частоты 85. Шпиндели 7 дисков
соединены посредством зубчатой передачи S и дифференциальной передачи 9 со шпинделем стрелки 10,
которая перемещается по шкале 11.
Конструкция такова, что стрелка 90 перемещается в одном направлении диском 1 одного элемента моторного
измерительного прибора, а в другом направлении — диском другого элемента моторного измерительного
прибора.
Когда частота питающей системы 95 достигает нужного значения, вращающиеся диски 1 элементов
моторного измерителя вращаются с одинаковой скоростью и в противоположных направлениях, а стрелка 10
остается неподвижной. Если частота изменяется, например, увеличивается, скорость одного диска 1 быстро
возрастет, а скорость другого диска уменьшится, так что стрелка 10 будет двигаться непрерывно, и будет
отображаться изменение частоты 105, после чего можно будет изменить рабочие условия электростанции для
корректировки частоты до нужного значения. Аналогично, если частота падает, диск другого элемента
мотор-измерителя 110 будет увеличивать скорость, а диск первого упомянутого элемента мотор-измерителя
будет уменьшать скорость, и стрелка 10 будет непрерывно двигаться в противоположном направлении. 12, 12
— это демпфирующие магниты I15, которые могут быть постоянными. Магниты расположены полюсами
вблизи дисков 1, 1 соответственно.
Однако предпочтительно, как указано, это электромеханические устройства, обмотки которых подключены к
системе электропитания, когда они представляют собой компенсирующее средство для любых изменений
напряжения источника питания.
Стрелка 10 представляет собой указательное устройство, приводимое в действие в одном направлении
одним моторным элементом 125, а в другом направлении — другим моторным элементом. Следует отметить,
что электромагниты 2 и 4 каждого элемента двигателя сконструированы таким образом, что часть их
магнитных цепей является общей — сердечник электромагнита 4 образует продолжение 0:
и расположены в плоскости под прямым углом к плоскости сердечника электромагнита 2. Эта форма электро.
На рисунках 5 и B магнит показан более наглядно: электромагниты 2 и 4, однако, могут быть разделены.
Реактивное сопротивление 5 и емкость 6 обычно соединены последовательно с электромагнитом, но
соединения, необходимые для создания резонансного контура, известны специалистам в данной области.
Обычно для ограничения тока в резонансной точке необходимо подключить резистор в цепи j5, который
обозначен цифрой 21 на чертежах. По величине перемещения стрелки 10 по шкале 11 за заданное время
можно рассчитать изменение частоты системы электроснабжения относительно стандартной частоты. Прибор
представляет собой интегрирующий инструмент, указатель 10 которого интегрирует разницу между
скоростями двух дисков.
На рис. 2 показана одна подвижная часть или вращающийся диск 1, а также один первый электромагнит 2,
подключенный к источнику питания. Указанный электромагнит 2 расположен посередине между вторыми
электромагнитами 4, которые подключены к источнику питания через емкости X, причем цепи
электромагнитов 4 таковы, что они имеют резонансные частоты: одна ниже, а другая выше стандартной
частоты. В данном случае реактивные сопротивления u5 опущены, чтобы показать, что при некоторых
обстоятельствах реактивное сопротивление, создаваемое обмоткой электромагнита 4, может быть
недостаточным. Один электромагнит 4 в сочетании с электромагнитом 2 стремится заставить диск 1
вращаться в одном направлении, а другой электромагнит 4 в сочетании с электромагнитом 2 стремится
заставить его вращаться в противоположном направлении, при этом фактическое направление вращения
зависит от того, выше или ниже частоты источника питания стандартная частота. Шпиндель 7 несет
индикаторный диск 40:0 и также соединен с указателем 10 посредством редукторной передачи.
Указанная стрелка перемещается по шкале 11. Указатель суммирует разницу между крутящими моментами,
создаваемыми первым и вторым элементами двигателя.
Форма изобретения, схематически изображенная на рис. 3, аналогична форме, изображенной на рис.
2
. Общий диск 1 заменен двумя секторами 14, 14 из металла Go, которые установлены на противоположных
концах рычага 16, шарнирно закрепленного в своей средней точке 15. Электромагниты 2 и 4 расположены
полюсами вблизи секторов и подключены к источнику питания способом, описанным со ссылкой на рис. 1 и 2.
В этом случае реактивные сопротивления C также опущены, а электромагниты 2 и 4, работающие на каждом
секторе, показаны как имеющие часть своих магнитных цепей общей, как показано на рис. 1, 5 и 6. Второй
рычаг i 11 отходит под прямым углом от рычага ai6i-ii 76 и несет контакт 18, который будет иметь контакты 19
или 20 в зависимости от направления движения рычага 16.
Контакты 19 и 20 соединены во вспомогательных цепях, которые могут использоваться для управления
индикаторными или регулирующими средствами. Один сектор 14 стремится перемещаться в одном
направлении и вместе со своими электромагнитами образует элемент двигателя, а другой сектор стремится
перемещаться в противоположном направлении и вместе со своими электромагнитами образует второй
элемент двигателя. Когда частота системы питания tLa c соответствует стандартной частоте, крутящий
момент на двух секторах равен или противоположен по направлению, и контакт iS остается посередине между
контактами 19 и 20.
Если частота изменяется выше или ниже стандартной частоты, рычаг 16 перемещается вокруг своей оси в
одном или другом направлении, и контакты 18 и 19 или 18 и 20 соответственно замыкаются, и загорается
индикатор. Следует понимать, что такое устройство может быть использовано для работы в соответствии с
частотным аппаратом, подключенным к вспомогательной цепи, например, для автоматической регулировки
частоты путем изменения скорости генератора в соответствии с принципами, хорошо известными
специалистам в данной области.
Теперь перейдём к рисункам.
4
-S. На рис. 4 изображен прибор типа j, схематически представленный в Vi.
1.
Различные детали заключены в корпус 22. Показан только один из двух элементов измерителя, левый,
половина шкалы 11 удалена именно с этой целью. Шпиндель 7, несущий диск 1, опирается на подшипник s 23
на своих противоположных концах. Электромагнит 2, обмотка которого подключена к сети электропитания,
расположен с полюсами, расположенными вблизи диска 1 и указанного магнита, а электромагнит 4 имеет
часть своих магнитных цепей, соединенных между собой.
Сердечник электромагнита 4 образует продолжение сердечника электромагнита 2, и указанные сердечники
расположены в плоскостях, перпендикулярных друг другу, при этом полюса электромагнита 4 также находятся
вблизи диска 1. На рисунке 5 показано положение реактивного элемента, на рисунке 6 — положение
конденсатора и на рисунке 21 — сопротивление, которые подключены к цепи обмотки электромагнита 4.
Соединения этих частей опущены на рис. 4, поскольку они будут легко понятны специалистам в данной
области. Различные соединения выведены на клеммную колодку 24. На рис. 8 более наглядно показана
зубчатая передача 8 и дифференциальная зубчатая передача 9, соединяющая шпиндель указателя.
Шпиндель 7 левого диска 1 соединен со шпинделем 25 посредством зубчатой передачи 8. На другом конце
шпинделя 25 расположен зубчатый элемент 26, который взаимодействует с одним из зубчатых колес 27
дифференциального механизма. Другое корончатое колесо 28 взаимодействует с зубчатым элементом 29 на
шпинделе 30, который соединен посредством зубчатой передачи S со шпинделем 7 правого диска 1.
Промежуточное колесо 31, взаимодействующее с корончатыми колесами 27-28, приводит в движение
шпиндель 32, который соединен посредством зубчатой передачи 33 со стрелкой 34, перемещающейся по
шкале 35 с довольно высокой скоростью. Шпиндель 32 также соединен посредством редукторных передач 36,
37, 38 со шпинделем указателя 10, который перемещается по шкале 11 с меньшей скоростью. Принцип
работы аппарата описан со ссылкой на рис. 1.
Следует понимать, что на фиг. 8 шпиндель с указателем 10 показан справа от шпинделя 32. Для большей
ясности, на самом деле указанный шпиндель находится ниже шпинделя 32.
4a представляет собой U-образный элемент из мягкого железа, который крепится над диском и напротив
полюсов магнита 4, будучи установленным на корпусе прибора или на магните 2 с помощью латунного
кронштейна, или любым другим удобным способом. Указанный элемент 4а частично окружает полюс магнита
2.
На рис. 9 показаны кривые, связывающие скорость или крутящий момент элементов двигателя и частоту
питающего напряжения. Эти кривые пересекаются на стандартной частоте, скажем, 50, когда скорость диска 1
в виде аппарата, изображенного на рис. 2, или крутящие моменты, действующие на диск 1 на рис. 2 или на
секторы 14, 14 на рис. 3, равны и противоположны по направлению. Диаграмма иллюстрирует, что при
отклонении частоты от стандартной величины эффект одной из магнитных систем или элементов двигателя
усиливается, а эффект другого элемента двигателя уменьшается. Предпочтительно, чтобы характеристики
частотных кривых скорости или крутящего момента двух элементов двигателя были такими, чтобы в
пределах, в которых работает устройство, указанные кривые были линейными, как показано на рис. 9. Одна из
магнитных систем может быть устроена таким образом, чтобы создавать постоянный крутящий момент на
своем диске на всех частотах.
Следует отметить, что на рис. 2 и 3 не показан демпфирующий магнит 12. Эта цифра 6 указывает на то, что
достаточное демпфирование может быть обеспечено другими магнитами аппарата.
Подробно описав и определив природу нашего изобретения и способ его осуществления, мы заявляем, что
то, что мы
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_373121.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=373121&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB373121A
[]
" е - -и -- с
ПАТЕНТНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
Дата подачи заявки: январь. 14,1937. № 1296/31.
Полный текст слева: ноябрь. 4, 1931, Полностью принято: 77 мая 1932 г., ПОЛОЖЕНИЕ НАЦИОНАЛЬНОЙ
СПЕЦИФИКАЦИИ.
Усовершенствования, относящиеся к синхронизирующим возвратно-поступательным механизмам или
системам синхронизации.
Мы, компания General Electric Limited, расположенная по адресу Magnet House, Xingsway, London, британская
компания, и Уильям Уилсон и Сидней Джордж Эммс, оба из компании General Electric Limited, Engineering
Works, Witton, Birmingham, оба британские подданные, настоящим заявляем, что данное изобретение имеет
следующую природу: данное изобретение относится к поршневым двигателям или насосам и, в частности, к
устройствам, в которых возвратно-поступательное движение поршней пары двигателей или насосов
происходит с определенной относительной фазой. Для уменьшения вибрации, вызываемой парой одинаковых
дизельных двигателей, установленных на судне симметрично и имеющих коленчатые валы, параллельные
или практически параллельные вертикальной плоскости, простирающейся вдоль судна и содержащей центр
тяжести последнего, было предложено обеспечить вращение двигателей в противоположных направлениях,
при этом возвратно-поступательные части цилиндров соответствующих двигателей в любой момент времени
должны быть расположены аналогичным образом, так что...
Рабочие такты в обоих цилиндрах должны происходить одновременно. Также было предусмотрено, что цикл
работы соответствующих цилиндров двух двигателей будет происходить синхронно. Тем, кто искусен в
искусстве балансировки, станет ясно, что подобная конструкция может быть модифицирована множеством
различных способов и при этом оставаться работоспособной. Например, в многоцилиндровых двигателях,
цилиндры которых одинаковы, может быть необходимо обеспечить синхронное вращение соответствующих
цилиндров двух двигателей; двигатели могут быть расположены по-разному относительно судна; или, если
особенно желательно максимально сбалансировать несбалансированные основные силы и моменты, можно
организовать вращение двигателей в одном направлении, при этом поршни в двух цилиндрах могут
вращаться в противофазе; и в некоторых случаях можно получить некоторую выгоду, объединив два
разнородных двигателя. Очевидно, что этот принцип применим к поршневым насосам и [P,,ice l!
1
-1 Может использоваться в сочетании с насосами или двигателями на общей наземной конструкции. Кроме
того, в одной конфигурации может быть задействовано более одной пары двигателей или насосов. В любом
случае, пара двигателей или насосов должна быть синхронизирована таким образом, чтобы
возвратно-поступательное движение поршня одного двигателя или насоса происходило с определенной
фазой относительно возвратно-поступательного движения поршня другого двигателя или насоса, и главной
целью изобретения является обеспечение 65 средств, с помощью которых этот результат может быть легко
достигнут с минимальными усилиями со стороны оператора.
В соответствии с настоящим изобретением, возвратно-поступательные машины, которые должны работать с
движениями, имеющими заданное относительное соотношение, соответственно соединены с синхронными
динамо-электрическими машинами переменного тока, которые расположены таким образом, чтобы быть
электрически соединенными, и предусмотрены средства, которые автоматически синхронизируют
динамо-электрические машины с движениями возвратно-поступательных машин, имеющих указанное
заданное относительное соотношение. Удобная автоматическая синхронизация динамо-электрических машин
осуществляется с помощью средств, которые обеспечивают синхронизацию динамо-электрических машин,
когда последние находятся в состоянии, подходящем для синхронизации, и средств, которые предотвращают
синхронизацию указанных машин, если движущиеся части возвратно-поступательных машин не находятся
соответственно в надлежащем относительном положении или вблизи него.
В одном из вариантов осуществления изобретение применяется к двум поршневым двигателям, которые
расположены таким образом, чтобы вращаться в противоположных направлениях, при этом
возвратно-поступательные части 95 цилиндров соответствующих двигателей в любой момент времени
расположены аналогичным образом, так что рабочие ходы для t-2 цилиндров происходят одновременно.
Кроме того, эти двигатели, представляющие собой восьмицилиндровые четырехтактные дизельные
двигатели, похожи друг на друга и расположены симметрично по обе стороны от центральной линии судна,
при этом их коленчатые валы параллельны или практически параллельны этой центральной линии, и они
спроектированы таким образом, чтобы цикл работы соответствующих цилиндров двух двигателей происходил
синхронно. Каждый двигатель соединен с отдельным гребным валом и имеет нормальную скорость вращения
-280 об/мин.
— хотя при желании можно добиться и более высокой скорости.
Поршневые двигатели расположены таким образом, чтобы приводить в движение две синхронные
динамо-машины переменного тока, которые электрически соединены и приспособлены для работы таким
образом, чтобы циклы работы цилиндров соответствующих двигателей происходили синхронно.
Кроме того, предусмотрены средства, которые автоматически синхронизируют работу машин, когда поршни
соответствующих двигателей находятся в схожих точках своих рабочих циклов. В предпочтительном варианте
синхронизирующее устройство включает в себя средства, которые стремятся обеспечить синхронизацию
машин, когда последние находятся в состоянии, подходящем для синхронизации, и средства, которые
предотвращают синхронизацию машин, если движущиеся части двигателей не находятся соответственно в
надлежащем относительном положении или вблизи него.
Динамоэлектрические машины представляют собой генераторы переменного тока мощностью 80 киловатт с
24 полюсами, а синхронизация осуществляется путем возбуждения двух обмоток возбуждения генераторов и
параллельного соединения генераторов через общие проводники. Соединение между машинами
осуществляется сначала через трехфазный дроссель, который, когда напряжения двух машин практически
равны и соответствующие фазные напряжения противоположны, закорочен. Соединение двух генераторов
переменного тока через дроссель осуществляется с помощью синхронизирующего контактора, рабочая
катушка которого управляется в соответствии с разностью напряжений между парами фаз двух генераторов.
Контроль может осуществляться одним лицом.
Реле вольтметра, но предпочтительнее использовать 1) два индукционных дисковых реле, каждое из которых
снабжено двумя электромагнитами с экранированными полюсами; один — электромагнитом открытия, другой
— электромагнитом закрытия. Электромагниты воздействуют на диск в 155-противоположных направлениях,
и при равных токах, протекающих через катушки электромагнитов, размыкающий электромагнит создает
крутящий момент, который, скажем, на 5 или 1 1% меньше, чем крутящий момент, создаваемый замыкающим
электромагнитом, который стремится вращать шпиндель реле против силы управляющей пружины и тем
самым перемещать контакт, установленный на шпинделе, из положения упора в соответствующее
неподвижное положение. Оба реле настроены аналогичным образом: электромагнит замыкания первого реле
и электромагнит размыкания второго реле соединены последовательно друг с другом и с двумя фазами
первого генератора переменного тока 7G, а электромагнит замыкания второго реле и электромагнит
размыкания первого реле соединены последовательно друг с другом и с двумя фазами второго генератора
переменного тока.
75 Контакты двух реле расположены последовательно в цепи, включающей рабочие катушки главного
контактора, и подключены к соответствующему источнику управляющего тока. 8G В процессе работы, когда
требуется синхронизация генераторов и двигателей, обмотки возбуждения генераторов располагаются таким
образом, чтобы пропускать одинаковое значение тока возбуждения, а скорости вращения двигателя должны
регулироваться до тех пор, пока напряжение одного генератора не будет сильно отличаться от напряжения
другого генератора, поскольку до тех пор, пока замыкающий электромагнит одного из реле не сможет
преодолеть суммарную силу управляющей пружины и размыкающего электромагнита, контакты этого реле
остаются разомкнутыми. Когда же напряжения генераторов достигают подходящих относительных значений,
цепь катушки синхронизирующего контактора замыкается через контакты двух реле, и контактор замыкается,
тем самым соединяя два генератора через дроссель, и генераторы стремятся синхронизироваться. Когда
операция синхронизации завершена, дроссель замыкается накоротко, что приводит к замыканию контактора,
рабочая катушка которого подключена последовательно с источником управляющего тока через
превентивные контакты, которые замыкаются только тогда, когда подвижные части двух двигателей
находятся в надлежащем относительном положении или находятся в нем, а также последовательно с
контактами синхронизирующего реле и вспомогательными контактами синхронизирующего контактора.
Вспомогательные контакты синхронизирующего контактора замыкаются с временной задержкой, когда
замыкается синхронизирующий контактор In, и предотвращают замыкание цепи через катушку рабочего
контактора до того, как синхронизирующее реле успеет сработать. Синхронизирующее реле имеет
контакторный тип, и его 120 контактов обычно замкнуты, при этом размыкающая катушка реле подключена к
фазе дросселя. Таким образом, когда генераторы достигают синхронного положения 12b, и напряжение на
дросселе равно нулю или почти нулю, синхронизирующее реле закрывается, тогда как при условии замыкания
защитных контактов генераторы синхронизируются за счет замыкания 130 o73,i21 рабочего контактора.
Механизм управления защитными контактами, как и другие части синхронизирующего механизма, может
принимать различные формы, но в одном варианте подвижный контакт защитных контактов установлен на
корпусе дифференциала.
Дифференциал включает в себя одно или несколько планетарных колес, вращающихся в зацеплении с двумя
расположенными напротив друг друга коническими колесами, вращающимися в подшипниках (в случае E) и
приводимыми в движение в противоположных направлениях приводными валами, соединенными косозубым
зацеплением соответственно с двумя валами полуоборота двигателей. «Когда ведущие валы вращаются с
одинаковой скоростью, корпус дифференциала остается неподвижным, тогда как если один ведущий вал
вращается быстрее другого, корпус перемещается со скоростью, равной половине разницы между скоростями
двух валов».
Кроме того, когда ведущие валы находятся в заданном относительном положении друг относительно друга,
корпус находится в соответствующем положении относительно друг друга. Следовательно, когда полуоси и
возвратно-поступательные части двух дифференциалов находятся в аналогичном положении, подвижный
контакт, установленный на корпусе дифференциала, находится в заданном положении — только когда корпус
находится в указанном положении или находится в нем в значительной степени, подвижный контакт входит в
зацепление с соответствующим неподвижным контактом и позволяет синхронизировать работу генераторов.
В модифицированной конструкции профилактические контакты состоят из двух взаимодействующих
контактов, расположенных соответственно на двух дисках из изоляционного материала, находящихся
непосредственно друг напротив друга. Диски установлены с возможностью вращения и приводятся в
движение по отдельности в одном направлении с теми же скоростями, что и полуоборотные валы, при этом
диски соединены с этими валами посредством соответствующей зубчатой передачи. Конструкция
предусматривает, что только когда возвратно-поступательные части двигателей находятся в аналогичном или
практически аналогичном положении, превентивные контакты замыкаются друг на друга, позволяя тем самым
замкнуть цепь рабочей катушки контактора. Подвижные предохранительные контакты могут быть
установлены не на дисках, а, например, на двух концентрических цилиндрах.
В еще одном варианте исполнения каждый вал для промежуточных колебаний имеет рычаг с подвижным
контактом, который, перемещаясь по небольшой дуге на пройденной им окружности, входит в зацепление с
неподвижным контактом. Таким образом, имеются два подвижных и два неподвижных превентивных контакта,
и эти две пары контактов соединены последовательно, и предусмотрено, что цепь может быть замкнута через
них¹ только тогда, когда один двигатель находится в пределах, скажем, плюс-минус '%' от положения, точно
соответствующего положению другого двигателя. Для того чтобы цепь оставалась замкнутой по мере
вращения подвижных контактов, каждый подвижный контакт может быть приспособлен для взаимодействия
со всем кругом неподвижных контактов. Таким образом, каждая группа неподвижных контактов может
включать, скажем, 30 контактов, а соответствующие пары контактов в этих группах электрически соединены
друг с другом. Каждый подвижный контакт имеет небольшое перекрытие, благодаря чему он замыкает один
неподвижный контакт, прежде чем покинуть соседний неподвижный контакт, и таким образом обеспечивается
непрерывность цепи через подвижные контакты и взаимодействующие пары неподвижных контактов до тех
пор, пока двигатели работают синхронно.
Предпочтительно предусмотреть синхронизирующую лампу и амперметр или ваттметр для индикации тока
или потока мощности, действующего между генераторами. Настройка каждого индукционного дискового реле
регулируется и может осуществляться с помощью стрелки, перемещающейся по шкале и регулирующей силу,
создаваемую пружиной 9 реле. Два реле могут быть сконфигурированы таким образом, чтобы замыкать цепь
обмотки главного контактора, когда напряжение одного генератора, например, отличается от напряжения
другого генератора не более чем на 5–10 процентов.
После выхода судна из порта двигатели синхронизируются путем возбуждения обмоток возбуждения
генераторов и регулировки дроссельной заслонки двигателей до тех пор, пока частоты вращения двигателей
не станут почти одинаковыми, но один двигатель будет очень медленно обгонять другой, вращаясь с немного
большей скоростью, например, на 1/3 цикла в секунду больше. После этого, когда двигатели достигнут
состояния, при котором их возвратно-поступательные части находятся в схожих положениях, генераторы
автоматически синхронизируются и обеспечивают синхронную работу двигателей. Оператор может, при
желании, ускорить процесс синхронизации, наблюдая за движущимся контактом предохранительных
контактов и слегка увеличивая скорость двигателя до тех пор, пока контакт не окажется почти в разрешающем
положении, а затем регулируя дроссельную заслонку и частоту вращения двигателя до наиболее
благоприятного для синхронизации положения.
Когда генераторы и двигатели синхронизированы (125), оператор может отрегулировать дроссельную
заслонку двигателя, чтобы обеспечить правильное распределение нагрузки между двигателями.
Одним из главных преимуществ электрического соединения двигателей, как описано выше (130 373,121),
является возможность электрической передачи мощности от одного вала к другому! другой.
Это помогло бы выровнять скорость вращения шахт во время шторма, когда скорость жабы на одной из шахт
может внезапно сильно измениться.
Генераторы переменного тока могут использоваться для обеспечения электропитанием вспомогательных
служб, и в этом случае их мощность может быть соответствующим образом увеличена. Электроэнергия может
отводиться напрямую или через преобразовательное оборудование, при этом будут предусмотрены
соответствующие средства регулирования напряжения.
Разумеется, будут предусмотрены соответствующие защитные меры для защиты оборудования.
В модификации описанной выше компоновки двигатели являются частью редуктора электрической системы
привода двигателя.
Датировано 14 января 193 г.
От имени заявителей: А. К. Прайс, дипломированный патентный поверенный.
151 Полная спецификация.
Усовершенствования в области синхронизации поршневых двигателей или двигателей постоянного тока.
Мы, компания GENERAL E LECTRIC COMTANY LIMITED, расположенная по адресу: Magnet House, Ringsway,
London, W,:. Компания C.2, британская компания, а также Уильям Уилсон и Сидней Альберт Джордж Эммс,
оба из компании The General Electric Co. Ltd., Engineering Works, Уиттон, Бирмингем, оба британские граждане,
настоящим заявляют о характере данного изобретения и о способе его осуществления, которые будут
подробно описаны и установлены в следующем заявлении:
Настоящее изобретение относится к поршневым первичным двигателям или насосам, далее для удобства
именуемым двигателями, и, в частности, к устройствам, включающим пару таких двигателей, расположенных
посредством синхронных динамо-электрических машин, соответственно соединенных с двумя двигателями и
электрически связанных друг с другом таким образом, чтобы работать с одинаковой скоростью, при этом
направление вращения одного двигателя имеет определенную взаимосвязь с направлением вращения
другого двигателя, а возвратно-поступательные части двигателей в любой момент времени находятся в
заданных относительных положениях или в заданных относительных точках их рабочих циклов. Подобные
конструктивные решения полезны для снижения вибрации. Точный способ соединения двигателей зависит от
конкретных обстоятельств, но, например, в случае пары одинаковых дизельных двигателей, установленных
бок о бок на судне и расположенных симметрично, с коленчатыми валами, параллельными или почти
параллельными относительно вертикальной плоскости, проходящей вдоль судна и содержащей центр
тяжести последнего, было предложено заставить двигатели вращаться в противоположных направлениях,
при этом возвратно-поступательные части соответствующих цилиндров соответствующих двигателей в любой
момент времени должны быть расположены аналогичным образом, так чтобы рабочие ходы двух цилиндров
происходили одновременно.
Также было предложено, чтобы уменьшить вибрацию, установить на два гребных винта судна конструкцию,
позволяющую им вращаться несинхронно друг с другом. Например, в случае четырехлопастных винтов было
предложено, что когда две лопасти одного винта находятся на вертикальной линии, две лопасти другого винта
должны быть смещены на угол 45° от вертикального положения.
В любом случае пара двигателей должна быть синхронизирована, то есть их работа должна осуществляться
таким образом, чтобы возвратно-поступательное движение или рабочий цикл поршня одного двигателя
происходили одновременно или практически одновременно с определенным фазовым соотношением
относительно возвратно-поступательного движения или рабочего цикла поршня другого двигателя, и главной
целью изобретения является предоставление средств, позволяющих легко достичь этого результата с
минимальными усилиями со стороны оператора.
В устройстве, описанном в пункте 9 в соответствии с настоящим изобретением, предусмотрено устройство
для осуществления автоматической синхронизации динамо-электрических машин, включающее средства
управления, которые управляются в зависимости от относительного углового положения
динамо-электрических машин и сконструированы таким образом, чтобы работать или принимать
определенное состояние для осуществления или обеспечения автоматической синхронизации
динамо-электрических машин 1OG только тогда, когда возвратно-поступательные части двигателей находятся
в своих надлежащих относительных положениях или точках своих рабочих циклов или вблизи них.
Соседние файлы в папке патенты