Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_13642
.pdf
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_369992.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=369992&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB369992A
[]
ПАТЕНТНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
Дата проведения конвенции (Франция): декабрь. 19, 1929. 369, 9 Дата подачи заявления (в Соединенном
Королевстве): 19 декабря 1930 г. Нет, 38,291 30.
Завершено: 21 марта 1932 г.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Акустическая диафрагма.
Я, Эрнст Оскар Перссон, гражданин Швеции, проживающий в Брунни, Ксихамнслаге, Швеция, настоящим
заявляю о природе данного изобретения и о способе его осуществления, которые будут подробно описаны и
установлены в следующем заявлении: Акустические диафрагмы, используемые в настоящее время в
аппаратах для передачи, приема или записи звука, таких как телефонные трубки, громкоговорители, рупоры,
микрофоны, фонографы и т. д., обычно состоят из одного листа стали, картона, слюды и т. д.
Обладающий равномерной толщиной, жесткостью и эластичностью во всех точках.
Эти диафрагмы обладают тем недостатком, что не могут воспроизводить звуки разных частот одновременно
без искажений, если только импульсы, действующие на диафрагму, не очень слабые, как, например, в
телефонной трубке, подключенной к выходным клеммам кварцевого радиоприемника, и что они имеют
собственный тон, который искажает воспроизведение.
Большинство изобретателей, проводивших исследования по этой теме, пытались преодолеть эти недостатки,
создавая диафрагмы из усеченных концентрических конусов с разными периодами колебаний или состоящие
из отдельных элементов с разными периодами колебаний. Таким образом, исследователи эмпирически
сформулировали такие принципы, как: масса на единицу поверхности должна увеличиваться от центра к
краю, или жесткость должна уменьшаться в том же направлении, или отношение массы упругости на единицу
поверхности должно уменьшаться от центра к краю.
И наконец, масса и жесткость должны в разной степени изменяться от зоны к зоне. Были разработаны
диафрагмы, в которых толщина материала, из которого они изготовлены, увеличивается от центра к краю или
от края к центру, либо толщина изменяется по концентрическим линиям. Другие, в которых диафрагма
прикреплена к резонансному экрану 50 или прикреплена ко второй диафрагме, имеющей.
форма усеченного конуса, изготовленная из материала, соотношение сторон которого... ; л. р ик" eTI-i..
Упругость на единицу поверхности меньше, чем у конической диафрагмы, к которой она прикреплена. 55
Также было предложено нагружать диафрагму конической сосредоточенной нагрузкой, при этом массы
нагрузки равномерно распределены по поверхности диафрагмы таким образом, что расстояния между
массами 60 одинаковы в обоих направлениях, а массы в последовательных окружностях от центра
увеличиваются по величине наружу.
Целью настоящего изобретения является создание акустических диафрагм для устройств, предназначенных
для передачи, приема или записи звуков и обладающих свойством отслеживать колебания различных частот,
что позволяет точно воспроизводить сложные звукозаписи, такие как оркестровые произведения.
Изобретение представляет собой акустическую диафрагму, специально предназначенную для использования
во всех устройствах для передачи, приема или записи звука, таких как телефонные трубки, громкоговорители,
рупоры, микрофоны, фонографы и тому подобное, характеризующуюся тем, что отношение жесткости к массе
на единицу поверхности непрерывно и равномерно уменьшается радиально от центра к краю диафрагмы.
Изобретение основано на следующих соображениях:
Если кольцо 4, изготовленное, например, из свинца, 85.
закреплен на вибрирующей пластине a (рис. 1), зажатой обычным способом по периферии a', a2, моментом
инерции и:
Следовательно, период колебаний пластины А увеличивается, в то же время на этой диафрагме внутри
кольца В формируется зона диаметром d, имеющая определенный период колебаний.
Полученная таким образом диафрагма будет действовать так, как если бы существовали две разные
диафрагмы: одна образована пластиной А с кольцом В, а другая — круговой зоной диаметром Д.
Если частота воспроизводимых или записываемых звуков приближается к частоте части d, то именно эта
часть войдет в колебание, в то время как кольцо 7b образует своего рода фиксированную границу w 369,992
для периферии части dJ; если частота звуков приближается к частоте всей диафрагмы с учетом наличия
кольца b, то вся диафрагма войдет в колебание.
Если вместо одного кольца b на пластине a расположить множество концентрических колец того же типа, то
получится диафрагма, которая способна воспроизводить большее количество частот.
Различные эксперименты, проведенные заявителем в этом направлении, позволили ему получить
акустические диафрагмы, которые одинаково реагируют на все звуковые частоты и в которых подавляется
естественный резонансный период, столь пагубно влияющий на точное воспроизведение звука.
Основная особенность этих диафрагм заключается в конструкции, при которой отношение жесткости к массе
на единицу поверхности равномерно уменьшается от центра к краю, так что чем меньше значение этого
отношения, измеренное в любой точке концентрической линии, тем больше диаметр этой концентрической
линии. Жесткость определяется как сопротивление материала изгибу по рассматриваемой концентрической
линии, измеренное на образце.
Указанная выше существенная особенность может быть получена, например, с использованием двух
материалов: одного, практически не обладающего жесткостью, но имеющего достаточно большую массу, и
другого, практически не обладающего массой, но обладающего достаточно большой жесткостью. При этом
два материала соединяются аксиально, образуя единый лист, толщина первого увеличивается от центра к
периферии, а жесткость второго уменьшается в том же направлении. Например, путем равномерного
уменьшения его толщины от центра к краю или с использованием легированной ткани и постепенного
разбавления пропитывающего материала от центра к периферии в процессе пропитки.
Различные варианты исполнения этих акустических диафрагм 5j будут описаны в качестве примера со
ссылкой на прилагаемый чертеж.
Диафрагма, показанная на рисунке 2, образована: а) опорой а) равномерной толщины, изготовленной из
материала с максимально возможной жесткостью, такого как железо, сталь, закаленный целлулоид или
другой материал, и в) облицовкой в) из достаточно тяжелого материала с небольшой жесткостью, такого как
резина, толщина которой постепенно увеличивается от центра к центру.
(на чертеже толщина опоры штампа несколько преувеличена).
В этой диафрагме жесткость остается неизменной, но отношение жесткости к массе на единицу поверхности
уменьшается из-за увеличения толщины резиновой прокладки, которая равномерно увеличивает массу на
единицу поверхности от центра к краю. 70 Наличие слоя резины также обеспечивает существенное затухание
собственных колебаний опоры. Эта диафрагма особенно подходит для 75-мм микрофонов, фонографов и т.д.
В модификации, показанной на рисунке 3, толщина опоры a уменьшается от центра к периферии, а облицовка
c имеет сечение, аналогичное показанному на рисунке 2. Эта пластина подходит для громкоговорителей,
телефонных трубок и т. д. Опора может быть выполнена, например, из мягкого, вытянутого, немагнитного
железа.
Акустическая диафрагма, показанная на рисунке 4, имеет коническую форму и особенно подходит для
автомобильных гудков. Она состоит из опоры, изготовленной, например, из закаленного целлулоида,
конической формы и равномерной толщины, и резиновой прокладки, толщина которой увеличивается от
вершины к основанию конуса.
Предпочтительно, чтобы конусность опоры увеличивалась от вершины к основанию, так чтобы эта опора
имела общую форму 9 изогнутой поверхности.
Естественно, та же модификация, показанная на рисунках 2 и 3, может быть применена и к рисунку 4, при
этом толщина опоры может уменьшаться от вершины к основанию, или же уменьшение жесткости от центра к
краю этой опоры может быть достигнуто с помощью таких процессов, как градуированная закалка, сжатие,
пропитка или хромирование, то есть с помощью процессов, в которых эффект закалки, сжатия, пропитки или
хромирования изменяется постепенно от вершины к основанию или от центра к периферии.
Постепенное упрочнение может быть достигнуто, например, путем нагревания диска при различных
температурах от центра к периферии с последующим погружением его в упрочняющую ванну.
Наконец, вместо того чтобы быть образованной непрерывной конической или изогнутой поверхностью, опора,
показанная на рисунке 4, может быть также образована рядом элементарных конических поверхностей,
сужение которых увеличивается от центра к внешнему краю опоры (рисунок 4а).
Вариант этой формы диафрагмы показан на рис. 5 и 6. Элементарные конические поверхности здесь
соединены таким образом, что вершины конусов, попеременно обращенные в противоположных
направлениях, имеют возрастающую высоту от центра до края, наложенные друг на друга и склеенные или
иным образом прочно скрепленные, при этом отношение жесткости к массе на единицу поверхности во всех
точках больше для одного из материалов, чем для другого, что характеризуется тем, что толщина материала,
для которого отношение жесткости к массе на единицу поверхности меньше, равномерно увеличивается
радиально от центра к краю диафрагмы; этим материалом, например, является резина, а другим – сталь,
целлулоид, слюда, легированная ткань и тому подобное.
3. Акустическая диафрагма по п. 2, характеризующаяся тем, что жесткость материала, для которого
отношение жесткости к массе на единицу поверхности больше, равномерно уменьшается радиально от
центра либо путем равномерного уменьшения ее толщины, либо путем процесса постепенной пропитки,
причем материалом, например, является марля или другая легкая ткань, пропитанная желатином, причем
степень разбавления желатиновой ванны постепенно изменяется в процессе пропитки.
4. Акустическая диафрагма по пунктам 1, 2 и 3 имеет коническую форму и характеризуется тем, что
конусность конуса увеличивается от центра к периферии либо равномерно, либо посредством двух или более
усеченных элементов, конусность и высота которых увеличиваются от центра к периферии диафрагмы и
которые могут поворачиваться своими меньшими основаниями в одном или противоположных осевых
направлениях.
5. Усовершенствованная акустическая диафрагма, специально предназначенная для использования в
аппаратах для передачи, приема или записи звука, в основном, как описано и показано на прилагаемом
чертеже.
Дата: 19 декабря 1930 года.
МАРКС И КЛЕРК.
диафрагма таким образом, чтобы окружности g', g, g5 с одной стороны и g' и g2 с другой, представляющие
основания элементов, располагались на двух конических поверхностях h' и h, сближающихся друг с другом по
направлению к центру диафрагмы.
Кроме того, конусность каждого последующего усеченного конуса увеличивается от центра к периферии
мембраны. Для смягчения перехода от одного усеченного конуса к соседнему каждый усеченный конус может
иметь дополнительную кривизну, как уже указывалось выше в отношении рис. 4. Опора снабжена резиновой
прокладкой j5, толщина которой увеличивается от центра диафрагмы к ее краю, как уже было описано для
вышеупомянутых форм диафрагм, и усеченная часть может быть изготовлена отдельно и соединена с
другими элементами или выполнена из одного куска.
Кроме того, само собой разумеется, что в описанные способы конструирования, приведенные лишь в
качестве примера, могут быть внесены изменения, не выходящие за рамки изобретения. В частности,
указанный в качестве примера материал может быть заменен любыми другими подходящими материалами
при изготовлении звукозаписывающих, приемных и воспроизводящих устройств. Кроме того, описанные
варианты осуществления не являются единственно возможными вариантами осуществления изобретения.
Подробно описав и определив природу моего изобретения и способ его осуществления, я заявляю, что то, что
я...
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_369993.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=369993&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB369993A
[]
-;. S Pg j" C n - '.
СПЕЦИФИКАЦИЯ ПАТЕНТА " d" " l\7 g, t 00"9;s m 14-1,PI,::'I Дата подачи заявки: декабрь. 79,7930, №
38.313/30.
C- полностью Принято: 21 марта 1932 г.
- ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Улучшения в отношении Tgans.2omeyrrs ior Direcs lurrenl Input.
— Я, БАЛЬЦАР КАРЛ ФОН ПЛАТЕН, проживающий по адресу: Лилла Бальтгатан, 6, Стокгольм, Швеция,
гражданин Швеции, настоящим заявляю о характере данного изобретения и о способе его осуществления,
которые будут подробно описаны и установлены в следующем заявлении.
Настоящее изобретение относится к электрическим трансформаторам для подачи постоянного тока,
снабженным по меньшей мере двумя отдельными стационарными аксиально расположенными системами,
каждая из которых состоит из первичной и вторичной обмоток якоря, через которые проходят переменные
токи и которые окружают вращающийся элемент магнитного поля, включающий аксиально смещенные
северный и южный полюса, причем указанные первичные обмотки и, при необходимости, вторичные обмотки
соединены с коммутаторами. Когда вторичные обмотки также подключены к указанным коммутаторам,
переменные напряжения этих обмоток выпрямляются и суммируются. - Машины этого общего типа ранее
были описаны в технических условиях патентов № 360418 и 323498.
Целью изобретения является предоставление средств для улучшения коммутации в таких машинах. В
трансформаторах постоянного тока этого типа можно работать с очень высокими напряжениями, например,
порядка 100 000 вольт, без того, чтобы проблемы с изоляцией, которые возрастают с повышением
напряжения, становились непреодолимыми. Однако было установлено, что при таких высоких напряжениях
трудности с коммутацией препятствуют практическому использованию машины, поскольку известные до сих
пор способы улучшения процесса коммутации путем снижения напряжений в зазорах коммутаторов при
изменении направления тока в подключенных к ним цепях не смогли предотвратить искрение недопустимой
величины для машины.
Эти трудности в коммутации преодолеваются с помощью устройства в соответствии с настоящим
изобретением, в котором предусмотрен один или несколько коммутирующих генераторов, имеющих
раздельные («первичную» и «вторичную») генерирующие обмотки, соединенные с указанными обмотками
якоря и, при необходимости, с коммутаторами посредством статических трансформаторов rPfrice 1/-], и одну
или несколько возбуждающих обмоток, которые предпочтительно соединены последовательно с первичной
или вторичной цепью постоянного тока машины, создающей вращающееся поле внутри коммутирующего
генератора или генераторов.
Благодаря тому, что коммутирующий генератор 60, как и в основной машине, имеет разделенные
(«первичную» и «вторичную») генерирующие обмотки, соединенные с первичной и вторичной обмотками
трансформатора, коммутирующий генератор может вырабатывать напряжения при изменении направления
соединения указанных обмоток трансформатора таким образом, чтобы компенсировать напряжения,
возникающие при коммутации из-за самоиндукции цепей трансформатора 70, в которых ток должен быть
изменен на противоположный, и установить uip, с минимальным искрением, токи противоположного
направления и равной или практически равной величины токам в начале 75 коммутации.
Когда потери холостого хода трансформатора компенсируются тем или иным способом, например, отдельным
приводным двигателем, достаточно лишь, чтобы возбуждение коммутирующего генератора было
пропорционально вторичному току трансформатора, что, например, достигается путем последовательного
соединения обмоток возбуждения коммутирующего генератора со вторичной цепью трансформатора. Таким
образом, коммутирующий генератор способен в полной мере уменьшить или компенсировать реактивные
напряжения, возникающие в зазорах 90° при коммутации обмоток якоря трансформатора из-за неизбежного
магнитного потока рассеяния, что приводит к уменьшению или практически полному устранению искрения.
Если же, с другой стороны, потери холостого хода трансформатора должны компенсироваться
коммутирующим генератором, то есть если вышеупомянутые реактивные напряжения уже нейтрализованы,
например, другим коммутирующим генератором, как описано выше, возбуждение коммутирующего
генератора, компенсирующего потери холостого хода, должно быть пропорционально составляющей тока
холостого хода первичной обмотки, то есть току, который на первичной стороне трансформатора равен }Lao 2
369,993, необходимому для балансировки указанных потерь холостого хода.
Это может быть достигнуто, например, путем подключения к коммутирующему генератору двух
возбуждающих обмоток, действующих в противоположных направлениях, причем одна из этих обмоток
соединена последовательно с первичной цепью трансформатора, а другая — со вторичной цепью того же
трансформатора.
Когда трансформатор постоянного тока снабжен двумя коммутирующими генераторами, предназначенными
для компенсации потерь холостого хода и нейтрализации реактивных напряжений с целью улучшения
коммутации трансформатора, то есть когда трансформатор приводится в движение исключительно
электрическим способом без отдельного приводного двигателя, генераторы предпочтительно следует
соединять последовательно друг с другом, чтобы избежать реакции на вторичной обмотке трансформатора
из-за изменений напряжения на первичной обмотке и наоборот.
Поскольку значения тока до и после коммутации должны быть равны, очевидно, что в периоды коммутации
первичный ток трансформатора должен сначала уменьшиться в два раза по величине на величину холостого
тока, прежде чем уменьшенный таким образом первичный ток и вторичный ток будут одновременно
выпрямлены, нейтрализуя вышеупомянутые реактивные напряжения.
В данном случае первый этап вышеупомянутой коммутации может, например, выполняться одним из
коммутирующих генераторов, а затем второй коммутирующий генератор может выполнять второй этап, а
именно бесискровное выпрямление. Однако, если первичное и вторичное напряжения трансформатора
значительно различаются, предпочтительно использовать такую схему, при которой возбуждающая обмотка
одного коммутирующего генератора подключается только к той первичной или вторичной цепи
трансформатора, которая имеет более низкое напряжение, в то время как возбуждающие обмотки второго
коммутирующего генератора подключаются к обеим цепям трансформатора или к той, которая имеет более
высокое напряжение.
Изобретение будет более подробно описано ниже со ссылкой на варианты осуществления, показанные в
качестве примера на прилагаемых чертежах, на которых: фиг. 1-5 показывают систему, в которой потери
холостого хода трансформатора компенсируются механической энергией, подаваемой отдельным приводным
двигателем.
На рис. 6-10 показана аналогичная система, в которой приводной двигатель заменен вторым коммутирующим
генератором. На фиг. 11 и 12 показаны два модифицированных варианта реализации вышеупомянутой
системы. На фиг. 1, 6, 7, 11 и 12 представлены схемы соединений трансформатора постоянного тока и
коммутирующего генератора или генераторов, подключенных к нему.
На рисунках 3 и 8 показаны продольные сечения элементов в соответствии с рисунками 1 и 6 70
соответственно. На рис. 2 представлен перспективный вид коммутирующего генератора согласно рис. 1. На
рисунках 4, 5, 9 и 10 показаны разрезы различных частей блоков.
Для более полного понимания в данном описании предполагается, что трансформатор постоянного тока, а
также коммутирующий генератор или генераторы, относятся к типу вращающихся гомополярных
трансформаторов, и единственные существенные различия в различных вариантах исполнения обусловлены
количеством используемых обмоток и их соединениями. Однако следует отметить, что изобретение никоим
образом не ограничивается вариантами осуществления 85 различных элементов систем, приведенных в
качестве примера, поскольку могут быть внесены многочисленные модификации этих элементов без выхода
за рамки изобретения. 90 Трансформатор постоянного тока, показанный на рис. 1, потери холостого хода
которого компенсируются механической энергией, подаваемой отдельным приводным двигателем М (см. рис.
3), состоит из частей A, B, C, 95 и Cl, где A и B обозначают каждую из половин статора и ротора, а C и Cl —
коммутаторы для первичной и вторичной обмоток якоря соответственно частей A и B. Обозначение i00 N
обозначает вращающийся северный полюс, а S — южный полюс, смещенный относительно указанного
северного полюса на угол 45°.
Магнитные силовые линии соответственно исходят от указанных полюсов и входят в них, вращаясь синхронно
относительно друг друга, например, посредством механической взаимосвязи. Этот магнитный поток может
создаваться возбуждающей обмоткой, окружающей сердечник ротора, причем эта обмотка может быть либо
неподвижной, либо вращаться вместе с полюсами, либо, кроме того, полюса могут являться частью
постоянного магнита. Статор состоит из двух одинаковых половин А и В, относительно смещенных вдоль оси
и расположенных на железных сердечниках JJ5 указанных половин статора, и двух отдельных систем
первичной обмотки якоря, каждая из которых состоит из четырех катушек 1, 2, 3 и 4, соединенных
последовательно и окружающих четыре железных сердечника половин статора 12G, через которые проходит
магнитный свет, когда положение полюсов ротора позволяет такое прохождение. Первичные обмотки якоря
соединены с коммутатором С, состоящим из двух кромочных колец i25, каждое из которых разделено на два
равных сегмента 5,6 и 7,8 соответственно. С каждым контактным кольцом взаимодействуют четыре
контактные щетки 9, 10, 11, 12 и 13, 14, 15, 16 соответственно.
Зазоры между сегментами 130 369,993 369,993 контактных колец смещены относительно фазового сдвига
между напряжениями, создаваемыми в соответствующих обмотках якоря в данном случае, на 450.
Щетки коммутатора неподвижны, тогда как контактные кольца расположены на валу машины и вращаются
вместе с ним в направлении, указанном стрелкой на рисунке. Положение контактных колец на валу таково, что
одно переменное напряжение в обмотках якоря проходит через свое нулевое значение в тот момент, когда
сегментный зазор одного из контактных колец проходит под контактной щеткой. Аналогичная схема
применяется и к другим переменным напряжениям.
Щетки 11 и 15 соединены друг с другом, тогда как щетки 9 и 10 соединены с полюсами первичных обмоток
якоря статорной половины А, а щетки 13 и 14 — с полюсами первичных обмоток якоря статорной половины В.
Описанные выше части образуют первичную обмотку трансформатора постоянного тока, и первичный
постоянный ток подается на трансформатор щетками 12 и 16, подключенными к клеммам K, K.
Вторичные обмотки якоря трансформатора, обозначенные на рисунке индексированными обозначениями,
соответствующими обозначениям первичных обмоток, расположены на тех же железных сердечниках, что и
указанные первичные обмотки, и размещены вокруг них или вплотную к ним.
Вторичные обмотки якоря соединены с коммутатором C, имеющим ту же конструкцию, что и коммутатор C, от
которого постоянный ток вторичной обмотки подается на клеммы K1K1 через щетки 12 и 16i.
Эти детали образуют вторичную обмотку трансформатора постоянного тока.
Для обеспечения максимально возможного отсутствия искрообразования при изменении направления тока в
процессе коммутации, согласно изобретению, коммутирующий генератор подключается к двум цепям
первичной и вторичной сторон трансформатора. Ротор указанного коммутирующего генератора, который
является гомополярным, обозначен цифрами 17, 18, 19 и вращается синхронно с главной машиной, будучи,
например, непосредственно соединен с ее валом.
Вокруг указанного ротора расположены восемь железных сердечников (20-27) из ламинированного железа с
равным расстоянием между ними. Эти неподвижные сердечники снабжены обмотками 28-35 соответственно,
из которых обмотки 28, 30, 32 и 34 соединены последовательно и образуют генерирующую обмотку,
соединенную с первичной обмоткой якоря половины А машины. Оставшиеся катушки 29, 31, 33 и 35 также
соединены последовательно и образуют генерирующую обмотку, подключенную к первичной обмотке якоря
полуволны В. На коммутирующем генераторе вокруг его «первичных» генерирующих обмоток расположены
соответствующие «вторичные» генерирующие обмотки аналогично тому, как они расположены в главной
машине, которые, описанным выше способом, при необходимости подключаются к вторичным обмоткам якоря
7S главной машины через вспомогательные трансформаторы Т1 и Т, если вторичное напряжение
трансформатора постоянного тока высокое. Возбуждающая обмотка 36 коммутирующего генератора,
соединенная последовательно со вторичной основной цепью, например, между клеммами K, K1 и щетками
12.16, так что возбуждение всегда пропорционально величине вторичного тока и, следовательно, также
первичному току, поскольку предполагается, что ампер-витки указанных токов равны.
В положении, показанном на рис. 1, происходит изменение первичного тока в половине машины А на
контактном кольце 5,6 одновременно с изменением вторичного тока в той же половине машины на контактном
кольце 5,61. Как видно из рисунка 1, магнитный поток через сердечники 20 и 24 коммутирующего генератора в
это время уменьшается, тогда как потоки через сердечники 22 и 26 увеличиваются, вызывая индуцирование
напряжений в соответствующих катушках 28, 32 и 30, 34 первичной обмотки и 28, 32 и 30, 341 вторичной
обмотки коммутирующего генератора. Эти напряжения, как описано выше, стремятся вызвать бесшумное
изменение направления первичного и вторичного токов соответственно в указанной половине основной
машины. Аналогичным образом коммутация будет происходить в половине B машины ijO на контактных
кольцах 7, 8 и 7, 81, вызывая индуцирование напряжений во второй системе обмоток 29, 31, 33 и 29k, 31k, 33 и
35 соответственно.
В результате будет осуществлено точное изменение направления вращения, поскольку напряжения,
индуцированные в коммутирующем генераторе, пропорциональны силе его полюсов ротора, которая, в свою
очередь, зависит от ампер-витков возбуждающей обмотки 36, которая пропорциональна вторичному току и,
следовательно, в соответствии с предыдущим предположением, также первичному току.
Длительность интервала коммутации, в течение которого работает коммутирующий генератор, зависит от
ширины железных сердечников 20-27 коммутирующего генератора. Соединив обе вторичные обмотки с
соответствующими обмотками якоря с помощью вспомогательных трансформаторов Т1 и Т, можно
сконструировать коммутирующий генератор для значительно более низкого напряжения, чем у основной
машины. Таким образом, конструкция коммутирующего генератора может быть упрощена, а его габариты
могут быть значительно меньше, чем в случае, когда генератор напрямую подключается к высоковольтным
обмоткам главной машины, что вызвало бы значительные трудности в отношении изоляции.
Коммутирующий генератор, очевидно, может возбуждаться отдельно, а возбуждение может регулироваться с
помощью реле или подобных устройств таким образом, чтобы всегда обеспечивалось его правильное
значение.
Коммутирующий генератор может быть также приспособлен для работы только в течение части времени
коммутации, например, путем соответствующего выбора ширины его статорных сердечников, так что
коммутаторные щетки, которые, например, могут быть разделены на две или более частей с соединенными
между собой конденсаторами, смогут работать без помех в течение оставшегося времени коммутации, тем
самым выравнивая небольшие колебания напряжения, создаваемые коммутирующим генератором.
Преимущество заключается в том, что ток уже меняет направление коммутирующим генератором и
приобретает значение, почти соответствующее значению первичного тока, подаваемого или создаваемого,
например, до того, как щеточный элемент покинет сегмент, прежде чем конденсатор будет подключен к цепи.
Благодаря этому конденсаторы могут быть относительно небольшими, поскольку в этом случае их размеры
необходимы только для выравнивания указанной разности напряжений. Такое сочетание коммутирующего
генератора с разделенными коммутаторными щетками, снабженными конденсаторами, имеет большое
значение в трансформаторах постоянного тока, работающих при высоких напряжениях или высоких токах, в
которых точное изменение полярности не всегда может быть осуществлено только с помощью
коммутирующего генератора из-за упомянутых выше небольших неровностей.
Как видно из рис. 3, коммутирующий генератор соединен непосредственно с валом главной машины с
дальней стороны коммутаторного устройства Q.
Корпус Т окружает вспомогательные трансформаторы Т, Т;, показанные на рис. 2, и снабжен выводными
отверстиями D 114 для обмоток низкого напряжения t1 и -t2, а также выводными отверстиями u1-4 для
обмоток высокого напряжения t11 к указанным обмоткам трансформаторов: Т, Т, предназначенных для
соединения соответственно со вторичными генерирующими обмотками 28k, E 30, 32k, 34 и 29, 31, 331, 351, а
также с системами вторичных обмоток 1,-4 частей А и В соответственно основной машины, как показано на
рис. 1. На противоположном конце вала машины снаружи коммутаторного устройства С установлен
электродвигатель М 70, предназначенный для компенсации потерь холостого хода трансформатора
постоянного тока.
Коммутирующий генератор, конечно же, может быть сконструирован аналогично, например, главной машине,
и снабжен системами генерирующих обмоток, смещенных по оси. Как и в главной машине, полюса ротора 18 и
8 19 могут быть относительно смещены по углу на определенный угол, например, 450°. В одной или обеих
машинах полюса ротора также могут быть выровнены, в этом случае обмотки двух половин машины 85
должны быть смещены относительно друг друга по углу, в данном случае на 145°, чтобы вызвать взаимно
смещенные по фазе переменные напряжения. 90 Конструкция может быть изменена таким образом, чтобы
исключить коммутатор С вторичной обмотки вместе с соответствующими обмотками коммутирующего
генератора, в результате чего на вторичной обмотке главной машины будет подаваться высоковольтный
переменный ток вместо постоянного.
В случае, когда трансформатор должен приводиться в движение исключительно электрическим током, то есть
когда преобразуемая электрическая энергия, а также электрическая энергия, необходимая для компенсации
потерь холостого хода, подается на первичную обмотку трансформатора, приводной двигатель M может быть
заменен вторым коммутирующим генератором G, как показано на рис. 6-10. Здесь обозначение G2 обозначает
коммутирующий генератор, аналогичный описанному на рис. 1-5.
В показанном варианте осуществления коммутирующий генератор ГУ, а также основная машина, имеют
гомополярную конструкцию и включают ротор 17, 18, 19 (см. рис.). 8 11E и 9), имеющие две неподвижные
возбуждающие обмотки 66 и 67 и восемь железных сердечников 50-57, расположенных вокруг указанного
ротора и несущих катушки 58-65 и M58-65 соответственно, причем последняя расположена вокруг 120
снаружи первой. Катушки 58-65 образуют генерирующие обмотки коммутирующего генератора,
взаимодействуя с первичной обмоткой трансформатора постоянного тока, а катушки 58-65, в свою очередь,
взаимодействуют со вторичной обмоткой.
Первичные обмотки коммутационного генератора G. разделены, как указано, на две отдельные системы
обмоток 58,60,62,64 и 59,61,63,65, 130 369,993, при этом указанный генератор служит, как указано, для
уменьшения первичного тока в два раза по сравнению с током холостого хода без воздействия на вторичный
ток, после чего коммутационный генератор G02 запускается в работу, целью которого является бесшумное
реверсирование уменьшенного таким образом первичного тока и одновременно вторичного тока. Этого можно
добиться, например, отрегулировав 75 щеток коммутатора таким образом, чтобы они закоротили сегменты
контактных колец коммутаторного устройства C несколько раньше, чем произойдет соответствующее
короткое замыкание в коммутаторном устройстве C. 80 Согласно схеме соединения, показанной на рис. 6,
каждая из первичной и вторичной обмоток трансформатора постоянного тока в сочетании с
соответствующими обмотками коммутирующих генераторов или вспомогательных трансформаторов образует
соответственно замкнутые цепи, схематически изображенные на рис. 7 для половины машины А. На этом
рисунке П обозначает первичную обмотку якоря 1-4 указанной половины машины, а обозначение S — ее
вторичную обмотку 1-4.
Символы G и G обозначают, как и прежде, два коммутирующих генератора, снабженных генерирующими
обмотками Gl1 и Gil, 95, соответствующими системам обмоток коммутирующего генератора G, обозначенным
соответственно 58, 60, 62, 64 и 58i, 60k, 62, 64C на рис. 6, и обмотки Gl21 и G241, соответствующие системам
обмоток 100 генератора G-2, обозначенным соответственно 28, 30, 32, 34 и 28k, 30, 32, 34 на указанном
рисунке. Соответствующий вспомогательный трансформатор обозначен буквой Т, первичная обмотка t1
которого соединена последовательно с обмотками генератора Oil и G021, также соединенными
последовательно, тогда как вторичная обмотка t1 указанного трансформатора соединена последовательно со
вторичной обмоткой S половины машины 10A, все в соответствии со схемой, показанной на рис. 1. 6.
В начале процесса коммутации через обмотки P и S протекают токи Ip и Is соответственно. Путем
соответствующего выбора числа витков в различных обмотках в цепях в периоды коммутации создаются
такие изменения, что по окончании этих периодов токи в указанных 120 цепях имеют то же числовое значение,
что и в начале, но текут в противоположных направлениях. Принцип работы следующий: в обмотке G0l
индуцируется напряжение, вызывающее уменьшение численного значения M25 первичного тока, что
соответствует изменению числа ампер-витков обмотки P, равному удвоенному числу ампер-витков холостого
хода первичной обмотки, поскольку катушки каждой системы соединены последовательно. Аналогичным
образом вторичные катушки разделены на две системы 581, 601, 62k, 641j i и 591, 61, 63, 651 соответственно,
причем катушки каждой отдельной системы также соединены последовательно.
Первичные обмотки 58, 60, 62, 64 и 28, 30, 32, 34 двух коммутирующих генераторов G1 и G2 соответственно
соединены последовательно и дополнительно через соответствующие контактные кольца 5,6 соединены с
первичной обмоткой якоря 1-4 половины машины А, и аналогичным образом их вторые первичные обмотки 59,
61, 63, 65 и 29, 31, 33, 35 соответственно соединены последовательно друг с другом и через второе
контактное кольцо 7, 8 коммутаторного устройства C соединены с первичной обмоткой якоря половины
машины В. Вторичные обмотки 581, 60-, 621, 64i и 281, 30k, 32, 341 коммутирующих генераторов G и Q2
соответственно также соединены последовательно и через вспомогательный трансформатор Т1 и контактные
кольца 51, 61, Они соединены со вторичной обмоткой якоря половины машины А, тогда как системы
вторичных обмоток 59k, 61, 63, 651 и 29k, 31i, 33, 351, также соединенные последовательно, соединены
вспомогательным трансформатором Т2 и контактным кольцом 7, 8 коммутаторного устройства С со вторичной
обмоткой якоря половины машины В. Обмотки возбуждения 36 и 67 двух коммутирующих генераторов 0- и G-2
соответственно соединены последовательно и проходят через них высоковольтный вторичный постоянный
ток (цепь K1, 67, 36, 12%, 161, K1), тогда как внешняя обмотка возбуждения 66 генератора G0- проходит через
него низковольтный первичный постоянный ток (цепь K, 66, 12, 16, K).
Две возбуждающие обмотки 66 и 67 генератора G предназначены для взаимного уравновешивания.
Предпочтительно, соотношение витков указанных обмоток должно быть определено относительно
соотношения витков первичной и вторичной обмоток якоря (1-4 и 1,-4l соответственно) трансформатора
постоянного тока таким образом, чтобы магнитный поток в воздушном зазоре указанного генератора G был
пропорционален составляющей ампер-витков первичной обмотки трансформатора в режиме холостого хода,
то есть разности между числом ампер-витков первичной обмотки и числом ампер-витков вторичной обмотки.
В положении, показанном на рис. 6, коммутация первичного и вторичного токов в половине машины А
происходит на контактных кольцах 5, 6 и 51 6 соответственно. Таким образом, коммутирующий генератор G
правильно сначала приводится в действие. Поток, создаваемый в генераторе G, пропорционален (nl)m, т. е.
генераторам холостого хода по отдельности, например, с помощью первичных ампер-витков. В качестве
основного средства используются реле или подобные устройства, а также, таким образом, ток уменьшается
вдвое по сравнению с длиной интервала коммутации тока холостого хода. Вследствие взаимодействия и
совместной работы преобразования в генераторах с раздельным генератором, это уменьшение напряжения в
щетках генератора, очевидно, также относится ко вторичной обмотке S, то есть к напряжению, которое
соответствует схемам, показанным на рис. 6-10.
Однако, компенсируемое напряжением, индуцированным в обмотке G111, и, следовательно, генераторами G
и G2, показанными как 7 в обмотке трансформатора t, которая установлена непосредственно на валу 46
главной машины и расположена по бокам, не подверженным влиянию такого изменения в первичном токе
коммутаторных устройств a и C1. На последних рисунках коммутирующие устройства a и C1 показаны как 7.
Впоследствии в обмотках G2J и G11 машины индуцируются напряжения, расположенные соответственно
вдали от основной обмотки :15.
В описанных выше вариантах осуществления предполагается, что вторичные токи в обмотках P и S имеют
более высокое напряжение. Когда параметры изменяются без искрения на определенную величину,
первичная цепь имеет более высокое значение -20 2(nI)8 из-за создаваемого в напряжении магнитного потока,
чем вторичная цепь, при этом g генератора G2 пропорционален вспомогательным статическим
трансформаторам T и T.
(nI)1, где (nI) обозначает вторичную обмотку, которая, разумеется, должна быть подключена к ампер-виткам. В
конце процесса на первичной стороне трансформатора постоянного тока токи, соответственно, изменяются.
-25 направление, но имеют одинаковую величину. Схема также может быть изменена в начале коммутации
путем удаления коммутатора C. Подключение вторичной обмотки трансформатора постоянного тока к
переменному току вместо постоянного тока подается на вторичную сторону.
Соседние файлы в папке патенты