Устройство для поддержания определенных соотношений между скоростями вращения двух двигателей постоянного тока

Устройство для поддержания определенных соотношений между скоростями вращения двух двигателей постоянного тока

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

.Ф=

i № 1104б ,,.- г--.

ПАТЕНТ HA ИЗОБРЕТЕНИЕ-- -;"::, /

Класс 21 с, 62

ОПИСАНИЕ устройства для поддержания определенных соотношений между скоростями вращения двух двигателей постоянного тока.

К патенту ин-ной фирмы „Заводы Сименс-Шуккерт, общество с огр. отв "(Siemens-Schuckert Nerke, 6. m. b. Н.), в г. Берлине-Сименсштадте, Германия, заявленному 10 сентября 1926 года (ваяв. свид. ¹ 11986).

Действительный изобретатель ин-ц Г. Шаровский (Ounther

Scharo wsky).

Приоритет от 19 августа 1926 года на основании ст. 4 Советскогерманского соглашения об охране промышленной собственности.

О выдаче патента опубликовано 30 сентября 1930 года. Действие патента распространяется на 15 лет от 30 сентября 1930 года.

Известны уже устройства для поддержания определенного числа оборотов или для регулирования числа оборотов электродвигателей, путем применения дифференциального механизма или аналогичной ему электрической связи, при чем регулировка двигателей производится каким-либо уравнивающим скорости их приспособлением.

Однако, этот способ регулировки не может быть применен во всех тех случаях, где требуется соблюдение определенного соотношения, например, определенной разности чисел оборотов двух двигателей.

Предлагаемое изобретение имеет целью поддержание такого соотношения у двух двигателей постоянного тока, путем применения днфференциального механизма или аналогичной ему электрической связи, воздействующей на какой-либо регулятор числа оборотов.

На чертеже фиг. 1 изображает схему предлагаемого устройства; фиг. 2, 3, 4, 5 — схемы четырех его видоизменений.

В устройстве, изображенном на фиг. 1, валы двигателей 1 и 2 механически связаны каждый с одним из элементов дифференциальной передачи 5, планетное колесо которой движется с числом оборотов, равным разности чисел оборотов двигателей

1 и 2. Это число оборотов передается помощью вала 6 на один из элементов дифференциальной передачи 7, другой элемент которой посредством вала 8 вращается с регулируемой скоростью. С планетным колесом передачи 7 соединен вал 9, который может изменять величину сопротивления реостата 11, включенного в обмотку возбуждения 10 двигателя 2.

Чтобы вращать вал 8 с регулируемой скоростью, его соединяют, например, с якорем двигателя 12 постоянного тока, число оборотов которого можно установить при помощи реостата 14, регулирующего силу тока возбуждения в нем. Если число оборотов вала 6 совпадает с установлен-. ным числом оборотов двигателя 12 и вала 8, то вал 9 находится в покое.

В случае же разницы между обоими числами оборотов вал 9 будет вращаться в одну или другую сторону и изменять величину сопротивления реостата 11. В соответствии с этим, меняя число оборотов двигателя 12, можно установить определенное отношение чисел оборотов двигателей 1 и 2. Относительно малое число оборотов вала 6 обусловливает или очень малое число оборотов двигателя 12, или же введение соответствующей передачи. Посредством подходящего выбора дифференциальной передачи 5 можно достичь того, что даже при разности чисел оборотов валов 3 и 4 равной нулю, вал 6 будет еще обладать определенным числом оборотов, каковое число возрастает с увеличением разности чисел оборотов и убывает,когда эта разность убывает или становится отрицательной. Таким способом можно при очень малых разностях чисел оборотов или даже при разности равной нулю получить нормальное число оборотов двигателя 12.

Если устроить дифференциальную передачу 5 таким образом, чтобы вал

6 вращался с числом оборотов, равным сумме чисел оборотов двигателей 1 и 2, то, если первый двигатель вращается медленнее под действием дифференциальной передачи 7, второй будет ускорять свое движение до тех пор, пока сумма обоих чисел оборотов снова не будет соответствовать числу оборотов вала 8. Такие регулирующие устройства могут быть применены, например, в судовых механизмах для того, чтобы при ускорении вращения одного двигателя автоматически вызвать замедление вращения другого.

Дифференциальная механическая передача может быть заменена электрической связью, как это изображено на фиг. 2. Здесь двигатели 1 и 2 снабжены контактными кольцами, к которым присоединены статор и ротор асинхронного двигателя 15 двойного питания. Число оборотов вала этого двигателя соответствует тогда, смотря по способу соединения, сумме или разности чисел периодов переменных токов, полученных от двигателей 1 и 2 и тем самым также числам оборотов двигателей 1 и 2 и, таким образом, асинхронный двигатель 15 заменяет собой дифференциальную передачу 5.

Соответствующим выбором числа полюсов статорной и роторной обмоток асинхронного двигателя 15 можно достичь того, что при разности чисел оборотов двигателей 1 и 2 равной нулю, вал 8 будет иметь такое число оборотов, что двигатель 12 постоянного тока сможет вращаться с нормальным числом оборотов.

Такое устройство имеет то преимущество, что асинхронный двигатель

15, дифференциальная передача 7 и двигатель 12 постоянного тока соединены с моторами 1 и 2 не механически, вследствие этого могут быть помещены на расстоянии друг от друга. Однако, недостатком этого устройства является то обстоятельство, что напряжение на контактных кольцах двигателей 1, 2 при пуске их недостаточно для того, чтобы асинхронный двигатель 15 начал вращаться синхронно с двигателями 1,2.

Регулирующее приспособление можно, таким образом, включить только по достижении известного числа оборотов и синхронизировать затем асинхронный двигатель 15. Это может быть выполнено таким образом, что при неподвижном закреплении вала 9 и выключении получаемого от двигателя 2 переменного тока, асинхронный двигатель 15 приводится в движение через дифференциальный привод от двигателя посто нного тока

12 и после синхронизирования — соответственно числу оборотов двигателя 2 в получаемый от последнего переменный ток подводится к ротору двигателя 15.

Для того, чтобы избежать эти затруднения предусмотрено видоизменение устройства, изображенное на фиг. 3. В качестве вспомогательного средства здесь применены вспомогательные асинхронные двигатели 16 и 17, работающие на такие же двигатели 18 и 19, которые дают, таким образом, валам 20 и 21 то же число оборотов, что валам 3 и 4. Статоры двигателей 16, 17, 18 и 19 питаются переменным током произвольного числа периодов, а контактные кольца взаимно соответствующих двигателей соединены между собой и вращение двигателей 16 и 17 в точности копируется двигателями 18 и 19. Целесообразно выбрать направление вращения этих двигателей обратным статорному полю, дабы возбудить при числе оборотов, близком к синхронному в проводниках контактных колец, токи достаточно высокой частоты.

Устройство можно изменить так (фиг. 4), что образующиеся в двигателях 16 и 17 переменные токи подводят к ротору и статору асинхронного двигателя. Это устройство по способу,действия соответствует устройству по фиг. 2, но здесь не приходится опасаться выпадения из синхронизма или плохих условий пуска в ход асинхронного двигателя

15, так как при бездействии двигателей 1 и 2 асинхронный двигатель

15 питается через двигатели 16 и 17 с двух сторон переменным током в

50 периодов.

Асинхронный двигатель 15 и дифференциал 7 могут быть заменены асинхронной машиной 22, обе части которой (первичная и вторичная) вращаются. Система контактных колец этой асинхронной машины проводами соедннена с контактными кольцами двигателей 16 и 17 так, что между обеими частями машины 22 появляется относительная скорость. соответственно разности чисел оборотов валов 3 и 4. Если теперь двигатель постоянного тока 12 будет вращать связанную с ним часть машины 22 с определенным числом оборотов, но в направлении, обратном относительной скорости между обеими частями машины, то связанная с реостатом 11 часть машины 22 будет находиться в состоянии покоя. Если же разность чисел оборотов отклоняется от скорости машины постоянного тока 12, то реостат 11 передвигается до тех пор, пока не будет достигнута, соответствующая числу оборотов машины

l2, разность чисел оборотов между валами 3 и 4.

При передачах с переменными числами оборотов часто требуется не поддержание разности или суммы чисел оборотов, а только величины их отношений. Это может быть достигнуто тем, что уравнительное

1 число оборотов автоматически изме няется пропорционально числу оборо1 ! тов ведущего двигателя. Если, например, двигатель 1 на фиг. 1 соединен по схеме Леонарда, а двигатель постоянного тока 12 присоединен к распределительному генератору этого соединения Леонарда, то число оборотов двигателя 1, равно как и у двигателя постоянного тока 12 будет возрастать и убывать пропорционально с напряжением распределительного генератора.

В случае широких пределов регулировки рекомендуется двигатель 2 также присоединить к распределительному генератору, вследствие чего он с самого начала примет приблизительно правильное число оборотов.

В случае, если рабочая машина, приводится от нескольких двигателей, числа оборотов которых должны находиться в определенном отношении друг к другу, регулировочное устройство устанавливается между каждыми двумя двигателями. Если машина вращается и неверно только отношение чисел оборотов, например, двигате,лей 2 и 3, то между машинами 2 и 3 получается накопление подлежащего обработке материала, в то время (1 как во всех других местах машины процесс производства протекает нормалько. Если теперь ускорить вращение двигателя 3 посредством увеличения уравнительного числа оборотов, то действием различных регулировочных приспособлений все следующие моторы автоматически воспринимают принятый двигателем 3 ускоренный темп работы и устраняют таким образом новые нарушения процесса производства.

Предмет пате н та.

1. Устройство для поддержания определенных соотношений между скоростями вращения двух двигателей постоянного тока, характеризующееся тем, что валы двигателей 1 и 2 механически связаны каждый с одним из элементов дифференциальной передачи 5, третий элемент которой и регулируемый в отношении скорости вспомогательный двигатель 12 связаны каждый с одним из элементов пругой дифференциальной передачи 7, ри чем третий элемент этой последней передачи управляет скоростью регулируемого двигателя 2 при посредстве изменения его возбуждения реостатом 11.

2. Видоизменение охарактеризованного в п. 1 устройства, отличающееся тем, что дифференциальная механическая связь между валами двигателей 1 и 2 и дифференциалом 7 заменена электрическою связью, состоящей из механически связанного с дифференциалом 7 асинхронного двигателя 15, статор которого через кольца соединен с якорем одного двигателя, а ротор, также через кольца, с якорем другого двигателя.

3. Видоизменение охарактеризован, ного в и. 1 устройства, отличающееся тем, что связь между валами двигателей 1 и 2 и дифференциалами 5 и 7 осуществляется при посредстве вспомогательных асинхронных двигателей 16, 17 и 18, 19, из которых двигатели 16 и 17 насажены на валы двигателей 1 и 2, а двигатели 18, 19 на валы дифференциала 5, при чем, обмотки статоров этих двигателей соединяются с общею сетью трехфазного тока, а обмотки роторов соединяются между собою попарно (фиг. 3).

4. Видоизменение охарактеризованного в п. 3 устройства, отличающееся тем, что двигатели 18 и 19 заменены одним двигателем 15, при чем обмотки

1 статора и ротора его соединены с, обмотками роторов двигателей 16 и

) 17 (фиг. 4).

5. Видоизменение охарактеризованного в п. 4 устройства, отличающееся тем, что асинхронный двигатель 15 и дифференциал 7 заменены асинхронною машиною 22, обе части которой (первичная и вторичная) электрически соединены с роторами асинхронных двигателей 16 и 17 и могут вращаться, при чем одна из них неизменно связана с валом двигателя 12 (фиг. 5).

К патенту ин-ной фирмы „Заводы Сименс шуккерт, о-во с огр. отв." № 11046

Фиг. 1. фип2.

Фиг4

Фиг.Б.

E. т.

Тии. «Еоминтерн» Центриздата Народов СССР. .1енинград, Нрасная, 1