Устройство для регулирования скорости вращения машин высокой частоты

Устройство для регулирования скорости вращения машин высокой частоты

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Класс 21c) 64

¹ 12142

ПЛТ1НТ НЛ l4306PCTttlNE

ОПИСАНИЕ устройства для регулирования скорости вращения машин высокой частоты.

К патенту В, П. -Вологдина, заявленному 8 июля 1926 года (заяв. свид. М 10702), с присоединением заявки от 6 октября

1926 гдда (заяв. свид. J4 11734).

0 выдаче патента опубликовано 31 декабря 1929 года. Действие патента распространяется на 15 лет от 31 декабря 1929 года.

Предлагаемое изобретение касается устройств для регулирования скорости вращения машины высокой частоты, приводимой во вращение двигателем постоянного тока или асинхронным двигателем.Для целей радиопередачи с машиной высокой частоты необходимо устройство, позволяющее. осуществить постоянство волны. или что, то же самое, постоянство числа оборотов двигателя, приводящего во вращение машину высокой частоты.

Эта устойчивость должна быть доведена по крайней мере до

0,01%.

В качестве такого регулятора, в числе прочих может быть взят центробежный регулятор, как например это имеет мЕсто на французских станциях.

При питании двигателя йостоянным током, при достаточном постоянстве его напряжения, регулятор может выровнять происходящие от изменений нагрузки колебания числа оборотов мотора, неизбежные при радиопередаче. Так же точно регулятор может дать возможность выровнять малые изменения напряжения постоянного тока, питающего

1 мотор. При этом, однако, чем.больше отклонение напряжения постоян-ного тока от того, на которое регулятор установлен, или чем больше нагрузка машины отличается, от той, на которую регулятор уста-новлен, тем большие колебания . волны будут иметь место, или тем большие отклонения регулятора от своего среднего положения можно-наблюдать. Если отклонения волны, дойдут до 0,2 о, то регулятор уже не сможет такие отклонения выровнять. В положениях, близких к предельным крайним, перемещения регулятора не пропорциональны изменению числа оборотов, почему, доходя до предельных поло-жений, регулятор застревает и сби-вает на несколько секунд всю регулировку, вызывая качания числа, оборотов и отклонения их далеко = за допустимые пределы. Иначе говоря, при всех условиях регулятор . сам по себе может выровнять лишь.. те.изменения скорости, которые не превышают некоторой весьма небольшой величины. В тех случаях,, когда, однако, питающий ток имеетзначительные колебания частоты., при переменном токе, или колеба-ния напряжения при постоянном— возможно все - таки осуществить

-. весьма высокую точность регули-.

;ровки, которую может дать регулятор, если не допускать значительных отклонений регулятора от его среднего положения и работать вблизи этого положения.

Заставить работать регулятор все время около среднего положе ния можно путем введения дополнительной поправки, которая могла бы компенсировать значительные изменения в частоте или напряже" нии питающего мотор тока. Эта поправка должна всегда приводить регулятор к положению, близкому к среднему, при котором он будет успешно выравнивать даже малые изменения скорости, давая возможность осуществить весьма высокую точность регулировки. Добавочная поправка может быть осуществлена либо путем введения добавочного

- сопротивления в ротор двигателя трехфазного тока, вращающего машину высокой частоты, либо путем воздействия на возбуждение двигателя постоянного тока при применении для вращения этого рода мотора, или, наконец, изменением тока, поляризующего дросселя, вве. денные в статор двигателя трехфазного тока. При этом указанная поправка автоматически осуществляется благодаря использованию того характерного для всех систем регулировки свойства регулятора, что последний все время вызывает изменение числа оборотов между некоторыми весьма близкими скоростями.

На чертеже фиг. 1 изображает . схему включения регулирующего устройства для того случая, когда машина высокой частоты приво. дится во вращение асинхронным двигателем; фиг. 2 — то же, но только для случая, когда машина высокой частоты приводится во вращение двигателем постоянного тока; фиг. 3 — видоизменение схемы с асинхронным двигателем.

Устройство, изображенное на фиг. 1, в основном состоит из следующих частей: реле 3 с двумя обмотками центробежного регулятора 1, соединенного с осью двигателя машины высокой частоты, реостатов 8, 11, 12, включенных в цепь ротора этого же двигателя, вспомогательных двигателей б и 7, управляющих соответственно сопротивлениями реостатов 11 и 12, и реле 9 и 15. В том случае, если нагрузка машины высокой частоты мало меняется, как например при работе на телефон, достаточно иметь лишь два поправочных реостата ротора 8 и 11. При повышении скорости двигателя на некоторую определенную величину, контактный рычаг. 2, соединенный с центробежным регулятором 1, переместится и даст соединение с нижним контактом, вследствие чего ток пойдет через нижнюю катушку реле 3; сердечник реле 3 переместится вверх, почему и произойдет разрыв между контактами 3 . Результатом этого будет включение сопротивления 8 в цепь ротора двигателя, вращающего машину высокой частоты. Это сопротивление 8 должно быть рассчитано так, чтобы при его включении обороты двигателя машины высокой частоты понижались на величину несколько большую, чем та, которая обуславливает перемещение рычага 2, почему, после разрыва контакта Зь скорость двигателя начнет уменьшаться, вследствие чего регулятор 1 переместит контактный рычаг 2 таким образом, что он даст теперь соединение с верхним контактом, чем включит верхнюю обмотку реле 3, которая перемещает сердечник этого реле вниз, при каковом положении контакты 3> замкнутся, и сопротивление 8 будет замкнуто на короткое. Замыкание сопротивления 8 поведет к тому, что скорость двигателя машины высокой частотЫ будет возрастать и примет значение несколько большее нормальной скорости. Далее все пойдет, как было указано выше, и двига тель машины высокой частоты будет менять свои обороты в очень узких пределах около своей нормальной скорости. При этом, если продолжительность замыканий кон. тактным рычагом 2 верхнего контакта будет равна продолжительности замыкания тем же рычагом нижнего контакта, а следовательно и продолжительность замыканий и размыканий 8 будет также равна, то регулятор 1 будет наиболее чувствителен.

Если теперь. частота сети, питающей двигатель машины высокой частоты изменится, например увеличится на весьма небольшую величину, то ценТробежный регулятор будет давать контактному рычагу 2 более продолжительное соединение с нижним контактом, чем с верхним, вследствие чего реостат 8 будет находиться включенным в цепь ротора двигателя более продолжительное время, чем замкнутым на короткое. При этих условиях скольжение двигателя машины высокой частоты увеличится, и двигатель, несмотря на изменение частоты питающей сети, весьма незначительно изменит свои обороты.

Если же изменение частоты сети, питающей двигатель, будет значительно, то включение сопротивления 8 регулятором 1, даже на все время, не сможет привести скорость двигателя к нужной вели. чине. Чтобы все - та ки достигнуть этого и при больших изменениях частоты сети, в цепь ротора включается сопротивление 11, величина которого автоматически устанавливается таковой, чтобы увеличение частоты сети, питающей двигатель, было равно увеличению скольжения двигателя, вызванному сопротивлением 11. В этом случае последнее приводит скорость вращения двигателя, а значит и регулятор 1, к такому положению, при котором продолжительность замыканий контактов 3 будет приблизительно равна продолжительности размыканий. Это достигается следующим образом: с якорем реле 3 связан двухполюсный переключатель 3>, который при перемещении: якоря реле 3 вверх, включает якорь сервомотора б, вращающего коммутаторный рычаг реостата" 11 в таком направлении, при котором. он перемещается в сторону увели-чения величины сопротивления 11.

При перемещении якоря реле 3. вниз, переключатель 3 включает якорь сервомотора 6 в противоположном направлении, почему рычаг сопротивления 11 будет перемещаться в сторону уменьшения ве-личины этого сопротивления.

Если теперь реле 3 будет под. влиянием регулятора 1 двигаться вверх и вниз, оставаясь в том и другом положении одно и то же время, то якорь сервомотора б будет получать одинаковые импульсы,. как для вращения вправо, так и для вращения влево, почему кон-тактный рычаг сопротивления 1! в конечном счете останется неподвижным. Такое состояние будет отвечать нормальным оборотам двигателя машины высокой частоты.

Как только регулятор 1 будет давать реле 3 перемещение якоря вверх и вниз не одинаковой продолжительности, например, вверху якорь будет оставаться более долгое время, то и переключатель 3, будет давать якорю сервомотора бпродолжительные импульсы, направленные в такую сторону вращения; контактного рычага сопротивления 11, при котором величина последнего увеличивается. Это увеличение будет продолжаться до тех, пор, пока импульсы, получаемые якорем сервомотора, б, не будут одинаковы для обоих направлений,. а значит и продолжительность замыканий и размыканий сопротивления 8 также не будет одинакова.

Следовательно, такое устройство будет приводить скорость двигателя к такой величине, при которой регулятор будет работать в его среднем чувствительном положении.

В том случае, когда кроме изменения частоты сети, питающей двигатель машины высокой частоты, будет изменяться нагрузка машины как это бывает при работе ключом, тогда сопротивление 11 при малой нагрузке даст недостаточное падение для того, чтобы вызвать скольжение ротора, могущее скомпенсировать изменение частоты сети, питающей двигатель машины высокой частоты. Поэтому для режима отжатого ключа должно быть включено в цепь ротора еще дополнительное сопротивление 12. Введение этого сопротивления произво. дится путем размыкания зажимов 13 и 14 при сжатом ключе, и замыкания их — при нажатом..Замыкание зажимов 13 и 14 может быть осуществлено или непосредственно ключом манипулятора 10, либо помощью особого реле, связанного

-с ключом 10 и обозначенного на чертеже цифро" 15 (фиг. 1).

Однако, сопротивление 12 так же как и сопротивление 11, не может быть постоянным при различных нагрузках и всех изменениях частоты питающей сети, почему оно и . должно само устанавливаться таким, при котором регулятор 1 бу. дет работать в наиболее чувствительном положении, или мейяться . до тех пор, пока продолжительность замыкания сопротивлений 8 и при отжатом ключе не будет равна продолжительности размыканий. Эта установка совершается так же, как это имело место для сопротивления 11. Таким образом, . последнее будет устанавливаться и определять скольжение ротора дви гателя и ри нажатом кл юче ма шины. высокой частоты, а сопротивление 12 будет исполнять ту же роль при отжатом ключе, для каковой цели сервомотор 6, получающий . импульсы от переключателя 3>, включается лишь при нажатом ключе 10, когда якорь вспомогательного реле 9 займет верхнее положение..Сервомотор 7 будет получать корректирующие посылки при отжатом ключе, когда якорь реле 9 занимает нижнее положение и касается нижнего контакта. .Реле 9, как видно на фиг. 1, непосредственно связано с манипуляционным ключом 10. На фиг. 1 для, простоты показана лишь одна фаза ротора двигателя. Возможно также, чтобы облегчить получение высокого постоянства длины волны машины высокой частоты, заставить работать ее при отжатом ключе на баланс. При чем, чем меньше отличается нагрузка на двигатель, даваемая балансом, от той нагрузки, которая. соответствует нагрузке во время нажатого ключа, т.-е., чем лучше сбалансирована нагрузка, тем более высокую степень постоянства длины волны возможно осуществить при машине высокой частоты.

Схема, изображенная на фиг. 1, в случае работы машины на баланс при отжатом ключе, несколько видоизменяется (фиг, 3): так, управляемый сервомотором 7 реостат 12 включается не в цепь. ротора главного двигателя 16, а в цепь баланса 17, с целью регулирования нагрузки последнего.

Таким образом, как только нагрузка, даваемая цепью баланса, станет меньше антенной нагрузки, так тотчас же посылки регулятора на понижение скорости вращения двигателя станут по продолжительности больше таковых же на повышение скорости, и сервомотор 7 получит больше импульсов, вращающих его в ту сторону, при которой нагрузка баланса машины будет больше. То же самое, но в обратном смысле, произойдет и тогда, когда величина нагрузки баланса будет меньше нагрузки, даваемой антенным контуром 18.

В этом случае сервомотор 7 получит импульсы в сторону, отвечающую понижению величины баланса, по продолжительности большие, чем импульсы, отвечающие повышению, и реостат 12, приводимый во вращение этим сервомотором, будет менять свое сопротивление до тех пор, пока импульсы, даваемые регулятором 1 на повышение и понижение скорости не будут равной продолжительности.

В том случае, если,для вращения машины высокой частоты примеяен двигатель постоянного тока, то регулирующее усгройство примет вид, показанный на фиг.2, где 1— центробежный регулятор, соединенный с валом двигателя машины высокой частоты. 4 — обмотка возбуждения этого двигателя и 8 и 11— сопротивления, включенные в эту цепь.

При установившемся режиме работы двигателя машины высокой частоты обороты все время меняются в весьма узких пределах, как это имеет место и в варианте с асинхронным двигателем„представленным на фиг. 1. Эти изменения оборотов здесь также происходят под влиянием включений и выключений сопротивления 8, вызыааемых регулятором 1. При двигателе постоянного тока, при нормальных оборотах продолжительность замыканий сопротивления 8 также должна быть равна продол. жительности размыканий.

Если по каким - либо причинам, напр., вследствие изменения нагрузки или изменения напряжения питающего двигатель тока, обороты несколько изменятся, например повысятся, то замыкания контактным рычагом 2 верхнего и нижнего контактов 7 и 8>, имевшие до этого времени одинаковую продолжительность, теперь сделаются разной продолжительности. Так же точно и сопротивление 8 будет иметь теперь замыкания и размыкания разной . длительности. Так как переключатель 3> связан с якорем 9 реле 3, то он будет давать якорю сервомотора б импульсы, которые будут передвигать -контактный рычаг 10 сопротивления 11 в такую сторону, при которой сопротивление 11, включенное в обмотку индуктора двигателя, будет уменьшаться. Следствием этого будет увеличение магнитного потока двигателя 5, а значит и уменьшение оборотов его.

Это уменьшение, приведет к тому, что регулятор будет работать в его среднем положении, и продолжительность замыканий и размыканий сопротивления .8 будет вновь равной между собой, а значит и двигатель будет приведен к нормальному числу оборотов.

При уменьшении напряжения, . a следовательно и уменьшении числа оборотов таким же образом сопротивление11 будет увеличено, и обороты приведены к нормальным.

Предмет и атента.

1. Устройство для регулирования скорости вращения машины высокой частоты, приводимой во вращение двигателем постоянного тока, в котором центробежный регулятор или какой -либо иной регулятор может работать около среднего своего положения, характеризующееся тем, что оно состоит из следующих частей: а) реле 3 с двумя обмотками, соединяемыми, прй посредстве механически связанного с центробежным регулятором контактного рычага 2, попеременно с источником постоянного тока, с целью при посредстве нижней части якоря реле размыкать и замыкать контакты 3 и тем самым вводить и выводить из цепи возбуждения двигателя сопротивление 8, а при посредстве верхней части того же якоря, составленной из двух изолированных .друг от друга и соединенных с источником постоянного тока пластинок, подводить этот последний источник к верхним или нижним контактам 3», б) вспомогательного двигателя постоянного тока б. соединяемого с источником постоянного тока при посредстве контактов 32 и предназначенного для введения в цепь возбуждения добавочного сопротивления 11 с целью приведения числа оборотов к нормальному при увеличении нагрузки или изменении напряжения источника тока, питающего главный двигатель (фиг. 2).

2. Видоизменение охарактеризованного в в.1 устройства, в приме нении для вращения машины высокой частоты асинхронным двигателем, отличающееся тем, что дополнительно к реостатам 8 и 11, введенным в цепь ротора, включается при посредстве реле 15, действующего при нажатии манипулятора 10, дополнительное сопротивление 12, управляемое двигателем 7, при чем включение двигателя 7, как и двигателя б производится при посредстве реле 9, занимающего верхнее или нижнее положение при е нажатом или отжатом манипуляторе 1 0.

3. Видоизменение охарактеризованного в и. 2 устройства, отличающееся тем, что управляемый двигателем 7 реостат включен не. в цепь ротора главного двигателя„ а в цепь баланса 17, с целью регулирования нагрузки баланса.