Силовая синхронная передача

Силовая синхронная передача

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Класс 2)с, 16,, М 64736

Зпрввивтрировано в Ь.ори пвобр; ш вп. и Говп..аии СССР б qe г т цд

" в МнооОетвкгВ

Госп я, q

С г1К С ССФ (. д, Бабат (;адовая синхронная «Ре> "

Заявлено 17 сентября 1943 года в Наркомвлектропром за Я 236 (323365) Опубликовано 31 маа 1945 гола

Устройства для синхронной передачи вращения (электрический вал) занимают серьезное место в соьременной военной технике, атакже в различных областях промышленности.

Наибольшее распростран-ние дяя синхронной передачи получили сельсины. Основной особенностью их является то, что прикладываемый к датчику момент должен быть равен (или даже несколько больше, учитыв,1я неизбежные потери) моменту, и пытываемому приемником.

В тех случаях, когда мощный приемник необходимо привести в действие от маломощного датчика, применялись обычно не синхронные, а синхронно следящие гис1емы в соче rани11 с промежуточными усилителями — магнитными, òèðàòронныаl и и т. д. Или усилителями с э. ектронными лампами

Предметом дянного изобретения являеlся силовая синхронная чередача вращ -ния; при которой не требуется применения специ альных усилителей и вместе с тем развиваемый на приемнике момент и отдавае,la» приемником мощность могут в несколько сотен или даже тысяч раз пр.-вышать момент и мощность, неооходимые для поворота якоря датчика.

Предлагаемая силовая синхронная передача выполняется с и«дукционным или емкостным датчиком, осуществляю1цим по >чередное переключение источника переменного тока»а различные фазы линии связи, к которым приключены через посредство выпрямителей фазы статора приемника типа мно1офазной синхронн и машины. Указанная же выше цель повышения эффекта усиления достигается тем, что в качестве указанного источника тока применен источник тока высокой частоты, значительно (в несколько сот илн тысяч раз1 превы u;11îùåé частоту модуляции этого тока датчиком.

Сущность изобретения поясняется чергежом, на фнг, 1 которого изображена одна из возможных схем предлагаемого усгройства, и на фиг. о — пояснительные диаграммы.

Приемник и датчик выполнены в виде машин, имеюи;их нп статоре трехфазную обмо-,ку. Ро тор приемника выполняется 1нбо с оомоткой постоянного тока, как это представлено нг фиг. 1, либо он может быть изготовлен из постоянного магнита, либо, наконец, его можно оставить без всякой обмотки, как это обыч. о делается в тяк называемых реактивных машинах, В схеме по фиг. 1 показано:

1 — зажимы, к которым подьодится питающий систему переменный ток, 2 — первичная обмотка датчика, 8, 4, 5 †вторичн обмотки датчика. 6 †рот-обтюратор, производящий переключение ма< нитного потока на вторичные обмотки, 7, 8 и 9 — выпрями<ели (например, купроксные или селеновые), 10, 11

12 — сглаживающие к«нденсяторы, 18, 14 и 15 — обмотки ста.i ора и риемяика; 16 — ротор приемника, питаемый постоянным током.

В датчике происходит переключение энергии от и точникя переменного тока на разные фазы статора приемника. Как будет показано ниже, чем выше частота этого тока, тем больший коэфициен г усиления мощности и моменга можно получить Можно полагать, что в таких устройс < вах будут применяться рядиочастоты вплоть до

10 Hz и коэфициент усиления по мощности и по моменту может достигнуть величины 10 — 10 .

Переключение потока высокочастотной энергии может производиться двумя способами: изменением электромагнитного поля и изменением электрического поля.

В схеме по фиг. 1 имеет место переключение магнитного потока, В дальнейшем будем называть такой датчик, производящий переключение энергетическо1-<) потока, вариатором и в зависимости от типа — и дукционным вариатором или емкостным вариатором.

Соотношение между допустимыми плотнос. ями тока в проводниках катушки самоиндукции и напряженностью электрического поля между пласт IHBMH воздушного конденсатора таково, чго достижимая плотность энергии в магнитном поле катушки, обычно, выше плотности энергии в электрическом поле конденсатора, Поэ гому при частотах до 10" Hz габариты индуктивных вариаторов должны быть меньше, !ежели емкостных.

Однако, при высоких частотах

f ) 10"Ну и для двигателей небольшой мощности емкостные вариаторы могут иметь преимушества по сравнению с индуктивными.

Индуктивные вариаторы могут быть выполненными в самых разнообразных вариантах.

Например, на роторе может быть помещена однофазная обмотка, питаемая от источника переменного тока, а на статоре трехфазняя обмотка. При и< вороте ротора будет меняться коэфициент взаимоиндукции между ним и каждой из частей обмотки статора и, таким образом, будет меняться и передаваемая в эту часть ос мотки мощность. Можно первичную обмотку 2, питаемую от источника переменного,< ока высокой частоты, расположить;еподвижно, а переключение производить, поворачивая с набженныи соответствующими вырезами и экранирующими медными вставками или короткозамкнутыми обмотками ротор 6 — обтюратор магнитного по I ока, как его можно в данном случае называть. Можно, наконец, включить отдельные части обмотки статора так, чтобы они составляли общий контуо, отдельные участки которого при повороте ротора поочередно настраивались бы в резонанс. При э ом могут быть выбраны схсмы как с резонансом токов, так и с резонансом напряжений.

В обмотках статора приемника циркулирует пульсируюгцнй ток.

Полезную работу — вращение ротора †б:т производить только основная rapr

Поэтому использование машины будет несколько ху же, чем пр : питании ее чисто переменны током.

Если принять, что амплитуда первой гармоники равна постоянной составляющей, то и<пользование машины будет порядка 50%.

При некоторых режимах могут получиться меньш е значения использования, однако, для целей синхронной связи э)и величины вполне допустимы.

На фиг. 2 показаны крйвые токов и напряжений, имеющих место в схеме по рис. 1.

Две верхние кривь е 1 и l1 представляют собой напряжения, отдазаемые двумя фазами вариатора, 1 — к..уговая частота генератора, питающего все устровство, Π— угловая скорость датчика. На фиг. 2

):ðåäñòàâëåí случай, когда молуляция высокочастотного тока в вариаторе происходит по синусоидальному закону. Однако возможны и лр угие формы модулирующей кривой. Кривая U на фиг. 2 представляет собой э.д.с., развиваемую одной из фаз приемного двигате.)я, и именно †фаз 1. Ток вентиля, питающего эту фазу, обозначен через 1..

В токе 1„, имеются постоянная составляющая, обозначенная на фиг. 2 через 1,1, соста Вляющая с частотой 2 и, наконец, рял составляющих с частотой а, 2а, 3 о и т. д. Полезную работу производит только составляющая тока с частотой 2 Постоянная составляющая и составл»юшие высокой частоты расходуют свою мощность на активных сопротивлениях схемы.

С1)ставляющие высокой частоты легко отфильтровываются конленI сатора)): и и в 1 бмотки двигателя не попадают, однако, постоянная составляющая при работе по схеме фиг. 1 производит дополнительный нагрев обмоток приемного двигател я.

В интервале времени, обозначенном на фиг 2 через -., ток, текущий через соответствующую фазу двигателя, со).палает с э.д. с., развиваемой это" фазой. При этом двигатель испытывает тормозной момент. Таким образом, результирующий момент. развиваемый двигателем, является разностью между положительным моментом, развиваемым в те отрезки времени, когла ток и напряжение в обмотках двигателя находятся в противофазе, и l Ор!»)озн61м MQN 11том, получаlощимся при совпадении тока и на и р» же н):.я.

М»КСИМа tbHb и МОМЕНТ Раэн:1 ваегся л вига -елем, когда его скорость бл)зка к нул10. По мере

I ВеJI) ченl)Я числа ОборотОВ момент падает:-, наконец, cTi:вози-ся равны.l н .1;о. При прочих р;1вных ус, 0 и) )» х х) а);си 1» . »») л ьно дост)1жи мое число 0000î I îâ пропорционально

ВЕЛ1)ЧИ И

Благо»ар» г)рименени)о в;хе;;. фиг. 1 í.vïðа )ляе ых вентиле.::, ДОПV01» а 10!НИХ ТОЛЬ .» 0 ОДНÎCÒOPOHнее направление потока эн;ргии, предлагаемая синхронная передача необратима. С ней HPльз осущес вить рекуператиьное торможение. Схема по фиг. 1 несиособ,-„; преооразова-.ь механическую энерГиlо Обратно в элекTрическуio 1 переда ь эту энергию в цепь то:;<)

Высокой :.астоты. 0 Hil 1»o В p:.),Ti.e при:»1енений этот недостаток не яьляется существенным: он свойственен, вообще говоря, всем схемам с усилением.В предлагаемой системе усиление мощности получается без применения усилителей, а исключительно за счет понижения частоты детектированием. Для изменення вел;.чины высокочастотного тока при помогци инлукционнного регул:тора остато)но ",à.òðàòèòü работу, не превышающую энергии, заиасаемой в электромагнитном или электрическом поле регулятор=. в течение каждого пол у периода .тока. Р «60Та же, которую это. высокочастотный ток может затем произвести в каком-то питающемся от регулятора приемнике, равна энергии единичного иолупериода, иом но. сивой на число полупериодов протекания тока.

Чтобы иромолулировать ток в .:сокой частоты <ц при помощи н)"3 кой частоты 2, нужно затратi)т: сравнительно неоольшую мощность. Ес, и же затем продетектиpoBBTb lloëó÷Pííb)I1) ток, то состазляющ-lsi ьизкой частоты 2 буде содержать в себе мощность, lи1 столько раз превышающую молулиру10щ о мощность, во сколько

64736 частота модулируе мого тока ш пpевышяpт мод jлHpjI0щуIQ частоту 2. На этом простом способе

„усиления без усилителеи" при помощи одних лишь детекторов и основан предлагаемый способ синхронной передачи, 1ем оольший коэфициент усиления мощности необходимо иметь и чем меньшая постоянная времени в синхронной передаче необходима, тем более вь|сокую частоту тока необходи м о применять.

При частоте тока f=lG Кк можно получить усиление в несколько тысяч раз, даже когда число оборотов датчика и приемника достигает нескольких тысяч.

В случае применения предлагаемой си темы для единичной синхронной передачи она не является столь выгодной. Взамен усилителя в системе появляется новый элемент †высокочастотн генератор.

Однако, когда приходится устраивать ряд синхронных передач, предлагаемая система весьма эффективна. Один мощный ламповый генера ор питает всю установку, в которой может быть несколько десятков передач (напри/ . р, в счетно-решающих установках для артиллерийской стрельбы).

В каждой отдельной синхронной передаче имеется только, дат .:".к, приемник и включенные м жгу ними детекторы (селеновые, куироксные или сульфи дные B. 1(pÿ. мители), выполняющие функции усилителя.

Пр =äìñò пзобр;теии:-.

Силовая син"ðpîo»í íàë передача с индукционным или емкостным ""а,г -чиком, осуществляющим поочередное переключение источника переменного тока на различные фя.-.ы линии связи, к которым прикл очены через посредство выпрямителей фазы статора приемника типа многофазной синхронной машины, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффекта усиления, в качестве указанного источника тока применен источник тока высокой частоты, значительно ( несколько сот или тысяч ряз) превышающей частоту модуляции это го тока датчиком, л!

» 1

11 г

l г

Оти. редактор Д, Л. Михайаов Техн. редактор М. В. Смольникова

Л149953 Подпиеан к пе-!;:".ë 23, ".:I 1946 г. Тираж 500 экз, Цека 65;еп, 1. к

Типография Госплаииздата, им. Воровского, Калуга.