Настоящее предложение предназначается для стабилизации скорости электродвигателя постоянного тока с помощью камертонного генератора. Этот вопрос обычно решается применением так называемых фонических колес, а иногда и комбинацией фонического колеса с шунтовым двигателем постоянного тока. Основным недостатком фонического колеса является крайне низкий к.п.д. и поэтому для получения достаточной мощности приходится брать колеса сравнительно больших размеров и ставить мощные усилители после камертонного генератора. Предлагаемое изобретение имеет целью устранить указанные недостатки и позволить более конструктивно и с лучшим к.п.д. решить поставленную проблему. На чертеже фиг. Г изображает электрическую схему предлагаемого устройства; фиг. 2 - соответственные кривые, характеризующие электрические и механические свойства устройства. Согласно схеме (фиг. 1) устройство, в основном, состоит из электродвигателя постоянного тока, на валу якоря J которого насажен коммутатор 2. Число проводящих пластин К этого коммутатора должно удовлетворять следующему равенству:где V - частота камертонного генератора, п - обороты электродвигателя в минуту. Щетки 3 vi 4, сдвинутые друг относительно друга на 180 электрических градусов, присоединены к концам вторичной обмотки 9 выходного (понижающего) трансформатора усилителя // камертонного генератора /2. Средняя точка обмотки 9 и щетка 5 присоединены к так называемому .синхронизирующему сопротивлению 6, включенному последовательно с якорем. Назначение этого сопротивления будет ясно из изложенного ниже. Вращающийся коммутатор 2 со щетками 3, 4 ч 5 представляет собой не что иное, как вращающийся выпрямитель с двухполупериодным выпрямлением. Конденсаторы 7 и сопротивление 8 включены для уменьшения искрения щеток 3 н 4. Для получения строго постоянной скорости электродвигателя n consi. .(2) необходимо, чтобы разность Усегн -/«в оставалась постоянной. А так как, вообще говоря, ни cenit НИ /,R никогда не бывают постоянными, то для получения я ;const необходимо ввести в цепь якоря некоторое добавочное напряжение е, автойатическн компенсирующее i изменение и добавочное падение напряжения от изменения /як F+Д/,« / . . . (3) тогда 7сети It Д F - 1як iJ чг Д IB +: е П Aj Ф const . .(4) в предлагаемом устройстве имеется в виду автоматическая компенсация д V и д 1R. Принцип действия устройства легче всего может быть уяснен при рассмотрении фиг. 2. На фиг. 2 кривая / изображает э.д.с. обмотки 9 трансформатора, а кривая 2 дает моменты замыкания контактов вращающегося коммутатора при фазном угле сдвига . Кривая 3 дает, для данного случая, форму выпрямленной кривой э.д.с. Среднее значение .этой кривой будет, как известно, - и изображено пунктирной прямой. При иных соотношениях фазных углов, например, при о 90 (кривая контактов 4) кривая „выпрямленной э.д.с. будет иметь вид, изображенный кривой 5. В данном случае, среднее значение выпрямленной э.д.с. равно нулю, т.-е. нет никакой постоянной составляющей. При фазном сдвиге в 180 электрических градусов (кривая контактов 6) картина будет соверщенно аналогична случаю с фазным сдвигом, равным нулю, однако среднее значение выпрямленной э.д.с. будет обратного знака (кривая 7). Таким образом, при изменении фазного угла до Ф 180 среднее значение выпрямленной э.д.с. меняется от ,22 ДО - , проходя все промежуточные значения. Выпрямленная э.д.с. создает в цепи- щетка 5, сопротивление 6, средняя точка обмотки 9 - ток /ср. Легко , npocTbiM расчетом, что среднее значение падения напряжения на сопротивление 6, . равное / ср. 2 (при не слишком малом сопротивлении г), с достаточной для практики точностью, может быть приравнено среднему значению выпрямленной э.д.с. и имеет одинаковый с ней знак /ср f Это среднее значение падения напряжения на сопротивление 5, зависящее от положения якоря двигателя (фазного угла между э.д.с. камертонного генератора и положением коммутатора), и является добавочным напряжением е в цепи якоря, автоматически компенсирующим изменения напряжения сети и тока якоря. Когда приложенное к зажимам двигателя напряжение Ксет будет нормальным соответствующим скорости двигателя определяемой уравнением, 60v,, (б) (см. уравнение 1), якорь двигателя установится так, чтобы фазный угол 90 электрических градусов, что соответствует добавочному напряжению е 0. При уменьшении приложенного напряжения якорь получит тенденцию к отставанию, в результате чего появится добавочное напряжение е, направленное согласно с FcetH, компенсирующее V, причем будут удовлетворены уравнения (4) и (3). Очевидно, что при увеличении приложенного напряжения сети картина будет обратной. Из изложенного следует, что якорь двигателя будет.автоматически занимать такое положение по отношению к кривой э.д.с. камертонного генератора, чтобы результирующее, приложенное к нему напряжение оставалось неизменным и соответствующим числу оборотов, определенному уравнением (6), то-есть, несмотря на изменение приложенного напряжения, якорь будет итти синхронно с камертонным генератором. При изменении приложенного к якорю момента, явления носят аналогичный характер, и добавочное напряжение е компенсирует по величине и по знаку падение напряжения д //, т.-е. г д (7) V сети -т± п К, гг V сети - IR const . . (8) 1л Во всех вышеприведенных рассуждениях предполагалось, что электродвигатель настолько насыщен, что колебания
s сказываются на потоке Ф
$ const(9)
В действительности это, конечно, не :Имеет места, но изменение потокас напряжением только облегчает задачу регулирования.
Как было уже указано, предлагаемое устройство позволяет лучше чем в фоническом колесе использовать энергию, получаемую от камертонного генератора. Это может быть подтверждено следующим.
В случае фонического колеса в комбинации с двигателем постоянного тока все колебания мощности на валу покрываются непосредственно за счет мощности, получаемой от усилителя камертонного генератора
. ген. фок. но«. 00)
В предлагаемой же схеме мощность камертонного генератора идет лишь на покрытие добавочных потерь, а добавочная мощность берется из сети:
r-R . . (11)
а при |Этом
д р д I . 1/,
сети (12)
При чем в обычно применяемых электро- j двигателях
.-6-8 пз
м . 1в ° () Помимо этого
схемы - З фон. кол.
Практически, при электродвигателе в 20 W на валу, достаточно иметь 2,0- 2,5 W во вторичной обмотке трансформатора усилителя, дабы иметь возможность синхронного хода при изменении VCSTH на +8% или изменение момента от до М М„орт,.
В качестве вращающегося коммутатора удобно применить коллектор с соответствующим числом пластин, причем половина из них, через одну, присоединяется к кольцу, по которому скользит щетка 5, а другая половина, не будучи никуда присоединена, выполняет роль изоляционных прослоек.
Предмет изобретения.
Устройство для стабилизации скорости шунтового электрического двигателя постоянного тока с помощью камертонного генератора, отличающееся применением насаженного на вал двигателя коммутатора 2, включенного по схеме двухполупериодного выпрямления переменного тока и имеющего число пластин, находящееся в соответствии с числом оборотов двигателя и периодов переменного тока, линия постоянного тока какового коммутатора присоединена к зажимам включенного последовательно в цепь якоря двигателя сопротивления 6, с той целью, чтобы падение напряжения от выпрямленного тока в последнем служило для автоматического поддержания постоянной скорости двигателя.
фиг.
г5
