Устройство для суммирования скоростей вращения осей Советский патент 1936 года по МПК H03M1/24 

Задача суммирования показаний счетчиков (например, электрической энергии) или вообще суммирования поворотов каких-либо осей может быть чаще всего решена устройством контактных механизмов на каждом счетчике, приводимых от оси счетчика. Контактные механизмы при этом включены в одну общую цепь таким образом, чтобы срабатывание каждого из них производило замыкание или размыкание цепи и, вследствие этого, притяжение или отпускание якоря включенного в эту цепь электромагнита, передвигающего счетный механизм.

Устройства эти страдают тем недостатком, что при одновременном срабатывании двух контактных механизмов состояние цепи остается без изменений и поэтому счетный механизм не передвигается на новое показание, несмотря на имевший место поворот осей счетчиков. Получается погрешность суммирования. Мероприятия, имеющие целью предотвращение этих погрешностей, ведут -к значительному усложнению устройства (см. Шлейхер, Телемеханизация контроля и управления, изд. ОНТИ, 1935 г., стр. 64, 65).

Предлагаемое и описываемое ниже устройство сохраняет простоту контактного устройства, не прибегая к дополнительным мероприятиям и в то же время не дает погрешностей даже при

одновременном срабатывании контактных механизмов. Для целей суммирования числа оборотов осей счетчиков или иных приборов в предлагаемом устройстве оси снабжаются, как и в некоторых известных устройствах, коммутирующиг-и приспособлениями в виде ко..1;о« с наложенными на них щетками.

Сущность изобретения заключается в том, что щетки каждого коллектора соединены с пластинами последующего коллектора с той целью, чтобы поданный на одну из пластин первого коллектора потенциал перемещался при вращении осей по пластинам последующих коллекторов со скоростью, равной алгебраической сумме скоростей вращения всех предыдуших осей. В случае суммирования скоростей вращения двух осей вместо соединения щеток одного коллектора с пластинами второго могут быть соединены между собой соответствующие пластины обоих коллекторов, а потенциал к первому коллектору подведен через нйлся.енную на коллектор щетку. 4nf.no nj. -.:н коллекторов зависит от числа слггяе. и должно быть выбрано таким, чтобы при одновременном переходе щеток всех коллекторов с пластины на пластину, в момент касания следующих пластин, суммарное смещение потенциала относительно последней щетки не превосходило 180 угловых градусов.

Прилагаемый чертеж поясняет выполнение устройства. На фиг. 1 изображена схема соединений при двух слагаемых; на фиг. 2-при трех; на фиг. 3 приведен вариант схемы соединений для суммирования двух слагаемых, а фиг. 4 и 5 поясняют конструкцию коллекторов.

На осях укреплены коллекторы ТОО и 200 (фиг. 1), состоящие каждый из трех пластин: W1, 102, ЮЗ и 201, 202, 203. Плюс батареи подведен к одной из пластин /О/ первого коллектора. Подвод тока осуществляется через контактное кольцо; на чертеже он изображен в виде прочного соединения провода с пластиной. Вокруг первого коллектора расположены три щетки ///, 7/2 и IJ3, которые проводами /27, /22 и 725 соединены с пластинами 20J, 202, 203 второго коллектора. Через щетку 2/7 этот коллектор соединен с катущкой щагового электромагнита 7, второй конец которой ведет к минусу батареи.

Действие устройства происходит следующим образом. При вращении коллектора ЮО в указанном стрелкой направлении его пластина WJ, присоединенная к плюсу батареи, попеременно приходит в соприкосновение со щетками 7/7, 7/2, /75 и передает таким образом потенциал плюс через провода 121, /22, 123 попеременно на пластины , 202, 203 коллектора 200. Если последний неподвижен, то каждый раз, когда пластина 7(97 касается щетки 777, замыкается цепь от плюса, через 101, 777, 727, 201, 277, обиотку электромагнита 7 к минусу, и электромагнит 7 возбудится. Пульсации электромагнита 7 будут происходить при каждом обороте коммутатора 100. Если коммутатор 200 также придет во вращение, то к перемещению потенциала плюс по пластинам 201, 202, 203 прибавится вращение самих пластин в пространстве, вследствие чего скорость перемещения потенциала плюс относительно неподвижной щетки 277 соответственно увеличится и участится работа электромагнита 7.

Если один из коллекторов вращается в направлении, обратном показанному стрелкой, то скорость его будет вычитаться из скорости перемещения по его пластинам потенциала плюс. Таким образом, электромагнит / считает алгебраическую сумму оборотов коллекторов 7616 и 200.

Принципиальная схема устройства для случая трех осей представлена на фиг. 2. Она отличается от первой тем, что коллекторы имеют по четыре пластины вместо трех. Соответственно увеличено и количество щеток. Необходимость этого будет пояснена ниже.

Действие такого устройства в основном протекает аналогично и поэтому не требует особых пояснений. Нужно отметить лишь одно обстоятельство, не имеющее, правда, прямого отнощенмя к принципу действия, но важное для устранения возможных погрешностей. Второй коллектор 200 (фиг. 2) имеет четыре щетки. Если коллектор вращается медленно, то временами, при переходе щетки с одной пластины на следующую, она на время замыкает их между собой. В виду симметричного расположения щеток, при этом одновременно замыкаются между собой все пластины- Во избежание этого коллектор 200 должен вращаться не плавно, а скачками, переходя в очень короткое время через промежуточные положения. Это легко осуществить соответственным приводом коллектора от ведущей его оси („опрокидывание). Подобным же образом, в случае надобности, может производиться передвижение и коллектора 100 (фиг. 2, а также фиг. 1).

Устройство по фиг. 1 может быть выполнено и так, как изображено на фиг. 3. На каждый коллектор наложено лишь по одной щетке, а коллекторные пластины электрически связаны между собой. Преимуществом такого выполнения является то, что коллекторы могут вращаться плавно, не внося этим никакой погрешности.

Для суждения о правильности действия устройства существенно следующее. По мере вращения коллектора 100 (фиг. 3), потенциал плюс будет то на одной пластине 101, то, в процессе перехода щетки с одной пластины на другую, плюс будет одновременно на пластинах 707 и 102, а затем только на пластине и т. д. При равномерном вращении коллектора 100 можно себе представить, что потенциал производит

шагообразные перемещения, каждое на VG оборота коллектора или на 60°. Относительно щетки 2/7 потенциал плюс перемещается со скоростью, определяемой суммой скоростей коллекторов 100 и 200. Так как перемещения коллектора относительно щетки возможны у обоих коллекторов одновременно, то относительно щетки 211 возможно щагообразное перемещение на 60 -1-60° 120°. По фиг. 3 видно,, что электромагнит 7 возбужден в течение трех положений потенциала плюс: на пластинах 203-201, 201 и 201-202; во время нахождения потенциала плюс в положениях 202, 202-203 и обмотка 1 обесточена. Таким образом, в течение 180° перемещения потенциала обмотка 7 возбуждена, в течение дальнейших 180 она обесточена. Мгновенное перемещение потенциала на угол, больщий 180, приведет к погрещности, так как и до и после перемещения потенциала состояние обмотки 7 будет одно и то же, т. е. поворот коллекторов не будет отмечен поворотным механизмом счетчика 3.

Так как при двух слагаемых максимальный поворот составляет 120, то погрещность суммирования исключена. При больщем числе слагаемых необходимо, для соблюдения предельного суммарного угла в 180°, уменьщить величину отдельного щага, т. е. увеличить число пластин коллектора.

Устройство коллектора отдельно показано на фиг. 4. Для того, чтобы соединительные провода 4, 5, 6 были присоединены к определенным пластинам коллектора, подвод проводов 4, 5 vi 6 к пластинам коллектора, ввиду его вращения, производится через контактные кольца. В некоторых случаях целесообразнее последний коллектор сделать неподвижным. Конструкция коммутирующего устройства для такого случая показана на фиг. 5. Счетчик вращает

щетку 8, которая скользит вокруг неподвижного коллектора 7, соединяясь с электромагнитом через контактное кольцо 8. Вследствие неподвижности коллектора 7 соединительные провода подведены непосредственно к пластинам коллектора.

Предмет изобретения.

1.Устройство для суммирования скоростей вращения осей с применением счетчика импульсов, указывающего суммарный угол поворота осей, и приводимых во вращение от осей коммутирующих приспособлений в виде коллекторов и наложенных на них щеток, отличающееся тем, что щетки каждого коллектора соединены с пластинами последующего коллектора с той целью, чтобы, при вращении осей, поданный на одну из пластин первого коллектора потенциал перемещался по пластинам последующих коллекторов со скоростью, равной алгебраической сумме скоростей вращения предыдущих осей.

2.Видоизменение устройства по п. 1 для случая суммирования скоростей вращения двух осей, отличающееся тем, что коллекторные пластины первого коллектора соединены с соответствующими пластинами второго, а потенциал к первому коллектору подведен через наложенную на коллектор щетку.

3.Форма выполнения устройства по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что, с целью устранения погрешности в учтенном устройством суммарном угле повороте осей, число пластин коллекторов выбрано таким, чтобы при одновременном переходе щеток всех коллекторов с пластины на пластину, в момент касания следующих пластин, суммарное смещение потенциала относительно последней щетки не превосходило 180.

iiuo/,.,/ у -лу

.

,.f--, .-

n,

-gf V/л

/л

УД

сриг

.

/riV у7з Г

сЬиг

.w

,:о.|;

|к|у -йж /л

3l).J№ /} М

г j

Ч:зиг-5

&

4

S