На фиг. 1 чертежа изображен регулятор, на фиг. 2-деталь регулятора на фиг. 3 и 4 - ограничитель заряда батареи, на фиг. 5 и б - электромагнитное реле и на фиг. 7 и 8 - схема предлагаемого устройства.
Регулятор напряжения состоит из ряда зажимов а и кожуха А, внутри которого имеются цилиндрические каналы; в этих каналах расположены цилиндрические кнопки Ь, утолщенная часть которых изолирована от остальной части кнопки. К каждой кнопке Ъ прикреплен гибкий шнур, и все эти шнуры подведены к одному обш,ему зажиму, к которому подводится один конец шунтовой цепи машины, второй конец которой подводится к первому зажиму реостата. По кнопкам катится ролик с, который, нажимая кнопки, заставляет их касаться зажимов а и, катясь в одну или другую сторону по кнопкам, вводит или выводит сопротивление реостата. Нажатая кнопка реостата, после прохождения ее роликом с, размыкается своим собственным весом и пружинкой.
Ролик с берется таким, чтобы при прохождении по кнопкам он нажатую одну кнопку не освобождал до тех пор, пока не будет нажата соседняя смежная кнопка, с целью не допустить образования вольтовой дуги между кнопкой и клеммой.
Ролик с помещен в вилке рычага d, на другом конце которого находится система балансов с ограничителями О; система эта может подниматься и опускаться по сделанному прорезу t рычага и закрепляется винтом п.
Кроме того, может измениться и угол между стержнями балансов.
Рычаг d при помощи втулки надет на алюминиевый цилиндр /, на периферии которого помещена обмотка. Цилиндр / (фиг. 2) покоится на стальных призмах k, лежащих своим ребром на стальных С вырезом пластинках /, одна из которых помещена на дне алюминиевого стакана е, а другая на внутренней стороне скобы z и за, креплена двумя винтами и. Цилиндр / и полый железный цилиндр g помещены внутри алюминиевого стакана е, врезанного в передней доске автомата.
Ограничитель заряда батареи (фиг. 3 и 4) состоит из двух реле, соленоидного а и электромагнитного d, расположенных взаимно перпендикулярно. Электромагнитное реле d имеет два якоря е с особыми выступами /, / на своей хвостовой части. Оба якоря удерживаются в оттянутом положении пружиной g, которая помещена в гнезде пластинки k и закрывается другой пластинкой, не показанной на чертеже, которая предохраняет пружину g от выпадения из гнезда. Соленоидное реле а имеет якорь b из немагнитного материала, который несет на себе .две контактные пластинки т, совершенно изолированные как от якоря, так и одна от другой, при чем одна из них служит для замыкания цепи батареи, а вторая-для замыкания шунтовой цепи машины. Сердечник С соленоида оттягивается вниз пружиной /; на его нижней части имеется ограничитель подема п со стопорным винтом, который регулирует угол. подема якоря b с таким расчетом, чтобы оставить его на выступах f,/хвостовой части якорей е электромагнитного реле d. Из фиг. 3 видно, что выступы / / сделаны так, что они могут днигаться по хвостовой части якоря е, закрепляясь стопорным винтом о. При наличии регулировки ограничителем п на нижней части соленоида надобность в регулировке выступами /, / отпадает.
На якоре b соленоидного реле имеются скосы z для более легкого скольжения по выступам /, /. Принцип действия ограничителя заряда -следующий: когда батарея зарядится полностью, обратный ток из
батареи в машину, проходя по обмотке соленоида, заставит подниматься железный сердечник С, который, надавливая на якорь Ь, заставит его вращаться вокруг оси д. Якорь Ь, скользя своими скосами z по выступам /, / якорей электромагнитного реле d, заставит сжиматься пружину g и вращаться якоря е вокруг своих осей s. Таким образом, хвостовые части якорей е будут расходиться и, когда якорь b соленоидного реле будет поднят чуть выше выступов /, / силой пружины g, якоря е будут приведены в свое первоначальное положение; якорь b окажется поднятым, при чемцепь батарей и шунта машины будет разомкнута.
При вырубании рубильника k пропускается ток через катушку электромагнитного реле d, оба якоря е притягиваются, освобождают якорь b соленоидного реле, который под влиянием собственного веса упадет, замкнет контакты батарейной и шунтовой цепи машины и прижмется плотно нижней частью выступов /,/.
Электромагнитных реле (фиг. 5 и 6) два: одно реле, одноконтактное, замыкает цепь машины, второе, двухконтактное, замыкает цепь батарей для зарядки и делает переключение с магнита на батарею и обратно. Устройство их одинаково, а потому на чертеже изображено только двухконтактное реле, при снятии с которого контактной пластинки получается тип первого реле, т.-е. замыкающего цепь машины.
Принцип действия такой же, как и всякого электромагнитного реле, т.-е. он основан на притяжении якоря к сердечнику, но в виду того, что эти реле должны замыкаться при большем напряжении и размыкаться при меньшем, то хвостовые части их якорей имеют особое при способление, а именно: внутри хвостовой части имеется цилиндрический канал g, в котором свободно катается шарик k, на четверть выходящий наружу; так как при при
тяжении якоря хвостовая часть его имеет наклон по оси п, то шарик k перекатывается ближе к оси, уменьшает плечо, а вместе - с тем и отрывное усилие и, таким образом, реле разомкнется при напряжении меньшем, чем то, при котором оно замкнулось. Ограничители риг позволяют регулировать реле на то или иное напряжение.
Работа предлагаемого устройства производится следуюшим образом (фиг. 7 и 8).
Дневная поездка. По отправлении поезда со станции и по мере развития им скорости напряжение машины поднимается; когда оно достигнет 52v, замыкается реле I (благодаря прохождению тока в шунтовой обмотке Oi02 магнитной системы по пути:- -машины, 1,38,0, рамка R, Оо, 40, 17, 18 и машины) и приключает машину к сети. По достижении машиной 54 г, замыкается реле II и приключает батарею к машине для зарядки. В это время замкнется реле V с зарядным током батареи и включит в действие вторую обмотку 9i9 магнитной системы, которая будет действовать в ту же сторону, как обмотка 0,0.,. Зарядный ток батареи пройдет по следуюшему пути:-{-машины 1,2,3,4, контакты а и b реле I, 5, 6, 7, 5, 7, контакты р и г, ограничитель заряда батареи и отсюда по двум путям. Первый путь: контакт г, 56, обмотка реле V, 82, 83, 75, контакты е и с, 76, 68, 31, 30, 29, 77, /2 -Ьбатареи, батарея, - батареи 54, 55, 78, замкнутые контакты d и п, 81, 40, 17, 18 и -магниты. Второй путь параллельный: контакт г, 48, через замкнутые днем контакты g и h четвертого направленного вниз ножа рубильника k (под некоторым углом к первым трем, с таким расчетом, что, когда первые три ножа размыкаются - четвертый замыкается), 15,84, контакты 5 и 9, реле V, 87, 85, 41, обмотка .2, 37, 34, 88, контакты 4 и 6, реле V, 32, 70, 75; контакты е и с и далее, по пути, указанному выше, к минусу машины.
Влагодаря работе двух обмоток на магнитной системе, магнитный поток увеличивается, и рамка начнет вращаться вправо, увлекая за собой рычаг М, который, скользя по клеммам автоматического регулятора Sj, будет вводить сопротивление в шунт машины до тех пор, пока будет создано новое напряжение, при котором зарядный ток батареи будет нормальный (так, например, при совершенно разряженной батарее 63-65 амп.). По мере заряда батареи сопротивление ее увеличивается, зарядный ток уменьшается, а вместе с ним и магнитный поток в системе. Рычаг ЛГ начнет враш,аться влево, выводя сопротивление и увеличивает напряжение машины (для полного заряда батареи) которое в конце заряда батареи при зарядном токе 20 амп. достигает 68-и. Чтобы получить 68г/, рычаг М должен стать на первый контакт автоматического регулятора (где нет сопротивления), но при работе обмоток 9i9.2 и .2 в одну сторону это не будет достигнуто, равновесие наступит где-то раньше. Во избежание этого, существует реле V, которое при наступлении указанного равновесия разомкнется и пропустит ток через обмотку 9i92 в обратном направлении по пути:
84, контакты 5 и 7, реле V, 88, 34,37, обмотке 9i9., 41,85,87, контакты 4 и 8, реле V, 32, 70, 75, контакты е и с и далее. Размагничивание шунтовой обмотки позволит рычагу М выйти на первую клемму регулятора.
Далее, в момент полного заряда батареи, когда кратковременно напряжение ее достигает 69-701, замкнется батарейное реле III, якорь которого отрегулирован на это напряжение. Затем будет зацеплен рычаг А с двумя изолированными один от другого контактами X; из схемы видно, что тогда будут замкнуты контакты у vi V, при чем будет пропуш,ен ток в обмотку соленоидного реле ограничителя заряда IV по пути;-{-батареи 4, 77, 29,28,27,
контакты у и V 19, 20, 21, обмотки соленоида Q, 59, 55, 54,- батареи. Сердечник соленоида поднимается вверх и, подняв свой якорь В, поставит его на выступы хвостовых частей якорей двухякорного реле.
Сердечник соленоида, по прекращении тока в обмотке, оттянется пружиной в свое исходное положение. Контакты р л г окажутся разомкнутыми и батарея отключенной из-под зарядки. Разомкнутые контакты S VI t разорвут цепь возбуждения машины, питаемой TOKOMJ по пути:-|-машины, 1, 2, 3,4, 71, 44, контакты S v( t 58, 35, 36, рычаг М, клеммы регулятора 33, 72, шунт Н, 73 - машины.
Вторая параллельная ветвь питания шунта через рубильник/%днем не работает, ибо рубильник разомкнут. Таким образом,- машина будет враш,аться без возбуждения.
Ночная поездка. Батарея остается заряженной и цепь возбуждения машины разомкнутой. С наступлением темноты, когда явится надобность в освеш,ении вагонов, проводник вагона, согласно инструкции, замыкает рубильник k; этим он замыкает цепь возбуждения машинь, дает ток в сеть освеш,ения и выключает из действия обмотку .з магнитной системы регулятора, проходящую через контакты g h 4-го направленного вниз ножа рубильника, и плавно выводит реостат 5jj, передавая регулировку на автоматический реостат s. Таким образом
имеется возможность включения света на ходу поезда, когда освещение питается от машины. Могут быть два случая:
1-й случай (свет дан во время хода поезда). По включении рубильника k, замкнется цепь возбуждения машины по пути:-)-машинь1, 1, 2, 3, 4, 71, 44, 43, 42, реостат 5, 60, левый нож рубильника А , 63, 62, 61, контакт t 58, 35, 36 рычаг М, клеммы реостата s, 33, 72, Н, 73 - машины. Выведением реостата 5j плавно поднимается напряжение и регулировка переается на автоматический реостат Sj. епь освещения замкнется по пути: -машины, 1, 2, 3, 4, контакты а Ь, 5, 6, 7, 8, 9, 10, средний нож убильника k, 1, 11, лампы, 12, правый нож рубильника k, 13, 16, 17, 18 и - машины.
При подходе к станции первым размыкается реле II и включает батарею в пара.плельную работу с машиной на короткое время (момент); вслед за тем размыкается реле 1 и сеть освещения получит питание от батареи по следующему пути:-J-батареи 4. 29,30,31,68, 76, замкнутые контакты си/, 69, 79, , 6, 7, 8, 9, .10, средний нож рубильника k, /1, 11, лампы, 12, 14, 80,-замкнутые контакты d л т, 78, 55, 54 и - батареи.
Теперь, по отправлении поезда со станции, первым замкнется реле 1, и машина вступит в кратковременную параллельную работу с батареей, но затем замкнется реле II и освещение перейдет на машину. Такая кратковременная параллельная работа предусмотрена на предмет устранения мигания света при переходе с батареи на машину и обратно.
2-й случай (свет дан на остановке). Тогда также по включении рубильника k замкнется шунтовая цепь машины, выключится обмотка 9i9.2, регулировка напряжения с реостата 5jj передастся на реостат s, и освещение сядет на батарею по пути указанному в первом случае.
В дальнейшем рассматривается работа батарейного реле III, когда оно ставит батарею под зарядку. Когда батарея разрядится на40-50% и напряжение ее упадет, реле, соответственно отрегулированное, разомкнется и своей хвостовой частью замкнет контакты х и у с контактом W (кратковременно); ток поступит в двухякорное реле ограничителя заряда; якоря его притянутся и освободят якорь В соленоидного реле, который, упав с приливов, замкнет контакты риг, поставив батарею дозарядиться; тогда контакты s и замкнут шунтовую цепь машины по второй параллельной ветви;
Затем рассматривается работа особого приспособления z у рубильника К (на чертеже показан один рычажок е, но их два, один под другим попеременно замыкаемых на один и тот же контакт двумя крючками, находящимися тоже один под другим с той только разницей, что один крючок длинее другого). К одному рычагу подведен ток от машины, к другому ток от батареи, а к обшему контакту, на который -они попеременно замыкаются крючками, подведен один конец размагничивающей обмотки реле 111. Теперь во время размыкания рубильника К по, миновании надобности в освещении, крючки, установленные на правом ноже рубильника К (изолированные от ножа и один от другого), попеременно приведут в соприкосновение с общим контактом и рычаг с током машины и с током батареи. Вне зависимости от того, будет ли выключен рубильник на ходу или остановке, ток в размагничивающую обмотку поступит, размагнитит сердечник, заставляя якорь отпасть, который своей хвостовой частью пропустит ток в двухякорное реле и поставит батарею под зарядку.
На схеме (фиг. 7) имеются еще следующие части: Т-рычаг с током батареи, 2 - рычаг с током машины и 3- общий контакт. Это приспособление устроено на случай, если надобность в освещении миновала, а батарея еще не разрядилась до того предела, когда реле III самостоятельно поставит ее под зарядку, тогда это сделает особое приспособление рубильника, и батарея за поездку днем зарядится полностью.
Предмет патента.
1. Устройство для электрического освещения железнодорожных поездов с применением работающей от оси вагона динамомашины,--аккумуляторной батареи и шунтового реостата, управляемого подвижной обмоткой, подверженной действию магнитного поля, создаваемого электромагнитом, одна обмотка которого включена последовательно с подвижной обмоткой и присоединена параллельно к динамомашине, а другая обмотка которого включается последовательно с батареей в цепь главного тока динамомашины через посредство вспомогательного реле, характеризующееся тем, что, с целью автоматического включения и выключения динамомащины и батареи при наличии на зажимах динамомащины определенных напряжений, применены подверженные действию магнитного поля указанного электромагнита якори I и 11, снабженные перекатывающимися шариками k (фиг. 5 и 6), из каковых якорей якорь I (фиг. 7 и 8) снабжен соединяемым с одним из проводов сети контактом а, служащим, при соприкасании с неподвижным контактом Ь, для включения динамомашины на сеть, а якорь II снабжен соединенными с зажимами батареи контактами с, d, служащими, при соприкасании с неподвижными контактами е, п, для присоединения батареи к динамомашине последовательно с указанным вспомогательным реле V, якорь какового реле V, с целью изменения направления тока в обмотках 9i, 9-2 электромагнита, выполнен в виде двухполюсного переключателя, неподвижные контакты б , 7, 8, 9 которого соединены с концами обмоток 9), 9.2, а подвижные контакты 4, 5 которого присоединены к концам обмотки реле V.
2. При охарактеризованном в п. 1 устройстве применение, с целью выключения батареи по достижении полной ее зарядки, соленоида Q, включаемого в цепь батареи электромагнитным реле III, якорь которого отрегулирован, в отношении силы его притяжения, на напряжение батареи, соответствующее процессу ее кипения, сердечник какового соленоида Q снабжен контактом р, разединяющим, при втягивании сердечника, цепь батареи, устанавливаемую контактами е, п (фиг. 7 и 8).
3.При охарактеризованном в п.п. 1-2 устройстве применение неподвижных контактов /, т, служащих, при соприкасании с контактами с, d якоря П, для включения батареи на сеть (фиг. 7 и 8).
4.При охарактеризованном в п.п. 1-3 устройстве применение трехполюсного рубильника k, снабженного дополнительными контактами /г, g, служащими, при включенном рубильнике К, для размыкания цепи обмоток 9i, 9о, устанавливаемой якорем вспомогательного реле V (фиг. 7 и 8).
5.При охарактеризованном в п.п. 1-4 устройстве снабжение реле 111 якорем,отрегулированном так, чтобы он отпадал при напряжении батареи, равном приблизительно половине нормального ее напряжения и при отпадении его, выводил из действия блокировочное реле d, якори е , е которого снабжены
выступами /, /, задерживающими; сердечник соленоида Q (фиг. Ъ, 4, 7 и 8).
6.При охарактеризованном в п.п. 1--5 устройстве снабжение реле III дополнительной размагничивающей обмоткой Р, замыкаемой при размыкании рубильника k через посредство дополнительных контактов 1, 2, 3 этого рубильника (фиг. 7 и 8).
7.При охарактеризованном в п.п. 1-6 устройстве скрепление подвижной обмотки шунтового регулятора динамомащины с роликом с, отжимающим, при перекатывании по пружинящим кнопкам Ъ, эти кнопки к зажимам а регулятора (фиг. 1 и 2).
8.Видоизменение охарактеризованного в п.п. 1-7 устройства, отличающееся тем, что якори I и 11 подвергнуты действию магнитного поля G-образного электромагнита, обмотка которого соединена последовательно с подвижной обмоткой шунтового регулятора динамомащины.
