PL2459B1 - Alternatory wielkiej czestotliwosci. - Google Patents

Description

Wynalazek dotyczy alternatorów wiel¬ kiej czestotliwosci, w szczególnosci zas al¬ ternatorów do bezposredniego wytwarzania pradu zmiennego o czestotliwosci odpo¬ wiedniej dla radjokomunikacji. Glówny cel wynalazku polega na udoskonalonej budo¬ wie alternatorów z magnesnicami o wielkiej czestotliwosci, w szczególnosci zas na stwo¬ rzeniu podobnego altenatora o szerszych zlobkach dla uzwojenia twornikowego, ani¬ zeli bylo to przedtem mozliwe w podobnych maszynach, o tych samych charakterysty¬ kach szybkosci i tej samej czestotliwosci.

Uklad do przesylania fal ciaglych w ra- djekemunikacji zawiera zródlo pradu zmiennego o wielkiej czestotliwosci, dostar¬ czajace bezposrednio energje antenie, w ro¬ dzaju np. altenatora typu magnesnicowego wielkiej czestotliwosci. Znane maszyny te¬ go typu posiadaja nieruchomy uwarstwiony rdzen magnetyczny z uzwojeniem tworni- kowem na prad wzniecany wielkiej czesto¬ tliwosci oraz wirnik czyli magnesnice ze stali, trwalej budowy w ksztalcie tarczy i obliczony na maximum wytrzymalosci. W maszynach tego rodzaju uzwojenie tworni- kowe jest przystosowane do czestotliwosci wzniecanego w niem pradu zmiennego i mie¬ sci sie w zlobkach stosunkowo waskich. Wy¬ nalazek niniejszy ma na celu stworzenie al¬ ternatora wielkiej czestotliwosci tego typu ogólnego, nadajacego sie do wytwarzania pradu zmiennego o czestotliwosci- odpowia¬ dajacej jednej z harmonicznych, czestotli¬ wosci rzedu wyzszego, do jakiej jest prze¬ znaczone uzwojenie twornika. W mysl wy-nalazku niniejszego alternator wielkiej cze¬ stotliwosci moze byc zbudowany z uzwoje¬ niem twornikowem, odpowiadajacem znacz¬ nie mniejszej czestotliwosci, niz wymaga te¬ go radjotelegrafja, tak iz moga byc uzyte stosunkowo szerokie zlobki i, co za tern i- dzie, wieksza-przestrzen dla izolacji.

Nalezy przyznac, ze i dawniej juz sto-' sowanpvmaszyny do bezposredniego wytwa¬ rzania pradu imiennego o czestotliwosciach nadajacych sie do radjotelegrafji w uzwoje¬ niu twornikowem, przeznaczónem dla cze-~ stotliwosci malych. Proponowano np. o- trzymywanie pradu zmiennego o czestotli¬ wosciach radjotelegraficznych przez wytwa¬ rzanie pradu o malej czestotliwosci i pote¬ gowanie jej przez refleks; Toznowu stoso¬ wano inne maszyny wytwarzajace fale o po¬ staci zlozonej i obwodach tak urzadzonych, ze mozna korzystac z harmonicznych rze¬ dów wyzszych. Wszystkie te uklady posia¬ daja te niedogodnosc, iz sa skomplikowane i daja straty uboczne. W porównaniu z ma¬ szynami znanemi alternator, stanowiacy wy¬ nalazek niniejszy, posiada te zalete, ze je¬ dyny prad, jaki wytwarza, posiada czesto¬ tliwosc zadana.

Maszyna niniejsza do bezposredniego \vytwarzania pradu zmiennego o wielkiej czestotliwosci, stanowi alternator magnesni- cowy zbudowany w taki sposób, ze ilosc bie¬ gunów magnesnicy, znajdujaca sie naprze¬ ciw kazdego zeba statora, jest zmienna. Np. w maszynie o harmonicznej rzedu 3-go ko¬ lejno jeden i dwa bieguny magnesnicy przy¬ padaja naprzeciw kazdego zeba w statorze.

Wywoluje to zmiane w strumieniu przeply¬ wajacym poprzez zab statorowy. Naogól mozna budowac maszyny dla kazdej har¬ monicznej, np. dla 124ej, przez dobranie liczby biegunów magnetycznych w magne¬ snicy w taki sposób, aby liczba biegunów tych, przypadajacych naprzeciw kazdego zeba statbra zmieniala sie w granicach od n ~2 , do n 2 , gdzie n jest jakakolwiek liczba nieparzysta, wieksza od 1.

Budowe i sposób dzialania alternator^ o wielkiej czestotliwosci, bedacego urzeczy¬ wistnieniem wynalazku niniejszego, wyja¬ sniaja nastepujacy opis, tudziez rysunek, na którym fig. 1 przedstawia pionowy przekrój poprzeczny górnej polowy alternatora o wielkiej czestotliwosci, fig. 2 — widok sche¬ matyczny rozwinietych w plaszczyznie zlobków statora zebów i biegunów magne¬ snicy i fig. 3 i 4 — szczególy i wreszcie fig. 5 i 6 —* przekroje wzdluz liniji 5—5 i 6—6 szczególów na fig. 3, Cyfra 5 oznacza kadlub statorowy ma¬ szyny, z która jest zesrubowana para orga¬ nów 6—6 w ksztalcie uwarstwionych wzdluz obwodu pierscieni 7 z tworzywa magnetycz¬ nego, zacisnietych pomiedzy dwoma pier¬ scieniami 8. Uwarstwione pierscienie 7 po¬ siadaja powierzchnie przeciwlegle w przy¬ legajacych plaszczyznach promieniowych.

Pomiedzy temi pierscieniami przechodzi czesc obwodowa wirnika skladajacego sie z silnej magnesnicy 9. Dwa uzwojenia wzbu¬ dzajace 10 sa odpowiednio zmontowane w statorze maszyny. Obwód magnetyczny u- zwojen 10 obejmuje uwarstwione pierscie¬ nie 7, powierzchnie magnesnicy 9, kadlub 5 oraz narzady w postaci pierscieni 6. Szcze¬ liny powietrzne pomiedzy magnesnica 9 a uwarstwionemi pierscieniami 7 przypadaja w równoleglych plaszczyznach promienio¬ wych. Magnesnica 9 jest zaopatrzona wpo- blizu obwodu w wykroje dla utworzenia biegunów magnetycznych. Dla zapobieze¬ nia nadmiernej wentylacji przy wielkiej szybkosci magnesnicy wykroje te sa zapel¬ nione tworzywem niemagnetycznem 11, np. miedzia, osadzonem w wykrojach w od¬ powiedni sposób tak, azeby wypelnia¬ lo wykroje równo z pretaieniowiemi brze¬ gami magnesnicy. Wykroje nie docho¬ dza do obwodu magnesnicy, lecz pozo¬ stawiony jest na niej ciagly pierscien, sta¬ nowiacy calosc z pozostala czescia magne¬ snicy i utrzymujacy klocki 11 od wyrzuca¬ nia sila odsrodkowa. Wykroje podobne na-zywa sie wskutek tego w tekscie dalszym „tunelowemi". W oprawie statora naprze¬ ciw obwodu magnesnicy, sa wyciete otwory Wentylacyjne 12.

Uzwojenie 13 twornika biegnie zygzako¬ wato w zlobkach wycietych w bokach u- warstwionych pierscienia 7 (fig, 3), Zgodnie z wynalazkiem niniejszym sze¬ rokosczebów statora biegunów magnesnicy jest tak obliczona ze, skoro magnesnica wi¬ ruje, liczba biegunów rotora^ przypadaja¬ ca naprzeciw kazdego zeba statora, zmienia sie naprzemian w granicach pomiedzy " "^ - a 5-^. Fig. 2 i 3 przedstawiaja schematycznie, jedynie celem wyjasnienia, urzadzenie zlobków statora, zebów i biegu¬ nów magnesnicy, dla wytwarzania czestotli¬ wosci potrójnej w stosunku do normalnej liczby okresów uzwojenia twoirnikowego.

Stator posiada 100 zlobków, a magnesnica 150 biegunów. Na fig. 2 bieguny magnesni¬ cy sa oznaczone cyfra 15, zas statora — cyfra 16. Rzecz prosta, ze czestotliwosc pradu wznieconego jest trzy wieksza niz bylaby, gdyby bieguny magnesnicy oraz ze¬ by statora posiadaly jednakowa szerokosc, inaczej mówiac, gdyby uzwojenie twornika bylo uzwojeniem o pelnym poskoku.

Uzwojenie twornika w alternatorze ma- gnesnicowym projektuje sie zazwyczaj, ja¬ ko uzwojenie o poskoku pelnym lub uzwo¬ jenie z niem równowazne. Czestotliwosc pradu zmiennego, wznieconego w podobnem uzwojeniu, wyraza sie iloczynem z liczby biegunów magnesnicy przez liczby jej obro¬ tów na sekunde, t. ). l= p. s. Czestotliwosc te (f) mozna nazwac normalna lub podsta¬ wowa czestotliwoscia uzwojenia tworniko- wego, poniewaz ona to wlasnie bylaby wy¬ twarzana normalnie w uzwojeniu alternato¬ ra magnesnicowego zwyklego. Przy zastoso¬ waniu magnesnicy o opisanych wymiarach lacznie z opisanem uzwojeniem twornika, to liczba biegunów magnesnicy, znajdujacych sie naprzeciw kazdego zeba statora, zmie¬ nia sie naprzemian od ^t_l d0 ^-=-^ gdzie, n oznacza, jakakolwiek liczbe niepa¬ rzysta, wieksza od 1. Strumien w zebach statorowych zmienia sie stosownie do War¬ tosci, jaka posiada p. s. n. Czestotliwosc pradu zmiennego, wytwarzanego w uzwoje¬ niu twprnikowem, jest tym sposobem n razy wieksza od normalnej czyli podstawowej czestotliwosci uzwojenia twornikowego, Straty w powierzchni biegtina magnesni¬ cy pochodzace z oddzialywania twornika na prady wielkiej czestotliwosci w uzwojeniu statorowem, sa bardzo znaczne i zwieksza;ja sie wraz ze wzrostem czestotliwosci. Jesli maszyna ma dostarczac duza ilosc energji, to powyzsze straty winny byc zredukowani, o ile tylko mozna. Daje sie to osiagnac, bu¬ dujac magnesnice w taki sposób, azeby wy¬ pelniajace klocki //, zastosowane przede- wszystkiem ze wzgledów mechanicznych dla zredukowania tarcia powietrznego, sluzyly zarazem za przewodniki polaczone ze soba i tworzace uzwojenia krótkozwarte. W tym celu nalezy je wykonac z miedzi lub ze stopu o znacznej przewodnosci i polaczyc ze soba na koncach. Mozna to uskutecznic przez Wytoczenie ciaglego rowka obwodo¬ wego na koncach wewnetrznych i zewnetrz¬ nych wykrojów promieniowych w magne¬ snicy i wkuwajac tworzywo wypelniajace (klocki) w te rowki tak, aby te utworzyly ciagly pierscien o duzej przewodnosci na kazdym koncu wykrojów. Na{praktyczniej wykroje zlekka zwezic na powierzchniach promieniowych magnesnicy, aby powierzch¬ nie magnetycznego bieguna byly cokolwiek wezsze, anizeli odpowiadajace czesci po¬ srednie z tworzywa niemagnetycznego. Wy¬ jasniaja to przejrzysciej fig. 3 i 4. Wypel¬ niajace klocki tworza po zanitowaniu na miejscu dwa ciagle pierscienie 17 z kazdej strony magnesnicy, stanowiace kompletne uzwojenie krótkozwarte na kazdej po¬ wierzchni magnesnicy. Na rysunku po¬ wierzchnie bieguna sa oznaczone cyfra 15, zas wypelniajace klocki miedziane lub inne — cyfra 11. Prady wzniecane wsku- — 3 —tek oddzialywania twornika w uzwoje¬ niach krótkozwartych na powierzchniach po- mienioftych magnesnicy wywoluja magne¬ sowanie, które przeciwstawia sie oddzialy¬ waniom twornika, wskutek ctzego straty po¬ wierzchni biegunowej sa zredukowane do minimum.

Zlobkom w uwarstwionych pierscieniach 7 mozna nadac typ „wiszacy" (fig. 2). Gdy maszyna wielkiej czestotliwosci jest zbudo¬ wana w taki sposób, iz rozmiary jej pozwa¬ laja na uzycie zlobka wiszacego, to korzyst- nem jest stosowanie podobnego zlobka, poniewaz zapobiega to stratom wskutek pradów wirowych w czesci wirujacej, po¬ chodzacych z otworów w zlobku. W ma¬ szynie typu opisanego powyzej, sluzacej do wytwarzania harmonicznych wyzszego rzedu, cecha ta posiada szczególna donio¬ slosc, poniewaz zlobki sa szerokie i strata wskutek pradów rozroslaby znacznie, gdy¬ by zlobki nie byly typu wiszacego Za sK rzezenia patent owe. 1. Alternator magnesnicowy wielkiej czestotliwosci, znamienny tern, ze jego u- zwbjenie twornikowe lezy w zlobkach, u- tworzonych pomiedzy zebami rdzenia sta- torowego, a jego magnesnica wirujaca po¬ siada pewna liczbe biegunów magnetycz¬ nych, przyczem szerokosci zeba statora o- raz biegunów magnesnicy sa tak dobrane, ze gdy ta ostatnia wiruje, liczba biegunów w wirniku, przypadajaca naprzeciw kazde¬ go z zebów statora, zmienia sie naprzemian od " 3 do " ~ , gdzie n oznacza ja¬ kakolwiek liczbe nieparzysta, wieksza od 1. 2. Alternator ^wielkiej czestotliwosci wedlug zastrz. 1, znamienny tern, ze posia¬ da stator z para uwarstwionych wzdluz ob¬ wodu pierscieni, których powierzchnie przeciwlegle sa polozone w przylegajacych plaszczyznach promieniowych i wzbudzane uzwojeniem wzbudzajacem, mieszczacem sie wzdluz obwodu, a kazdy pierscien po¬ siada promieniowo biegnace zlobki na po- mienionych przeciwleglych powierzchniach, zaopatrzone w uzwojenia twornikowe, sil¬ na magnesnice, wirujaca z wielka szybko¬ scia, o obwodzie przechodzacym pomiedzy wyzej rzeczonemi powierzchniami przeciw- leglemi i posiadajaca wykroje tunelowe, wypelnione klockami niemagnetycznemi o duzej przewodnosci elektrycznej, przyczem szerokosc zeba statora oraz biegunów tak sa obliczone, ze skoro magnesnica wiruje, liczba biegunów wirnika, znajdujaca sie na¬ przeciw kazdego zeba statora zmienia sie naprzemian od n \ do n ~ *, gdzie n oznacza jakakolwiek liczbe nieparzysta, wieksza od 1. 3. Alternator wielkiej czestotliwosci wedlug zastrz. 2, znamienny tem, ze ma¬ gnesnica jego jest zaopatrzona z kazdej strony w jeden lub wiecej rowków kolo¬ wych dla pomieszczenia niemagnetycznych klocków, wypelniajacych konce przewodni¬ ków zwierajacych.

Shielton Limited.

Zastepca: M. Skrzypkowski, rzecznik patentowy-Do opisu patentowego Nr 24S9.

Druk L. Boguslawskiego, Warszawa.