PL40489B1 - - Google Patents

Description

** Opublikowano dnia 16 grudnia 1957 r. <\^ ^8**/fih. 0 I ""~""" ~~i POLSKIEJ RZECZYPOSPOLITEJ LUDOWEJ OPIS PATENTOWY &0SS3i w Nr 40489 KI. 42 n, 11/03 Rudoll Gamlas Cieszyn, Polska GrtUtf 00 Komplet elementów urzadzen elektrotechnicznych, jako pomoc naukowa przy nauczaniu elektrotechniki i fizyki Patent trwa od dnia 11 lutego 1957 r.Przy nauczaniu elektrotechniki w zakresie kursu fizyki lub tez elektrotechniki w ogóle w szkolach widoczny jest brak pomocy nauko¬ wych dostosowanych do potrzeb nowoczesnej techniki i do potrzeb zycia codziennego. Istnie¬ jace pomoce naukowe w tym zakresie umozli¬ wiaja wprawdzie ilustracje poszczególnych praw elektrotechniki lub tez pewnych zastosowan technicznych, ale wygladem nie przypominaja niczym maszyn elektrycznych obecnie budowa¬ nych. Z tych wzgledów istnieje powazna luka w przejsciu z nauczania elektrycznosci lub pod¬ staw elektrotechniki do nauczania przedmiotu „maszyny elektryczne". Glówna przyczyna bra¬ ku powiazania tych przedmiotów, w nauczaniu jest niecelowa róznorodnosc wygladu poszczegól¬ nych przyrzadów, jako pomocy naukowych, które wielokrotnie — bedac tylko odbiciem hi¬ storycznego rozwoju nauk elektrotechnicznych — posiadaja taki czy inny wyglad zewnetrzny i sposób wykonania. Wychodzac jednak z za¬ lozenia, ze w szkole a w szkole zawodowej w szczególnosci, nauczanie elektrotechniki jest po to, aby zrozumiano dzialanie i widziano mozliwosci wykorzystania maszyn elektrycznych nalezy wiec nauczanie elektrotechniki lub tez podstaw elektrotechniki oraz maszyn elektrycz¬ nych i miernictwa elektrycznego dostosowac do obecnie istniejacych potrzeb. Zadanie to spelnia wyzej wymieniony komplet.Komplet jest oparty na obwodach magnetycz¬ nych i moze byc wykorzystany jako zródlo energii elektrycznej lub jako odbiornik energii elektrycznej. Podobnie jak podstawa rozwazan w nauce o pradzie elektrycznym jest obwód elektryczny, tak w nauce o elektromagnetyzmie jest obwód magnetyczny. W. tym wzgledzie wszystkie pomoce naukowe z tego zakresu wy¬ korzystuja przewaznie obwód magnetyczny pierscieniowy, który w normalnych typach ma¬ szyn elektrycznych nie ma zastosowania. W opi¬ sywanym komplecie wykorzystano obwód ma-gnetyczny rozgaleziony symetrycznie, który wy¬ stepuje we wszystkich maszynach elektrycznych.Czesci tego obwodu magnetycznego sa dobrane tak, ze mozna bez przeszkód zbudowac z nich obwody magnetyczne poszczególnych typów ma¬ szyn elektrycznych pradu stalego i zmiennego oraz przyrzadów elektrycznych przy uwzgled¬ nieniu znormalizowanej wielkosci cewek po¬ trzebnych do wytworzenia odpowiednich sil magnetomotorycznych lub elektromotorycznych.Ponadto poszczególne elementy moga byc od¬ dzielnie wykorzystywane do demonstrowania praw i zjawisk elektrodynamicznych. Poznawa¬ nie zjawisk i praw elektrodynamiki na elemen¬ tach maszyn elektrycznych pozwoli na kojarze¬ nie zjawisk elektrodynamicznych przy omawia¬ niu zasad dzialania maszyn elektrycznych i in¬ nych przyrzadów elektrycznych.Przedmiot wynalazku uwidoczniono na ry¬ sunku, na którym fig. 1 przedstawia widok z boku pradnicy synchronicznej trójfazowej lub silnika indukcyjnego pierscieniowego (maszyna dwubiegunowa), osadzonego na podstawie, fig. 2 widok jak na fig. 1, lecz w plaszczyznie pro¬ stopadlej, fig. 3 i 3a — przedstawia wirnik dwu¬ biegunowy z dwoma pierscieniami i z dwoma komutatorami, fig. 4 i 4a — w dwóch rzutach cewke znormalizowana, fig. 5 — przedstawia rdzen wirnika z nabiegunnikiem wypuklym z uwidocznionymi gzymsami lukowymi, fig. 6 — szczeke imadla wszechstronnego wirnika. Fig. 7 i 7a — przedstawia blache boczna stojana z uwidocznionym zlobkiem uchwytowym dla rdzeni stojana, fig. 8 — przedstawia rdzen sto¬ jana z nabiegunnikiem wkleslym z uwidocznio¬ nymi gzymsami lukowymi, fig. 9 — rdzen pier¬ scieniowy z bocznymi blachami z rdzeniem pro¬ stym, srednicowym, jako obwód magnetyczny transformatora jednofazowego, a fig. 10 — rdzen pierscieniowy z blachami bocznymi z rdze¬ niami promienistymi, stanowiacy obwody ma¬ gnetyczne symetryczne transformatora trójfazo¬ wego.Obwód magnetyczny rozgaleziony symetrycz¬ nie skladac sie moze z pierscienia wykonanego z blachy, oblozonego z obu stron pierscieniami z grubej blachy zelaznej, (w których z wew¬ netrznej strony zwróconej do pierscienia znaj¬ duja sie rowki uchwytowe (fig. 7 i 7a)» a które przymocowane sa do rdzenia za pomoca szesciu srub oraz z szesciu rdzeni z nabiegunnikami wkleslymi, zaopatrzonych w gzymsy lukawe fig. 8 do przymocowywania na plaszczyznie wew¬ netrznej rdzenia pierscieniowego za pomoca bocznych pierscieni z blachy jako uchwyty row¬ kowe fig. 7 i 7a. Nastepnie obwód moze skladac sie z jednego rdzenia prostego srednicowego, wchodzacego do wnetrza rdzenia pierscieniowe¬ go (fig. 9) lub z pieciu rdzeni z nabiegunnikami wypuklymi, zaopatrzonych w gzymsy lukowe do osadzenia na osi za pomoca uchwytu wszech¬ stronnego (fig. 3 i 3a, 5 i 6) oraz z okraglego rdzenia osadzonego bezposrednio na osi (fig. 3a).Dla pradu trójfazowego wprowadzono dodatko¬ wo trzy rdzenie wchodzace w postaci trójra- miennej gwiazdy do srodka rdzenia pierscie¬ niowego (iig. 10). Prócz tego komplet posiada 10 cewek po 300 zw Cu 0 0,35 mm, 2 cewki po 55 zw Cu 0 0,5 mm (fig. 4 i 4a) i 1 cewke o 6 zw Cu 0 2 mm z sztywnymi wyprowadzenia¬ mi jako koncówkami orjiz 6 przekladek izola¬ cyjnych.Do pokazów z zakresu maszyn elektrycznych komplet posiada po dwa prety skrecane kazdy z dwóch czesci z nakretkami po obu stronach uchwytów lozyskowych (fig. 2). Na jednym z uchwytów lozyskowych osadzony jest obro- towonastawny uchwyt poczwórny do szczotek weglowych (iig. 2). Podstawowymi czesciami wirnika sa: os z uchwytem gzymsowym, wszech¬ stronnym, przy uzyciu jednej sruby, nakrecanej na os, a sluzacym do umocowania na rdzeniu okraglym, nasunietym na osi, dwóch, trzech, czterech lub nawet pieciu rdzeni z nabiegunni¬ kami wypuklymi, zaopatrzonymi kazely w gzym¬ sy lukowe oraz nasuwane na os komutatory (dwudzielny z dwoma pierscieniami (fig. 3 i 3a), trójdzielny, czterodzielny i pieciodzielny oraz uklad trzech pierscieni slizgowych), zaopatrzone w sztyfty kontaktowe do cewek znormalizowa¬ nych lub do specjalnych cewek tworzacych uzwojenie petlicowe* Ponadto do uzwojenia spe¬ cjalnego nalezy tez klatka miedziana do wyni¬ ka silnika indukcyjnego krótkozwartego i uzwo¬ jenie stojana na prad trójfazowy, jako specjalne o wygladzie technicznym oraz rynienka do po¬ kazu pieca indukcyjnego.Na fig. 1 i 2 uwidoczniona jest maszyna pra¬ du trójfazowego, tj. jako pradnica lub silnik synchroniczny albo silnik asynchroniczny uzwo¬ jony. Widoczne sa równo rozmieszczone 3 pary biegunów z cewkami stojana (na faze jedna para biegunów) oraz wirnik dwubiegunowy z dwoma cerkami. Na fig. 2 uwidocznione sa uchwyty szczotek i pierscienie slizgowe.jjjfo zalaczeniu pradu trójfazowego 24V na faze^ia dwie szere¬ gowo polaczone naprzeciwlegle cewki), np. w polaczeniu w gwiazde, powstaje pole magne¬ tyczne wirujace wzbudzone przez stojan. W tym polu wirnik zwarty na szczotkach otrzymuje obroty asynchroniczne, co ujawnia tarcza stro¬ boskopowa, osadzona na koncu osi wirnika przyoswietleniu swietlówka. Nalezy zauwazyc, ze szczotki w wymienionym wypadku slizgaja sie po pierscieniach. Ten sam uklad moze byc wy¬ korzystany do pokazu silnika synchronicznego, przelaczajac szczotki, po uzyskaniu rozruchu asynchronicznego na zródlo pradu stalego 12 V.W ten sposób wirnik wpada w obroty synchro¬ niczne a obraz-ruchomych cieni na stroboskopie zatrzymuje sie, podajac zgodnosc obrotów wir¬ nika z polem. Rozruch silnika synchronicznego mozna tez przeprowadzic mechanicznie przez napedzanie wirnika przekladnia pasowa.Po odlaczeniu sieci pradu trójfazowego przy wzbudzeniu wirnika i utrzymywaniu go w ru¬ chu obrotowym w stojanie wzbudza sie praa trójfazowy, którym mozna wprawic w ruch obrotowy np. igle magnesowa, znajdujaca sie w srodku ukladu trzech cewek z rdzeniami ustawionych w gwiazde a wzbudzonych pradem tejze pradnicy synchronicznej. Obroty igly ma¬ gnesowej sa zgodne co do liczby z obrotami wirnika.Z powyzszego opisu wynika, ze sposób przy¬ mocowywania rdzeni stojana i wirnika za po¬ moca gzymsów i rowków uchwytowych daje mozliwosc latwej przebudowy maszyny na inna przy wykorzystaniu znormalizowanych ce¬ wek i gotowych komutatorów wzglednie pier¬ scieni slizgowych, nasuwanych na os wirnika.Tak np. z poprzedniej maszyny po odlaczeniu czterech biegunów z stojana otrzymuje sie ma¬ szyne dwu-biegunowa, która przy przesunieciu szczotek na komutator dwudzialkowy i obcym wzbudzeniu stojana gradem stalym o napieciu 6 V, regulowanym opornica suwakowa, daje na szczotkach prad jednokierunkowy tetniacy, przy polaczeniu zas szeregowym stojana i wirnika lub bocznikowym daje przy zalaczeniu na prad o napieciu 12 V albo 6 V silnik szeregowy lub bocznikowy. Obroty wirnika mozna kontrolowac równiez tarcza stroboskopowa. Mozna tu dobrze obserwowac wplyw pozycji szczotek na ilosc obrotów (reakcja twornika) oraz wplyw wzbu¬ dzenia na ilosc obrotów. W analogiczny sposób mozna zbudowac maszyne czterobiegunowa przy uzyciu komutatora czterodzialkowego i dwóch par szczotek (stojan ma cztery bieguny a wirnik tak samo).W zakresie pokazów z elektrodynamiki moz¬ na przy uzyciu bateryjki 4,5 V, jako zródla pradu stalego, pokazac wiele zjawisk magne¬ tycznych, jak pole magnetyczne cewki, jego indukcyjne dzialanie na blachy zelazne lub rdzen oraz przebieg linii pola w zaleznosci od ksztaltu nabiegunników, jak równiez z elektro¬ magnetyzmu mozna przy uzyciu elementów kompletu zbudowac elektromagnes, dzwonek elektryczny, przekaznik a z indukcji elektroma¬ gnetycznej ilustrowac zjawiska indukcji elek¬ tromagnetycznej. PL

Claims (1)

Zastrzezenia patentowe 1. Komplet elementów urzadzen elektrotech¬ nicznych, jako pomoc naukowa przy naucza¬ niu elektrotechniki i fizyki oparty na za¬ sadzie obwodów magnetycznych rozgalezio¬ nych symetrycznie, znamienny tym, ze obej¬ muje znormalizowane czesci maszyn elek¬ trycznych, jak cewki, nabiegunniki, rdzenie, komutatory, pierscienie slizgowe itp., wyko¬ nane tak,. iz umozliwiaja w krótkim czasie zmontowanie róznych maszyn do ilustracji zasad ich dzialania i zjawisk, zachodzacych w maszynach i przyrzadach elektrycznych. 2. Komplet. wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze stosuje cewki znormalizowane posiadaja¬ ce jako koncówki kontakty rurkowe z moz¬ liwoscia uzyskania polaczenia elektrycznego z trzech stron cewki z boków i z góry za pomoca wtyczek przy czym daja sie osadzic na wszystkich rdzeniach z nabiegunnikami dla wirnika i stojana, jako tez na rdzeniu prostym srednicowym i na rdzeniach pro¬ stych w ukladzie gwiazdy trójramiennej (fig. 9 i 10). 3. Komplet wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze obejmuje komutatory i pierscienie sliz¬ gowe zaopatrzone w sztyfty kontaktowe, do¬ stosowane do cewek znormalizowanych i da¬ jace sie osadzic na osi wirnika bezposrednio (Lig. 3a). 4. Komplet wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze obejmuje wymienne rdzenie stojana z na¬ biegunnikami wkleslymi, umozliwiajace za¬ stosowanie cewek specjalnych, podobnych do cewek sporzadzonych dla uzwojenia sto¬ jana silnika asynchronicznego w wykonaniu technicznym oraz przy uzyciu pieciu rdzeni wirnika z nabiegunnikami wypuklymi, daje mozliwosc wprowadzenia uzwojenia petli¬ cowego zlozonego z pieciu cewek specjal¬ nych dla wirników maszyn elektrycznych pradu stalego. 5. Komplet wedlug zastrz. 1 — 4, znamienny tym, ze obejmuje uchwyty rowkowe w po¬ staci dwóch pierscieni z grubej blachy, obej¬ mujace z obydwóch stron rdzen pierscienio¬ wy i przymocowane srubami, które umozli-wiaja latwe i trwale przymocowywanie rdzeni pojedynczych lub kompletu rdzeni, zaopatrzonych w odpowiednie nabiegunniki i gzymsy. 6. Komplet wedlug zastrz. 1 — 5, znamienny tym, ze obejmuje uchwyt gzymsowy osa¬ dzony na osi wirnika i posiadajacy postac dwóch tarcz nastawnych, dociskanych do gzymsów lukowych rdzeni z nabiegunnika- mi wypuklymi, który umozliwia przymoco¬ wanie za pomoca jednej nakretki dwóch, trzech, czterech lub pieciu rdzeni wraz z cewkami, zaleznie od rodzaju montowanej maszyny. Rudolf Gawlas Fig. 1Do opisu patentowego nr 40489 Ark. 1 *q.3 Fig* \ \ pminu| f jak $r\ \_- - \ i i —*y im mii iiiDo opisu patentowego nr 40489 Ark. 2 rtq 8 FSEEZEE33 ^o 7< 4) - & m 9 /aDo opisu patentowego nr 40489 Ark. 3 .©¦ ¦ i- - _ O ¦9-f---- \ l »

1 .1 I ' I -~€Hre / *Vy < GZGraf. 2027 - 100 PL