, Próby wytwarzania bezposrednio drgan wielkiej czestotliwosci na stacjach na¬ dawczych radiotelegraficznych lufo radjo- telefonicznych przy pomocy maszyn, posia¬ dajacych wirniki lub inne czesci ruchome, doprowadzily do budowy pradnic wielkiej czestotliwosci, bardzo kosztownych w bu¬ dowie oraz wykazujacych powazne braki techniczne.Wynalazek niniejiszy obejmuje sposób wytwarzania na stacjach nadawczych pra¬ dów wielkiej czestotliwosci przy pomocy maszyn i urzadzen pozbawionych zwyklych wad, Z wad tych nalezy wyróznic: 1) stosowanie alternatorów kaskado¬ wych z wirnikiem •uzwojonym.Poniewaz szybkosc obwodowa jest bar¬ dzo zmienna pomimo ukladu kaskadowego, z drugiej zas strony czesc robocza wirników powinna skladac sie z blachy mozliwie cien¬ kiej (przy niemoznosci wyrobu blach cien¬ szych od 1/10 mm, z których mozna wyci¬ nac pierscienie do maszyn wiekszej mocy), alternatory sa bardzo kosztowne i posiada¬ ja szereg braków natury mechanicznej.Montaz odcinków bardzo cienkiej1 blachy o- prawionych w gniazdach w ksztalcie ogona jaskólczego, obwodu drutów stanowiacych uzwojenie wirnika oraz izolacji, nie zabez¬ piecza tych czesci od oddzialywania sily odsrodkowej. Maszyny tak zwane reflek¬ syjne typu Goldischmldta stanowia jedynie odmiane maszyn kaskadowych i posiadaja wszystkie wymienione powyzej wady. 2) Proponowano juz stosowanie statycz-nych trkó&ktifflA&&w czestotliwosci dla moznosci poslugiwania sie maszynami obro- **' icwemi ovb^di^ie*tfwalszej, Moz&a stoso- • Wa<* badzto induiktor* obrotów/ ze zmienne- mi biegunami wykonanefni z blach sredniej grubosci (np. 3/io mm), badz cewki induk¬ cyjne nieruchome, umieszczone wspólsrod- kówo wzgledem walu (alternator o tworni- ku podwójnym nieruchomym o strumieniu tak zwanym falistym). Oba powyzsze typy maszyn stanowia bezposrednie pradnice malej czestotliwosci. Pierwszy z nich zinalazl powszechne zastosowa¬ nie w przemysle, drugi zas góruje ta zaleta, ze nie posiada uzwo¬ jen wirufacycti. RózWiazattie zagadnienia zapomoca stalych transformatorów czesto¬ tliwosci fiie usuwa1 jednak niestety innych trudnosci problematu ze Wzgledu iia ^iska wartosc spólfczynnika sprawnoscipodotwiycli transformatorów, tudziez calego szeregu trudnosci natury praktycznej i teoretycz¬ nej, napotykanych przy ich budowie, oraz koiriplikacji, jakie Wprowadzaja do folsta- lacyj.Zawsze jednak rozwiazania, omówione w punldtach 1 i 2, sa jedynemi, jakie do¬ tychczas znalazly szersze rozpowszechnie¬ nie. Wymagaja trudnych w zastosowaniu urzadzen chlo¬ dzacych.Nowa instalacja sklada sie z alternato¬ ra -owego typu o wirniku pozbawionym wszelkich uzewojen, a wiec wolnym od wad znanych maszyn kaskadowych. Mnozenie czestotliwosci zachodzi w samej maszynie, w warunkach przeto pod wzgledem prosto¬ ty konstrukcyjnej i skutecznosci znacznie korzystniejszych od zachodzenia tego jfrro* cesu w transiormatorach nieruchomych.Nowa ksialaieja posiada bardzo skut-ecz^ ne, a jednak proste urzadzenia chlodzace.Maszyny o zmiennej opotrnosci pozornej z wirnikiem pozbawimiyfti uzwojenia nie stanowia nowosci (por. Betfee^iod: BiuUelin de &octefte laternationale des El-eelriciens, serja 3-cia, tom IV, Nr 36/1914). Pracuja oaie w mysl zasad nastepujacych.WSrtiiik sklada sie z tarczy zebatej R z blach mozliwie cienkich (fig. 1). Otacza go stator S o takiej samej ilosci zebów, zaopa¬ trzony w jedyne uzwojenie E, wytwarzajace szereg zmiennych biegunów. W takich wa¬ runkach jezeli do uzwojenia E posylac prad *taly ze zródla pradu P, w uzwojeniu be¬ dzie powstawal prad zmienny nakladajacy sie na wzbudzajacy go prad staly. Prad ta¬ ki zasila antene radiotelegraficzna A za po- sredfiictwem transformatora T (zamiast transformatora mozna stosowac do sprze¬ zenia z antena samoindukcje lub kondensa¬ tor, albo zespól obu tych przyrzadów). Cew¬ ka samoindukcyjna B o odpowiedniej ^or- nosci polamana jest w szereg ze zródlem pradu P, calosc zas polaczona równolegle z kondensatorem C, zapobiegajacym prze¬ nikaniu pradu zmiennego przez pomienione zródlo pradu. MaszyfcSt podobna praeufe, rzec mozna, na tych samych zasadach, co powszechnie znana mala pradnica Dolezal- ka (pór, ElekteDftecfeii. Zeitechr. t. XXVI. 1905 sir. 390) uzywana do pomiarów. Za¬ sadnicza róznice stanowi1 tu polaczenie dwóch samodzielnych uzwojen w jednolite uzwojenie £ i w wyzyskaniu calkowitego obwodu ftiaszyny (pradnica Dolezalka po¬ siada w statorze zaledwie cztery bieguny).Polaczenia uzwojen stanowi uproszcze¬ nie konstrukcji, szczególniej skoro chodzi o wytwarzanie wfelkiej ilosci! okresów. Prad¬ nica Dolezalka moze sluzyc do 5,000 okre¬ sów, skoro zas chodzi o maszyny wiekszej mocy, nalezy niewatpliwie dazyc do wyzy¬ skania calego jej obwodu.Maszyny tego typu (fig. 1J zapropono¬ wal 3+ Bethenod do celów radjotelegraficzr nych w r. 1907. W owym czasie czestotli¬ wosc zasadnicza takiej maszyny obliczano zrównania; ¦ ¦ -f = mn (1), — 2 —gfaie rn ettsacaala ilosc cAwrotów na aekw- dev a ii — ilosc zebów ritttot* lub - wkiuIe*.Poniewaz m zebów wytwarza n* bsegfc- rów, maszyna tego typa wytw^rss. w w&- runkacL jednakowych grad o czestotliwej sci dwukrotnie wyzszej od maszyn ze zmien- nefni biegunami, stosowanych w przemysle dda wytwaizLania pradów malej caes&rtliw^ im, albo od magzyn o pradzie falistym z dwoma osrodkami iiLditkcyjneini &a siato- irae cddntlms^ftn ck! sisfefe cewka indttkeyjy na nienjcHo^ia i w»póisrod!kowa x o#ia ©b* rottt FrzetLstawione wyzej; mafczymry posiada- ja* wady dwu rodzajów; l. PomaiBo powiekszenia czestotliwosci nie nwróia osiagnac piradów odpowiadaja*- cyeh dlugjpsci fali 10-000 raetoów bez zaslon scrwania nadmiernych szybkosci mt obwo¬ dzie. Zachodzi wiec koniecznosc d^lszegp* zwiekszania czestotliwosci, Z Wfamik musi byc wylcoiaaaiy z bardzo cienkiej; blachy i aczkolwiek nie posiada u- zwojenia, co (szczegóLaie w wirnikach, zbit- dowanyeh z kilku od&inków) daje tej naa- czynie zdeeydowaJ&e pierwszenstwo przed pradmeami Goldsehmidta lub kaskadowe- mi, z drugiej jednak strony nie pozwala hodowac wirników z takim stopniem bez¬ pieczenstwa, jaki mozna osiagnac w wirni¬ ku turboalternatora normal&ego o malej czestotliwoiscL Pierwszy z tych braków usliwa zarza- da^ifie na&lepuj;aee. iHa^zyna przedstawii®- na ma H& 1 jest daleka od wytwarzania si¬ ly elektromotorycznej sd^^soidalnej o cze¬ stotliwosci / {wzór 1). Aby to nastapilo, zmiany strumienia wytwarzane przez ruch obrotowy wurnikar jnusialyfoy byc w tym ce¬ lu harmonijne, co w rzeczywistosci nie za¬ chodzi, Otrzymana czestotliwosc, na zasa¬ dzie szeregiów Fourier/a zawierac bedzie drgania harmoniczne o czestotliwosci 2 f, 3 f,.. Analiza matematyczna tego szeregu wykazuje, ze amplituda wzgledna kazdego z wyrazów szeregu zalezy od stosunku, ja¬ ki zachodzi rjomiedzy szerokoscia £ %&&# gtatoaa $ ffig. 2} (albe* wirnika R)i padaW* ka zazebienia p oraz zr drganie h^mcari^^ ne plitude po¬ wstaja, o ile zostanie zachowane T^wn#mie: gdzie 4 ozaacza sstotea szerokosc piajga^ tyczna magnesu na kflócui zeba z uwzgled¬ nieniem ksztaltu wyplywajacego strumie¬ nia.Wydatnie wzmoc^ippe drga»# tegp s?e? regu posluza do bezposredniego zatsilania anteny, Wartosc a wybieraniy przytem od 2 lub 3. W ten sposób zasadnicza / czeator tliwose zostaje podwojona lub potrojona.Otrzymujemy maiszytne wolna od silnego w wykrojach rozpraszania struinieni magper tycznych przy zachowaniu dostatecznych ze stanowiska mechanicznego wymiarów z^bów przy fali anteny wynoszacej 10v000 metrów (dlugpsc fal stosowanych przez wielkie sta¬ cje wspólczesne}. Dla wylajczenia % obwody roboczego pradów o. czestotliwosci zasadni¬ czej oraz pradów o wszelkich irnych cze¬ stotliwosciach mozna stosowac badzto: a) szereg; „zaipór" pradów elektrycznych pewnej czestotliwosci w postaci np. ukla^ dów wlaczonych równolegle samoii^dukcji i pojemnosci o tlumieniu, & Me moznosci o- grajaiczonemv i nastrojonych na czestptli- wosc pradów wylaczonych*, badz b) zwarcia dla sil elektromotoryczriiych r^tisorzytniczydi przy pomocy rezoftaiorów skladajacych sia z wlacaonych szeregowo pojemnospi i sa^ipdukcji, których zaspól powinien posiadac tlumieaoie gipzliwie ogra- Jiiczone, byc nastrojony na czestotliwosc sil clektromotoryczriych wylaczanych i byc wlaczony rówruolegle z uzwoj;eniem wy¬ twornicy.Zapory lub zwarpia pirzedsia^iono 114 fig. 1 liujvami kropkewanemi Jjufo kreskowa¬ nej, Ceiem ta^yskapia uajpomysjijiejjszegp — 3 —dzialania pradnicy nalezy odpowiednio re¬ gulowac stale obwodowi ECFiFAwten sposób, by byly nastrojone na odpowiednia czestotliwosc, przyczem opornosci induk¬ cyjne obwodów przybieraja wówczas znacz¬ ne wartosci dla wszystkich pradów o cze¬ stotliwosci odmiennej. Dla usuniecia niepo¬ zadanych pradów wystarcza, czestokroc do¬ prowadzenie obwodów do rezonansu. Wre¬ szcie, wlaczajac w szereg q wytwornic po¬ laczonych mechanicznie w ten sposób, by przesuniecie faz wynosilo —, wylaczamy wszelkie prady, których czestotliwosc nie stanowi wielokrotnej q. Schemat na fig. 3 odpowiada wypadkowi q = 3. Uzwojenia E, E', E" stanowia czesci trzech odrebnych pradnic z fazami przesunietemi o — • Po¬ jemnosc wytwarza tu spreznosc z antena, przyczem samoindukcja zmienna L pozwa¬ la regulowac obwód anteny. Do nadawania sygnalów sluzy przycisk Af dzialajacy na prad wzbudzajacy, którego dostarcza prad¬ nica D. Wszystkie te jednak szczególy nie stanowia bynajmniej istoty wynalazku; Zamiast zapomoca q maszyn odrebnych, mozha otrzymac te same wyniki, wykonu¬ jac na wirniku' q razy wiecej! zebów, niz na statorze. Szerokosc zebów statora i wir¬ nika okresla wzór (2), w którym p oznacza skok statora. Powyzsze rozwiazanie nadaje sie jednak jedynie do czestotliwosci sto¬ sunkowo niewielkich.Drugi z podanych braków natury me¬ chanicznej usuwamy radykalnie w sposób nastepujacy. Przekrój, przedstawiony na fi(g. 4, wskazuje wlascilwosci pradnicy no¬ wego typu i wynikajacy stad wysoki sto¬ pien bezpieczenstwa jej pracy. Wirnik B (przedstawiony, zarówno jak stator S w po¬ staci rozwinietej), sklada sie z odcinkólw V cienkiej blachy, oddzielonych od siebie wkladkami J, J. Odcinki umocowane sa w obsadzie F (albo na bebnie obsadowym na wale maszyny) zapomoca pietek H zalozo¬ nych w wyzlobienia jednakowego z niemi przekroju. Jako okolicznosc nader dla wy¬ nalazku doniosla, nalezy podniesc, ze wo¬ bec niewielkiej w stosunku do skoku uze¬ bienia szerokosci zebów (rysunek odpowia¬ da wypadkowi q = 6, wobec czego d = —), 6n ilosc pietek H odpowiada ilosci zebów, a wysokosc mostków laczacych blache jest bardzo mala, odpowiadajac jedynie wy¬ miarom, potrzebnym dla przeprowadzenia strumienia. Kazdy zab jest przeto polaczo¬ ny indywidualnie z walem bez nadmierne¬ go obciazenia mostka. Chodzi przytem o zmniejszenie ilosci wkladek magnetycznych J i w tym celu zab nie jest wytlaczany jed¬ noczesnie z odpowiadajaca mu pietka. Wy¬ trzymalosc pietek stanowi ceche istotna wynalazku. Posiadaja one te znaczna wyz¬ szosc nad zwyklemi ogonami jaskólczemi, ze ograniczaja je krzywe lagodne o wiel¬ kich, promieniach, czyli nie wykazuja punk¬ tów stalych. Wiadomo powszechnie, iz krzy¬ we o promieniu bardzo malym (ogony ja¬ skólcze) wytwarzaja czestokroc naprezenia miejscowe, prowadzace do uszkodzen calo¬ sci. Dotychczas nie troszczono sie o umoco¬ wanie przewodników 2 w otwartych z ko¬ niecznosci wykrojach istatora S. Mozna po¬ slugiwac sie w tym celu urzadzeniem do- wolnem, np. wkladka izolacyjna, opieraja¬ ca sie o wystepy (fig. 4 strona pratoa) wy¬ konane podczas tloczenia po obu stronach zeba. Dla umieszczenia przewodników jak- najblizej zelaza, co jest bardzo korzystne ze wzgledu na wytwarzanie najwiekszych zmian strumienia pozytecznego, mozna sto¬ sowac urzadzenie nastepujace. Pomiedzy blachy wirnika zaklada sie wycinki ksztal¬ tu wskazanego na fig. 5. Te niemagnetyczne blachy podtrzymuja uzwojenie statora dzie¬ ki odpowiedniemu swemu ksztaltowi. Zeby blach magnetycznych, wskazane na fig- 5 linjami kropkowanemi, moga posiadac mi¬ nimalna dlugosc zabezpieczajaca uzwojenie statora od uszkodzenia go przez czesci wir- — 4 —nika. Okragly przekrój przewodników sta¬ tora (fig. 4 i 5) nie stanowi koniecznosci.Stosowac mozna druty o dowolnym prze¬ kroju.Wirnik o budowie podobnej posiada wy¬ jatkowe zalety w wypadku cewek o oporno¬ sci'-,pozornej zmiennej. Mozna go jednak stosowac do alternatorów jednobiegunowych z rdzeniem podwójnym twornika wzbudni¬ cy stalej osadzonej Wspólsrodkowo z wa¬ lem maszyny, o czem mowa byla na wste¬ pie (maszyny o strumieniu falistym). W tym wypadku (fig, 6) kazdy zab wirnika Rx tworzy biegun induktorowy, a blachy, z ja¬ kich sie sklada, sa umocowane oddzielnie w uchwytach H. Mostki pomiedzy zebami staja sie tu zbedne, poniewaz w maszynach podobnych oprawa F wirnika rozdziela, jak wiadomo, strumien indukcyjny na poszcze¬ gólne zeby, wytwarzajace bieguny.W wypadku alternatora jednobieguno- wego mozna równiez wlaczyc w szeregu q maszyn przesunietych elektrycznie o 9 w celu wylaczenia wszelkich pradów, któ¬ rych czestotliwosc nie stanowi wielokrot¬ nej liczby q. Maszyny wymiarowane sa w ten sposób, ze wytwarzaja wzmocniony prad szeregu harmonicznego q.Przy po\vieks:zeniu czestotliwosci na czynnik nieparzysty (jedyny wypadek, ja¬ ki ma znaczenie) sila elektromotoryczna wprowadzona do maszyny o biegunach sy¬ metrycznych, sklada sie przewaznie z pra¬ dów harmonicznych nieparzystych czesto¬ tliwosci pierwotnej. Jezeli liczbe zebów statora oznaczyc przez, 2 m, to w wirniku wykonac nalezy mie n zebów, jak w maszy¬ nach jednobiegunowych, lecz m q zebów z warunkiem, ze q = 2n + 1. Pomiedzy ilo¬ scia zebów statora i wirnika zachodzi sto- i 2 sunek -~---y (gdzie n stanowi dowolna liczbe calkowita).Fig. 7 przedstawia obrysie zeba w wy¬ padku, gdy n = 1. Blachy statora wykona¬ ne sa w postaci odcinków Iz otwariemi wykrojami 2 i z zebami 3 umocowanemi np. na pletwe w kadlubie 4 statora. Odcinki 5 wirnika posiadaja wykroje 0 i zeby 7 umo¬ cowane na walcu wirnika zapomoca trzpienków 8 o lagodnej krzywiznie i mie¬ szcza sie w wyzlobieniach 9, rozlozonych równomiernie na obwodzie stosownie do podzialki p odpowiadajacej podzialce bie¬ gunów wirnika. Szerokosc zebów 7 odpo¬ wiada szerokosci zebów 3. Wykroje 2 po¬ siadaja szerokosc dwa razy wieksza. Sze¬ rokosc wykrojów 6 odpowiada szerokosci zebów 7, stosowtniie do zasad wyzej wylo¬ zonych.Podzialke p wybiera sie w ten sposób (por. rysunek), by dwa sasiednie odcinki 5 oddzielone byly od siebie przerwa o sze¬ rokosci wykrojów 6. W ten sposób mozna zaoszczedzic pewna ilosc blachy. Przerwa odgrywa role wykroju wirnika. Poza tern kazdy odcinek blachy staje sie mechanicz¬ nie niezalezny.Wszystkie powyzsze zastrzezenlia obo¬ wiazuja równiez w wypadku kiedy n 1.Dla osiagniecia pradów harmonicznych pewnego rzedu mozna przy okresleniu ob- rysia zazebienia postepowac w sposób na^ stepujacy. (Fig. 8 przedstawia obrysie fig. 7 w zwiekszonej skali).Szerokosc miedzi w wykroju oznaczona jest przez 6, grubosc izolacji przez e, sze¬ rokosc zelaznego zeba przez a. Poniewaz szerokosc zeba stanowi polowe podzialki O szerokosc przeto miedzi w wykroju lacznie z podwójna gruboscia izolacji' od¬ powiada podwójnej szerokosci a zeba.Wymiarowanie tego rodzaju nie wyzy¬ skuje wstopniudostatecznym calego obwodu.W maszynach elektrycznych z uzwoje¬ niem, umieszczonem w wykrojach, maszyna bedzie wyzyskana najlepiej, gdy szerokosc wykroju wiecej grubosc izolacji odpowia¬ da szerokosci zeba mniej grubosc izolacji.W wypadku maszyn wielkiej czestotliwosci - 5 —warunek powyzszy obowiazuje tern bar¬ dziej, ze sila elektromotoryczna proporcjo¬ nalna do strumieni w dwóch sasiednich wy¬ krojach statora przechodzi raptownie przez maximum wskutek nasycania zeba statora przeciwstawionego zebom wirnika.Wymiarowanie opisane powyzej odpo¬ wiada maszynom, w jakich nie zwracamy uwagi na straty zwiazane z histereza zela¬ za. Jezeli uwzglednic te straty, znajdzie¬ my, ze najodpowiedniejsze wymiarowanie otrzymamy, jezeli szerokosc miedzi bedzie mniejsza od szerokosci zelaza (b < a), przyczem powstajace straty pozostaja pra¬ wie calkowicie w zelazie; W warunkach podobnych przedstawio¬ ne na fig. 9 i 10 uzebienie pozwoli na ko¬ rzystniejsze wyzyskanie obwodu maszyny.W tym wypadku szerokosc zeba pozostaje bez zmiany, aby nie wplywac na zmiany strumienia. Boki podnosza sie nastepnie, jak wskazuje fig. 9 albo sa polaczone jak na fig. 10.Pochylenie nalezy wybrac w ten spo¬ sób, by wydzielajacy sie z powierzchni ze¬ ba strumien magnetyczny zachowywal war¬ tosc odpowiednia.W ten sposób mozna, wybierajac odpo¬ wiednio szerokosc zeba, skutecznie ogra¬ niczyc straty pomiedzy miedzia a zelazem i powiekszyc wydajnosc maszyny. Mozna mianowicie obnizyc straty na prady wirowe oraz na histereze, powiekszajac jednocze¬ snie charakterystyke maszyny, oraz obniza¬ jac straty, jakie powoduje strumien reak¬ cyjny.Uklad zebów mozna zastosowac do wszelkich maszyn z magnesami obrotowe- mfi niezaleznie od sposobu wzbudzenia, a wiec do mafszyn o jednobiegunowych lub do maszyn o wzbudzeniu wewtnetrznem.Nowy uklad posiada prócz tego sku¬ teczne urzadzenie chlodzace, usuwajace bez skomplikowanych konstrukcyj grzanie sie czesci, szkodliwe dla prawidlowosci pracy maiszyny. Do chlodzenia statora slu¬ zy prosty obieg wody chlodzacej.. Zaponio- ca wody mozna jednak równiez chlodzic blachy wirnika, po zastosowaniu podanych na fig. 11 i 12 urzadzen. Wedlug fig. 11 bla¬ chy wirnika sa umocowane w obreczy F na bebnie osadzonym na wale maszyny i zaopatrzonym w kanaly g. Plyn chlodzacy wchodzi przez O i wycieka przez O' (za- pomoca pominietych na rysunku urzadzen).Powstaje zywy obieg w kierunku strzalek, jezeli sasiednie kanaly piolaczyc przesmy- kami K.Na fig. 12 brak obreczy i blachy wpra¬ wione sa wprost w walec stanowiacy ca¬ losc z walem maiszyny. Zlobki obwodowe (fig. 11) zastopuja wówczas podluzne ka¬ naly 0 (fig. 2) rozlozone równomiernie na obwodzie bebna. Woda przeplywa niemi równolegle lufo szeregowo (obrecze F i F' ulatwiaja poslugiwanie sie urzadzeniiami zwiazanemi z obiegiem plynu chlodzacego). PL