новая папка / 4006399

4006399-Desc-ru var ctx = "/emtp"; The translation is almost like a human translation. The translation is understandable and actionable, with all critical information accurately transferred. Most parts of the text are well written using a language consistent with patent literature. The translation is understandable and actionable, with most critical information accurately transferred. Some parts of the text are well written using a language consistent with patent literature. The translation is understandable and actionable to some extent, with some critical information accurately transferred. The translation is not entirely understandable and actionable, with some critical information accurately transferred, but with significant stylistic or grammatical errors. The translation is absolutely not comprehensible or little information is accurately transferred. Please first refresh the page with "CTRL-F5". (Click on the translated text to submit corrections)

Patent Translate Powered by EPO and Google

French

German

  Albanian

Bulgarian

Croatian

Czech

Danish

Dutch

Estonian

Finnish

Greek

Hungarian

Icelandic

Italian

Latvian

Lithuanian

Macedonian

Norwegian

Polish

Portuguese

Romanian

Serbian

Slovak

Slovene

Spanish

Swedish

Turkish

  Chinese

Japanese

Korean

Russian

      PDF (only translation) PDF (original and translation)

Please help us to improve the translation quality. Your opinion on this translation: Human translation

Very good

Good

Acceptable

Rather bad

Very bad

Your reason for this translation: Overall information

Patent search

Patent examination

FAQ Help Legal notice Contact УведомлениеЭтот перевод сделан компьютером. Невозможно гарантировать, что он является ясным, точным, полным, верным или отвечает конкретным целям. Важные решения, такие как относящиеся к коммерции или финансовые решения, не должны основываться на продукте машинного перевода.

РћРџРРЎРђРќРР• РЗОБРЕТЕНРРЇ US4006399A[]

РЎР’РЇР—РђРќРќРћР• РџР РЛОЖЕНРР• RELATED APPLICATION Заявка Дэвида Дж. Гриттера РїРѕРґ названием «Система возбуждения для многофазного индукционного генератора», которая закреплена Р·Р° правопреемником этой заявки, также была подана 15 сентября 1975 Рі. Рё получила 613 147 заявок. в„– 613.147. Р’ этой заявке также описано преобразование части механической энергии, используемой для приведения РІ действие асинхронного генератора, РІ энергию электрического поля путем замыкания клемм машины, Рё заявлена трехфазная система для осуществления последовательного замыкания короткозамыкающих выключателей. The application of David J. Gritter entitled "Excitation System for Multi-Phase Induction Generator," which is assigned to the assignee of this application, was also filed Sept. 15, 1975, and received 613,147. No. 613.147. That application also describes conversion of some of the mechanical energy used to drive an induction generator into electrical field energy by shorting the machine terminals, and claims a three-phase system for effecting sequential closure of the shorting switches. ПРЕДПОСЫЛКРСОЗДАНРРЇ РЗОБРЕТЕНРРЇ BACKGROUND OF THE INVENTION Значительные усилия были направлены РЅР° усовершенствование схем асинхронных машин, особенно после разработки твердотельных переключателей, способных работать СЃ большими СѓСЂРѕРІРЅСЏРјРё мощности. Твердотельные инверторы были разработаны для использования СЃ такими машинами, чтобы обеспечить переменное выходное напряжение РёР· постоянного РІС…РѕРґРЅРѕРіРѕ напряжения. РџСЂРё изучении таких устройств было обнаружено, что после того, как машина была первоначально включена, подачу питания можно было отключить, Р° работу машины сохранить, поскольку энергия рециркулирует РѕС‚ машины через переключатели инвертора Рё обратно Рє РґСЂСѓРіРѕР№ фазной обмотке машины. Это открытие было описано Рё заявлено РІ патенте РЎРЁРђ No. в„– 3 829 758. Considerable effort has been directed to the improvement of induction machine circuits, particularly since the development of the solid state switches capable of handling large power levels. Solid state inverters have been developed for use in connection with such machines to provide an alternating output voltage from a d-c input voltage. In studying such arrangements, it was found that after the machine was initially energized, the energization could be removed and the machine's operation maintained as energy is recirculated from the machine through the inverter switches and back to another phase winding of the machine. This discovery was described and claimed in U.S. Pat. No. 3,829,758. Р’ последующей работе была тщательно проанализирована основная схема комбинации машина-инвертор, Рё теперь выяснилось, что РѕРґРЅРёРј РёР· СЃРїРѕСЃРѕР±РѕРІ поддержания энергии поля генератора является периодическое замыкание накоротко клемм инвертора. Этот анализ представляет СЃРѕР±РѕР№ значительный вклад РІ настоящее изобретение, поскольку РЅР° РѕСЃРЅРѕРІРµ этого анализа можно вывести Рё реализовать существенно упрощенную коммутационную схему для регулирования асинхронной машины. In subsequent work the basic circuitry of the machine-inverter combination has been carefully analyzed, and it now appears that one means of sustaining the field energy of the generator is by periodically short circuiting the terminals of the inverter. This analysis represents a significant contribution of the present invention because, based on this analysis, it is possible to derive and implement a substantially simplified switching arrangement for regulation of the induction machine. Поэтому РѕСЃРЅРѕРІРЅРѕР№ целью настоящего изобретения является создание системы для поддержания электрического поля асинхронного генератора путем периодического замыкания выводов генератора. It is therefore a principal object of this invention to provide a system for sustaining the electrical field of an induction generator by periodically shorting the generator terminals. Тесно связанной целью изобретения является создание переключателя для замыкания выводов генератора СЃ соответствующей схемой управления, которая значительно упрощена Рё менее РґРѕСЂРѕРіР°, чем системы предшествующего СѓСЂРѕРІРЅСЏ техники. A closely related object of the invention is to provide a switch arrangement for shorting the generator terminals, with an accompanying control circuit, which is considerably simplified and less expensive than prior art systems. СУЩНОСТЬ РЗОБРЕТЕНРРЇ SUMMARY OF THE INVENTION Система поддержания электрического поля асинхронной машины, сконструированная РІ соответствии СЃ настоящим изобретением, полезна, РєРѕРіРґР° такая машина получает РІС…РѕРґРЅСѓСЋ механическую энергию для работы РІ качестве генератора, обеспечивая выходное напряжение переменного тока РЅР° СЃРІРѕРёС… выходных клеммах. Р’ соответствии СЃ настоящим изобретением средство переключения снабжено выходными соединениями, соединенными СЃ выходными клеммами асинхронной машины, для эффективного замыкания клемм машины РїСЂРё получении управляющего сигнала. РљСЂРѕРјРµ того, схема управления соединена СЃРѕ средством переключения для обеспечения такого управляющего сигнала, чтобы закоротить клеммы асинхронной машины Рё преобразовать, РїРѕ меньшей мере, часть РІС…РѕРґРЅРѕР№ механической энергии РІ энергию электрического поля. A system for sustaining the electrical field of an induction machine constructed in accordance with this invention is useful with such a machine receiving input mechanical energy to operate as a generator, providing an a-c output voltage at its output terminals. In accordance with the present invention a switch means is provided with output connections coupled to the induction machine output terminals, for effectively shorting the machine terminals when a control signal is received. In addition a control circuit is coupled to the switch means for providing such a control signal, to short the induction machine terminals and transform at least some of the mechanical input energy into electrical field energy. ЧЕРТЕЖРTHE DRAWINGS РќР° нескольких фигурах чертежей одинаковые ссылочные позиции обозначают одинаковые компоненты, Рё РЅР° этих чертежах; In the several figures of the drawings, like reference numerals identify like components, and in those drawings; РРќР–РР . 1 представляет СЃРѕР±РѕР№ упрощенное изображение известной схемы инверторно-асинхронной машины; FIG. 1 is a simplified showing of a known inverter-induction machine circuit; РРќР–РР . 2 представляет СЃРѕР±РѕР№ иллюстративную схему, Р° фиг. 3 представляет СЃРѕР±РѕР№ упрощенную иллюстрацию двигателя, полезную для понимания работы схемы, показанной РЅР° фиг. 1; FIG. 2 is an illustrative diagram, and FIG. 3 is a simplified motor illustration, useful in understanding the operation of the circuit shown in FIG. 1; РРќР–РР . 4 представляет СЃРѕР±РѕР№ упрощенную схему обмотки асинхронной машины, полезную для понимания принципов настоящего изобретения; FIG. 4 is a simplified induction machine winding diagram useful in understanding the principles of the present invention; Р¤РР“. 5 Рё 6 - упрощенные эквивалентные электрические схемы, Р° РЅР° фиг. 7 представляет СЃРѕР±РѕР№ упрощенную физическую иллюстрацию двухфазной асинхронной машины, полезную для понимания настоящего изобретения; FIGS. 5 and 6 are simplified equivalent electrical circuits, and FIG. 7 is a simplified physical illustration, of a two-phase induction machine, useful in understanding the present invention; РРќР–РР . 8 представляет СЃРѕР±РѕР№ дальнейшее упрощение эквивалентной схемы, изображенной РЅР° фиг. 6; FIG. 8 represents a further simplification of the equivalent circuit depicted in FIG. 6; РРќР–РР . 9 представляет СЃРѕР±РѕР№ графическую иллюстрацию, Р° фиг. 10 представляет СЃРѕР±РѕР№ упрощенную эквивалентную принципиальную схему, полезную РІ сочетании СЃ фиг. 5-8 для понимания принципов настоящего изобретения; FIG. 9 is a graphical illustration, and FIG. 10 is a simplified equivalent circuit diagram, useful in conjunction with FIGS. 5-8 in understanding the principles of the present invention; РРќР–РР . 11 представлена схема, используемая СЃ аналоговым компьютером для демонстрации некоторых аспектов осуществимости изобретения; FIG. 11 is a representation of a circuit used with an analog computer to demonstrate certain aspects of the feasibility of the invention; РРќР–РР . 12 представляет СЃРѕР±РѕР№ упрощенную схему машины, полезную для понимания работы трехфазной машины только СЃ РґРІСѓРјСЏ обмотками, используемыми как изолированные обмотки; FIG. 12 is a simplified machine diagram useful in understanding operation of a three-phase machine with only two windings used as isolated windings; Р¤РР“. 13 Рё 14 - упрощенные блок-схемы коммутационных устройств, сконструированных РІ соответствии СЃ настоящим изобретением Рё используемых РІ сочетании СЃ однофазной асинхронной машиной; FIGS. 13 and 14 are simplified block diagrams of switching arrangements constructed in accordance with the present invention, as used in conjunction with a single-phase induction machine; Р¤РР“. 15Рђ, 15Р’ Рё 15РЎ представляют СЃРѕР±РѕР№ упрощенные иллюстрации, полезные для понимания применения настоящего изобретения Рє трехфазным цепям; FIGS. 15A, 15B and 15C are simplified illustrations useful in understanding application of the present invention to three-phase circuits; РРќР–РР . 16 - схематическая диаграмма, частично РІ РІРёРґРµ блока, изображающая трехфазную систему; Р° также FIG. 16 is a schematic diagram, partly in block form, depicting a three-phase system; and Р¤РР“. 17A-17D представляют СЃРѕР±РѕР№ частичные схемы, полезные для пояснения работы схемы, показанной РЅР° фиг. 16. FIGS. 17A-17D are partial schematic diagrams useful in explaining the operation of the circuit shown in FIG. 16. Общее фоновое обсуждение General Background Discussion патент РЎРЁРђ. Р’ US 3829758 описано использование схемы инвертора РІ качестве системы переключения для рециркуляции реактивной энергии для асинхронной машины, работающей РІ качестве генератора. РРќР–РР . 1 показан общий РІРёРґ такой системы, РІ которой трехфазный инвертор 20 подает энергию РЅР° трехфазный генератор 21, имеющий отдельные фазные обмотки, обозначенные A, B Рё C, Рё клеммы 22, 23 Рё 24. Рнвертор имеет обобщенный РІРёРґ Рё включает РІ себя шесть переключателей Рђ1-РЎ2. Р’С…РѕРґРЅРѕРµ постоянное напряжение величиной Р• подается РїРѕ проводникам 25, 26, Р° инвертор подает трехфазное выходное напряжение РїРѕ проводникам 27, 28 Рё 29 хорошо известным СЃРїРѕСЃРѕР±РѕРј. РРќР–РР . 2 показано время, РІ течение которого каждый РёР· ключей инвертора замкнут РІ течение 2 рабочих циклов. Как показано, переключатель Рђ1 замыкается РЅР° первые 180В° каждого цикла, Р° переключатель Рђ2 замыкается РЅР° последующие 180В° каждого цикла. Переключатель B1 первоначально замыкается РїСЂРё 120В° РІ цикле Рё остается замкнутым РґРѕ 300В° РІ цикле. Таким образом, РІ первом цикле или периоде времени между моментами времени, представленными надписями 120В° Рё 180В°, переключатели A1 Рё B1 РѕР±Р° замкнуты, как Рё переключатель C2. U.S. Pat. No. 3,829,758 describes the use of an inverter circuit as a switching system to recirculate the reactive energy for an induction machine operating as a generator. FIG. 1 is a general showing of such a system in which a three-phase inverter 20 supplies energy to a three-phase generator 21 having individual phase windings designated A, B, and C and terminals 22, 23 and 24. The inverter is a generalized showing and includes six switches A1-C2. A d-c input voltage of a magnitude E is provided over conductors 25, 26, and the inverter provides a three-phase output voltage over conductors 27, 28 and 29 in a well known manner. FIG. 2 shows the times during which each of the inverter switches is closed over 2 cycles of operation. As there shown, switch A1 is closed for the first 180 DEG every cycle, and switch A2 is closed for the succeeding 180 DEG in each cycle. Switch B1 is initially closed at 120 DEG in the cycle, and remains closed until the 300 DEG point in the cycle. Thus in the first cycle or time period, between the times represented by the 120 DEG and 180 DEG legends, switches A1 and B1 are both closed, as is switch C2. РљРѕРіРґР° машина 21 работает без электрической нагрузки Рё РѕР±Р° переключателя A1 Рё B1 замкнуты, эквивалентная схема для обмоток машины представлена РЅР° фиг. 3. Обмотки Рђ Рё Р’ замыкаются накоротко между клеммами 22 Рё 23, Рё РІ этом состоянии без нагрузки клемма 24 разомкнута. Схема РЅР° фиг. 2 РІРёРґРЅРѕ, что это короткое замыкание «перемещается» каждые 60В°, чтобы шунтировать РґСЂСѓРіСѓСЋ пару обмоток машины. Это предполагает, что шесть переключателей инвертора 20, показанных РЅР° фиг. 1 можно заменить только тремя переключателями, изображенными РЅР° фиг. 4, которые замыкаются последовательно через каждые 60o РІ зависимости РѕС‚ сигналов, полученных РѕС‚ схемы управления 38. Это имеет существенные практические последствия РІ РІРёРґРµ уменьшения количества компонентов для устройства подачи питания РЅР° машину. Еще более фундаментальным соображением является РІРѕРїСЂРѕСЃ Рѕ том, каков реальный процесс преобразования энергии. When the machine 21 is operating with no electrical load, and both switches A1 and B1 are closed, the equivalent circuit for the machine windings is that represented in FIG. 3. The windings A and B are connected by a short between the terminals 22 and 23 and, under this no-load condition, terminal 24 is open. The diagram of FIG. 2 shows that this short "moves" every 60 DEG to bridge another pair of the machine windings. This suggests that the six switches of the inverter 20 shown in FIG. 1 can be replaced by only three switches, depicted in FIG. 4, which are closed sequentially every 60 DEG as a function of signals received from a control circuit 38. This has substantial practical ramifications in reducing the number of components for the machine energization arrangement. An even more fundamental consideration is the question as to what the real energy conversion process is. Р’ некоторых более ранних работах, например, РІ U.S. Pat. Р’ US 3829758 считалось, что схема инвертора, показанная РІ целом РЅР° фиг. 1 фактически рециркулирует реактивную энергию машины Рё, таким образом, может обеспечить необходимое возбуждение. Рециркуляция энергии, описанная РІ упомянутом патенте, является РѕРґРЅРёРј РёР· СЃРїРѕСЃРѕР±РѕРІ поддержания поля индукционного генератора. Теперь кажется, что существует РґСЂСѓРіРѕРµ явление, Рё поле сохраняется, потому что инвертор действует как периодическое короткое замыкание. Такое короткое замыкание приведет Рє торможению машины, вызывая преобразование энергии или переход РѕС‚ механической энергии Рє электрической. Часть этой энергии рассеивается, Р° часть, РїРѕ-РІРёРґРёРјРѕРјСѓ, переходит РІ электрическое поле. Чтобы лучше рассмотреть такое преобразование энергии, РЅР° этом этапе целесообразно разработать Рё объяснить эквивалентную схему для машины, чтобы дать представление Рѕ процессе преобразования энергии. In some earlier work, such as taught in U.S. Pat. No. 3,829,758, it was thought that the inverter circuit which is that shown generally in FIG. 1 in effect recirculates the reactive energy of the machine and thus can provide the requisite excitation. The energy recirculation described in the cited patent is one means for sustaining the field of the induction generator. It now appears that another phenomenon exists, and the field is sustained because the inverter acts as a periodic short. Such a short would tend to brake the machine, causing an energy conversion or transfer from mechanical energy to electrical energy. Some of this energy is dissipated, and some apparently goes into the electrical field. The better to consider such energy conversion, it is expedient at this point to develop and explain an equivalent circuit for the machine, to provide insight into the energy conversion process. Эквивалентная схема двухфазной машины, показанная РЅР° фиг. 5 показаны различные значения, относящиеся Рє статору. Каждая РёР· РґРІСѓС… цепей представляет СЃРѕР±РѕР№ эквивалентную схему, рассматривающую РѕРґРЅСѓ обмотку двухфазной машины СЃ обмотками, расположенными РїРѕРґ углом 90 градусов РґСЂСѓРі Рє РґСЂСѓРіСѓ. Верхняя схема представляет СЃРѕР±РѕР№ первую обмотку Рђ, намотанную РЅР° заданную или главную РѕСЃСЊ, Р° нижняя схема представляет СЃРѕР±РѕР№ вторую обмотку Р’, намотанную РЅР° поперечной РѕСЃРё, которая перпендикулярна РѕСЃРЅРѕРІРЅРѕР№ обмотке Рђ. Если дополнительные справочные материалы относительно таких эквивалентных схем РїСЂРё желании ее можно найти РІ статье Р“. Рљ. Стэнли, озаглавленной «Анализ индукционной машины», напечатанной РІ AIEE Transactions, том 57 (1938 Рі.), РЅР° страницах 751–757, или РІ тексте Рљ. Р’. Джонса, озаглавленном «Единая Теория электрических машин». Взаимная индуктивность M между статором Рё ротором показана РІ центре схемы каждой фазной обмотки; значения статора обозначаются нижним индексом s, Р° значения ротора обозначаются нижним индексом r. The equivalent circuit of a two-phase machine as depicted in FIG. 5 shows the various values referred to the stator. Each of the two circuits represents the equivalent circuit looking into one winding of a two-phase machine, with the windings disposed at 90 DEG relative to each other. The upper circuit represents a first winding A, wound on a given or main axis, and the lower circuit represents the second winding B, wound on a cross axis which is perpendicular to the main winding A. If additional background material regarding such equivalent circuits is desired, it can be found in the article of H. C. Stanley entitled "An Analysis of the Induction Machine," printed in the AIEE Transactions, Volume 57 (1938), at pages 751-757, or the text by C. V. Jones entitled "The Unified Theory of Electrical Machines". The mutual inductance M between the stator and rotor is shown in the center of each phase winding diagram; the stator values are identified with the subscript s, and the rotor values are indicated by the subscript r. Например, Rs указывает сопротивление статора, Р° индуктивность, обозначаемая Ls-M, представляет СЃРѕР±РѕР№ индуктивность статора Р·Р° вычетом взаимного реактивного сопротивления. Первый генератор напряжения обеспечивает напряжение, равное взаимному реактивному сопротивлению, умноженному РЅР° ток ib, умноженному РЅР° dОёr/dt, РЅР° мгновенную угловую скорость ротора. Конечно, если нет РЅРё ускорения, РЅРё замедления, член d.theta.r/dt становится константой. РўРѕ же верно Рё для РґСЂСѓРіРѕРіРѕ члена, если угловая скорость машины постоянна. Хотя эта схема эквивалентной схемы является удовлетворительной для РјРЅРѕРіРёС… анализов, полезно сделать определенные допущения, чтобы упростить эту схему Рё обеспечить схему, которая облегчает РѕСЃРЅРѕРІРЅРѕРµ рассмотрение взаимодействия между фазовыми цепями. РЎ этой целью была разработана упрощенная схема замещения двухфазной машины, показанная РЅР° фиг. 6. For example Rs indicates the resistance of the stator, and the inductance denoted Ls - M represents the inductance of the stator minus the mutual reactance. The first voltage generator provides a voltage equal to the mutual reactance times the current ib, times d.theta.r/dt, the instantaneous angular velocity of the rotor. Of course if there is no acceleration or deceleration the term d.theta.r/dt becomes a constant. The same is true for the other term, if the angular velocity of the machine is constant. While this equivalent circuit arrangement is satisfactory for many analyses, it is helpful to make certain assumptions to simplify this circuit and provide an arrangement which facilitates basic consideration of the interaction between the phase circuits. To that end a simplified equivalent circuit for a two-phase machine has been developed and shown in FIG. 6. Есть определенные предположения, сделанные для достижения этой схемы. Р’ первом случае сопротивление ротора Rs принимается равным нулю. РљСЂРѕРјРµ того, предполагается, что реактивное сопротивление утечки равно нулю; таким образом, Lr = M Рё Ls = M. Также РІ верхней части фиг. 5 РІРёРґРЅРѕ, что ток намагничивания главной РѕСЃРё представлен как ia + iО±. Р° ток намагничивания для потока РІ поперечном направлении равен ib + iОІ. Это упрощено Рё показано РІ эквивалентной схеме РЅР° фиг. 6 как ток намагничивания iM.sbsb.a для тока намагничивания РѕСЃРЅРѕРІРЅРѕР№ ветви Рё iM.sbsb.b как ток намагничивания поперечной РѕСЃРё. РџСЂРё этих предположениях схема может быть представлена так, как показано РЅР° фиг. 6. Два генератора напряжения представляют противо-ЭДС машины. Каждая противо-ЭДС пропорциональна мгновенной скорости вращения ротора, Р° также току намагничивания противофазы. РўРѕ есть противо-ЭДС РІ главной РѕСЃРё пропорциональна току намагничивания цепи поперечной РѕСЃРё, Р° противо-ЭДС РІ поперечной РѕСЃРё пропорциональна току намагничивания iM.sbsb.a для главной РѕСЃРё. There are certain assumptions made to achieve this circuit. In the first instance, the rotor resistance Rs is assumed to be zero. In addition the leakage reactance is assumed to be zero; thus Lr = M, and Ls = M. Also in the top of FIG. 5 it is apparent that the magnetizing current for the main axis is represented by ia + i.alpha. and the magnetizing current for the cross axis flux is ib + i.beta.. This is simplified and shown in the equivalent circuit of FIG. 6 as magnetizing current iM.sbsb.a for the magnetizing current of the main branch, and iM.sbsb.b as the magnetizing current for the cross axis. With these assumptions the circuit can be represented as shown in FIG. 6. The two voltage generators represent the back emf of the machine. Each back emf is proportional to the instantaneous rotor velocity, and also to the magnetizing current of the opposite phase. That is, the back emf in the main axis is proportional to the magnetizing current of the cross axis circuit, and the back emf in the cross axis is proportional to the magnetizing current iM.sbsb.a for the main axis. Мощность, выдаваемая генераторами противо-ЭДС, представляет СЃРѕР±РѕР№ выходную электрическую мощность Рё, следовательно, механическую мощность, РїРѕРґРІРѕРґРёРјСѓСЋ Рє машине. Крутящий момент T для этой упрощенной конструкции выражается как T = M(ib iО± - ia iОІ. ) The power delivered by the back emf generators represents the electrical output of, and hence the mechanical power input to, the machine. The torque T for this simplified arrangement is expressed byT = M(ib i.alpha. - ia i.beta. ) Это выражение сводится Рє обычному выражению для крутящего момента, заданного обычной схемой, если подставить соответствующие выражения для токов. РР· этого выражения РІРёРґРЅРѕ, что для того, чтобы машина развивала крутящий момент, должен протекать ток статора. Если есть токи ротора, РЅРѕ машина РЅРµ нагружена, РѕРЅР° РЅРµ создает никакого крутящего момента. РР· этого выражения также следует, что крутящий момент можно рассматривать как создаваемый роторным током РѕРґРЅРѕР№ РѕСЃРё, взаимодействующим СЃ током намагничивания РґСЂСѓРіРѕР№ РѕСЃРё. Чтобы оценить эти различные аспекты упрощенной эквивалентной схемы Рё выражения крутящего момента, будет полезно рассмотреть упрощенную физическую иллюстрацию, представленную РЅР° фиг. 7. This expression reduces to the usual expression for the torque given by the conventional circuit if the appropriate expressions for the currents are substituted. It is evident from this expression that, for the machine to develop a torque, there must be a stator current flow. If there are rotor currents flowing but the machine is unloaded, it does not produce any torque. It is also noted from this expression that the torque can be considered as produced by the rotor current of one axis interacting with the magnetizing current of the other axis. To appreciate these various aspects of the simplified equivalent circuit and the torque expression, it will be helpful to consider the simplified physical illustration set out in FIG. 7. РќР° этой фигуре ротор 35 асинхронной машины показан РІ общем РІ разрезе СЃ множеством РїСЂРѕРІРѕРґРЅРёРєРѕРІ 36, расположенных вблизи периферии ротора, который движется СЃ угловой скоростью omega.r. Проще всего рассмотреть упрощенную двухфазную систему СЃРѕ сбалансированным синусоидальным режимом. Считается, что первое напряжение Va приложено Рє обмотке A, Р° второе напряжение Vb приложено Рє обмотке B. Это второе напряжение отстает РѕС‚ первого РїРѕ времени или фазе РЅР° 90 град. Как показано РЅР° фиг. 7 токи намагничивания обозначены iM.sbsb.a Рё iM.sbsb.b РЅР° фиг. 6. In this figure the rotor 35 of the induction machine is shown generally insection, with a plurality of conductors 36 represented near the periphery of the rotor which is moving at an angular velocity .omega.r. It is easiest to consider a simplified two-phase system with balanced sine-wave operation. A first voltage Va is considered as applied to winding A, and a second voltage Vb is applied to the B winding. This second voltage lags behind the first in time or phase by 90 DEG. As represented in FIG. 7, the magnetizing currents are those identified iM.sbsb.a and iM.sbsb.b in FIG. 6. Учитывая первое напряжение Va, это создает поток .phi.a. РџСЂРѕРІРѕРґРЅРёРєРё 36 вращаются через это первое поле потока СЃ угловой скоростью, соответствующей скорости ротора omega.r. Обмотка ротора представляет СЃРѕР±РѕР№ коммутируемую обмотку. Таким образом, хотя стержни ротора физически движутся, картину ЭДС можно представить фиксированной РІ пространстве. Таким образом, РІ этих движущихся проводниках индуцируется ЭДС, полярность которой указана внутренним РєСЂСѓРіРѕРј знаков полярности СЂСЏРґРѕРј СЃ ротором РЅР° фиг. 7. ЭДС, индуцированная таким образом, направлена РЅР° то, чтобы заставить ток циркулировать РїРѕ пути, перпендикулярному поперечной РѕСЃРё; поперечная РѕСЃСЊ параллельна вектору потока .phi.b. Эта ЭДС фактически представляет СЃРѕР±РѕР№ противоЭДС, представленную как Vb ' РІ эквивалентной схеме РЅР° фиг. 6. Эта ЭДС противодействует напряжению, индуцируемому потоком .phi.b, создаваемому напряжением статора Vb. Точно так же ЭДС, индуцированная РІ проводниках 36 потоком .phi.b, имеет полярность, обозначенную внешним РєСЂСѓРіРѕРј знаков полярности РЅР° фиг. 7. Considering first voltage Va, this produces a flux .phi.a. The conductors 36 rotate through this first flux field at an angular velocity corresponding to the rotor speed .omega.r. The rotor winding is in effect a commutated winding. Thus although the rotor bars are moving physically, the emf pattern may be envisioned as fixed in space. Thus these moving conductors have an emf induced in them, the polarities of which are indicated by the inner circle of polarity signs adjacent the rotor in FIG. 7. The emf thus induced is in a direction to cause a current to want to circulate in a path perpendicular to the cross axis; the cross axis is parallel with the flux vector .phi.b. This emf is in fact the back emf represented as Vb ' in the equivalent circuit of FIG. 6. This emf opposes the voltage induced by the flux .phi.b produced by the stator voltage Vb. Similarly the emf induced in the conductors 36 by the flux .phi.b has a polarity indicated by the outer circle of polarity signs in FIG. 7. Эта ЭДС пытается заставить ток циркулировать РїРѕ пути, перпендикулярному главной РѕСЃРё. Эта ЭДС представляет СЃРѕР±РѕР№ противоЭДС Va ', показанную РІ верхней части эквивалентной схемы РЅР° фиг. 6, Рё противодействует напряжению, наведенному потоком .phi.a. Затем соответствующие токи ротора Р±СѓРґСѓС‚ протекать РІ соответствии СЃ разностью напряжения статора (относительно ротора) Рё противо-ЭДС, деленной РЅР° сопротивление ротора (или, РІ более общем случае, РЅР° РІС…РѕРґРЅРѕРµ сопротивление ротора). This emf attempts to cause a current to circulate in a path perpendicular to the main axis. This emf is the back emf Va ' shown in the upper part of the equivalent circuit in FIG. 6, and it opposes the voltage induced by the flux .phi.a. The respective rotor currents will then flow as determined by the difference of the stator voltage (referred to the rotor) and the back emf, divided by the rotor resistance (or, more generally, the rotor input impedance). Важным соображением является то, что РґРІРµ системы потоков, расположенные РїРѕРґ прямым углом РґСЂСѓРі Рє РґСЂСѓРіСѓ, участвуют РІ работе двигателя (или генератора). Два потока вызывают ЭДС «скорости», которые являются противоЭДС машины (Va ', Vb '). Величины потоков пропорциональны токам возбуждения iM.sbsb.a Рё iM.sbsb.b. РћСЃРё перекрестно связаны РІ силу того факта, что величина iM.sbsb.a управляет Vb ', Р° величина iM.sbsb.b управляет Va'. Таким образом, iM.sbsb.a можно рассматривать как разновидность тока возбуждения для управления генератѕСЂРѕРј Vb ', Р° ток iM.sbsb.b можно рассматривать как ток возбуждения для управления генератором Va '. The important consideration is that two flux systems, at right angles to each other, are involved in motor (or generator) operation. The two fluxes give rise to the "speed" emf's which are the back emf's of the machine (Va ', Vb '). The magnitudes of the fluxes are proportional to the exciting currents iM.sbsb.a and iM.sbsb.b. The axes are cross coupled by virtue of the fact that the magnitude of iM.sbsb.a controls Vb ', and the magnitude of iM.sbsb.b controls Va '. Thus iM.sbsb.a may be viewed as a kind of field current for control of generator Vb ', and current iM.sbsb.b can be seen as a field current to control generator Va '. Предыдущий анализ теперь можно применить Рє рассмотрению поддержания поля асинхронного генератора Р·Р° счет периодического короткого замыкания. Для этого сначала будет рассмотрена машина, РІ которой уже установлен поток, Рё Р±СѓРґСѓС‚ разработаны уравнения для задействованных напряжений Рё токов. Затем будет показано, что для поддержания поля можно использовать периодическое замыкание клемм. РЎ этой целью схемы СЃ перекрестной СЃРІСЏР·СЊСЋ, изображенные РЅР° фиг. 6 можно еще больше упростить, пренебрегая сопротивлением ротора, чтобы получить схему, эквивалентную фиг. 8. Легко показать, что характеристические уравнения, описывающие эти цепи, имеют РІРёРґ ##EQU1## Рё ##EQU2##. Рзвестно, что эти уравнения имеют решения ##EQU3##. Напряжение РЅР° клеммах будет найдено РїРѕ формуле Va = iM.sbsb.a @ . РґР¶.омега. MaVb = iM.sbsb.b@. РґР¶.омега. РњР‘ The preceding analysis can now be applied to a consideration of sustaining the field of an induction generator by periodic shorting. To accomplish this, a machine will first be considered in which a flux has already been established, and the equations will be developed for the voltages and currents involved. It will then be shown that a periodic short of the terminals may be used to sustain the field. To this end the cross coupled circuits depicted in FIG. 6 can be simplified still further by neglecting the rotor resistance, to provide the equivalent circuit of FIG. 8. The characteristic equations describing these circuits may easily be shown to be ##EQU1## and ##EQU2## These equations are known to have the solutions ##EQU3## The terminal voltage will be found byVa = iM.sbsb.a @. j.omega. MaVb = iM.sbsb.b @. j.omega. Mb Эти решения показывают, что если ротор вращается СЃ угловой скоростью omega r Рё первоначально РІ роторе индуцируется ток, то Р±СѓРґСѓС‚ создаваться синусоидальные напряжения РЅР° клеммах СЃ частотой omega r. Если Р±С‹ сопротивления ротора Рё статора сохранялись Рё учитывались РІ уравнениях, было Р±С‹ получено решение СЃ затухающим синусоидальным напряжением. These solutions show that if the rotor is rotating at an angular velocity .omega.r, and a current is initially induced in the rotor, sinusoidal terminal voltages at a frequency .omega.r will be produced. Had the rotor and stator resistances been maintained and considered in the equations, a damped sinewave voltage solution would have been produced. Решения показанных выше уравнений РјРѕРіСѓС‚ быть проверены путем возбуждения машины РѕС‚ обычной линии электропередачи или СЃ помощью остаточной намагниченности машины. Конкретный СЃРїРѕСЃРѕР± первоначальной подачи питания РІРѕ время запуска системы РЅРµ важен для изобретения. После первоначальной подачи питания возбуждение снимается Рё наблюдают Р·Р° напряжением РЅР° клеммах. Наблюдались затухающие синусоидальные напряжения, смещенные РїРѕ фазе РґСЂСѓРі РѕС‚ РґСЂСѓРіР° РЅР° 90o (для двухфазной машины) Рё чередующиеся СЃ частотой omega.r. Соответственно, после возбуждения машина имеет поток, захваченный ротором. Этот поток затухает РІРѕ времени РёР·-Р·Р° потерь. Для обеспечения работы генератора необходимо использовать некоторые средства для пополнения потока ротора, РїРѕ крайней мере, периодически. The solutions of the equations shown above may be verified by exciting the machine from a conventional power line, or by remanent magnetization of the machine. The specific method of initial energization during system start-up is not important to the invention. After initial energization the excitation is removed and the terminal voltage observed. Damped sinewave voltages displaced in phase by 90 DEG from each other (for a two-phase machine) and alternating at a frequency .omega.r have been observed. Accordingly, once excited the machine has flux trapped in the rotor. This flux is decaying in time, due to the losses. To achieve generator operation some means must be used to replenish the rotor flux, at least periodically. РћРґРёРЅ РёР· СЃРїРѕСЃРѕР±РѕРІ периодического восполнения магнитного потока включает РІ себя периодическое замыкание выводов машины, как будет объяснено РІ СЃРІСЏР·Рё СЃ фиг. 9. Как показано, токи iM.sbsb.a Рё iM.sbsb.b представлены кривыми 40, 41, Р° напряжения Va ' Рё Vb ' изображены кривыми 42, 43. Первые 90В° каждой РєСЂРёРІРѕР№ приходятся РЅР° интервал t1, Р° последующие интервалы t2, t3 Рё t4 представляют СЃРѕР±РѕР№ оставшуюся часть РѕРґРЅРѕРіРѕ рабочего цикла. Если, как показано РЅР° фиг. 10, короткое замыкание подается РЅР° клеммы обмотки фазы Рђ РІ момент, РєРѕРіРґР° ток iM.sbsb.a равен РїРёРєСѓ (обозначается как некоторое значение Io), например, РІ начале интервала t2 или РІ начале интервала t4 РЅР° фиг. 9, то ток, запертый РІ индуктивности Ma, будет зафиксирован (РІ идеале РЅР° значении Io), как показано пунктирной линией 44 РІ начале интервала t2 РЅР° РєСЂРёРІРѕР№ 40. Напряжение Vb ' также будет зафиксировано, как показано пунктирной линией 45, поскольку это напряжение пропорционально iM.sbsb.a. One method of periodic flux replenishment includes the periodic shorting of the machine terminals, as will be explained in conjunction with FIG. 9. As there shown the currents iM.sbsb.a and iM.sbsb.b are represented by the curves 40, 41 and the voltages Va ' and Vb ' are depicted by the curves 42, 43. The first 90 DEG of each curve occurs in the interval t1, and the subsequent intervals t2, t3 and t4 represent the remainder of one cycle of operation. If, as shown in FIG. 10, a short is applied to the terminals of the A phase winding at a time when the current iM.sbsb.a is equal to a peak (referenced as some value Io), such as at the beginning of the interval t2 or the beginning of the interval t4 in FIG. 9, then the current locked in the inductance Ma will be clamped (ideally at the value Io) as shown by the dashed line 44 at the beginning of interval t2 in curve 40. The voltage Vb ' will also be clamped as represented by broken line 45, since this voltage is proportional to iM.sbsb.a. Текущий iM.sbsb.b станет линейным изменением (пунктирная линия 45), как показано РІ начале интервала t2 РЅР° РєСЂРёРІРѕР№ 41, вместо естественной затухающей СЃРёРЅСѓСЃРѕРёРґС‹. Напряжение Va ' также будет линейным, как показано пунктирной линией 46, поскольку это напряжение пропорционально току iM.sbsb.b. The current iM.sbsb.b will become a linear ramp (broken line 45) as shown at the beginning of the interval t2 in curve 41, instead of following the natural damped sinewave curve. The voltage Va ' will also be a ramp, as represented by dashed line 46, as this voltage is proportional to the current iM.sbsb.b. Р’ течение интервалов t2 Рё t4 энергия течет РїРѕ поперечной РѕСЃРё, которую СѓРґРѕР±РЅРѕ обозначать как Mb. Эта энергия РІ любой момент времени представлена 1/2 M (iM.sbsb.b)@2. Поскольку линейная рампа РїСЂРёРІРѕРґРёС‚ Рє большему току, чем РїСЂРё затухающей СЃРёРЅСѓСЃРѕРёРґРµ, то РІ Mb поступает большее количество энергии, чем РІ случае нормального затухания, РєРѕРіРґР° энергии поля обмениваются каждую четверть рабочего цикла. . Эта дополнительная энергия поступает РѕС‚ механического РІС…РѕРґР° РІ машину. During the intervals t2 and t4, energy is flowing into the cross axis conveniently represented by Mb. This energy at any given time is represented by 1/2 M (iM.sbsb.b)@2. Since the linear ramp results in a greater current than would occur with the damped sinewave, then a greater amount of energy is caused to flow into Mb than would be the case in the normal decay, wherein the field energies are exchanged each quarter cycle of operation. This additional energy comes from the mechanical input to the machine. Если вычислить механическую мощность P РІ течение этого интервала времени, то окажется, что ##EQU4## Знак РјРёРЅСѓСЃ означает, что тормозной момент сопровождает генерацию электроэнергии. Мощность, поглощаемая резистором, будет равна ##EQU5##, Р° мощность PM.sbsb.b РІ Mb будет равна PM.sbsb.b = M(.omega.r Io)@2 РўР». If the mechanical power P is calculated during this time interval it is found that ##EQU4## The negative sign implies a braking torque accompanies the electrical generation of power. The power absorbed by the resistor will be found to be ##EQU5## and the power PM.sbsb.b into Mb is found to bePM.sbsb.b = M(.omega.r Io)@2 T Сравнение этих РґРІСѓС… последних уравнений СЃ выражением для механической мощности показывает, что механическая мощность полностью учитывается, часть ее рассеивается, Р° часть накапливается РІ поле. Таким образом, Р·Р° счет периодического замыкания выводов статора энергия может быть преобразована РёР· РІС…РѕРґРЅРѕР№ механической энергии РІ энергию электрического поля. Это может позволить машине поддерживать СЃРІРѕРµ поле без каких-либо внешних средств для хранения энергии. Comparing these last two equations with the expression for mechanical power shows that the mechanical power is totally accounted for, part being dissipated and part being stored in the field. Thus by periodic shorting of the stator terminals, energy can be transformed from mechanical input energy to electrical field energy. This can allow the machine to sustain its field without any external means for energy storage. Следует отметить, что РїСЂРё коротком замыкании ток Рё напряжение РІ некотором смысле «зажимаются» РґРѕ тех РїРѕСЂ, РїРѕРєР° короткое замыкание РЅРµ будет устранено. Результатом этого периодического действия является замедление частоты электрической цепи РїРѕ отношению Рє частоте механического РїСЂРёРІРѕРґР°, что РїСЂРёРІРѕРґРёС‚ Рє обычному явлению отрицательного скольжения. It will be noted that when the short is applied, the current and voltage are, in a sense, "clamped" until the short is removed. The result of this action on a periodic basis is to slow down the frequency of the electrical circuit with respect to the mechanical drive frequency, and this results in the usual negative slip phenomenon. Полная эквивалентная схема для однофазной машины была введена РІ аналоговый компьютер, Рё результаты (преобразование РІС…РѕРґРЅРѕР№ механической мощности для поддержания электрического поля) были проверены. РРќР–РР . 11 показана схема, используемая РІ аналоговом компьютере, РЅР° РѕСЃРЅРѕРІРµ показаний РЅР° фиг. 5. Цепь 39 была добавлена, чтобы обеспечить переключатель для замыкания накоротко клемм фазы Рђ, Рё цепь ограничения СЃ диодами Зенера для поглощения энергии. Входная сторона цепи обмотки B опущена, потому что эта обмотка осталась разомкнутой, РєРѕРіРґР° обмотка фазы A была закорочена. Влияние реактивного сопротивления рассеяния таково, что короткое замыкание РЅРµ может быть почти таким же эффективным, потому что реактивное сопротивление рассеяния имеет тенденцию препятствовать протеканию энергии РІ квадратурное поле. РџСЂРё работе однофазной машины РїСЂРё реактивном сопротивлении РЅР° единицу больше примерно четырех процентов приведет Рє отказу РІ поддержании работы. Машина СЃ таким РЅРёР·РєРёРј реактивным сопротивлением рассеяния РЅРµ была доступна РІРѕ время подготовки этой заявки, поэтому результаты для однофазной машины РЅРµ проверялись эмпирически. The complete equivalent circuit for a single-phase machine has been put onthe analog computer, and the results (conversion of mechanical input power to sustain the electrical field) verified. FIG. 11 shows the circuit used on the analog computer, based on the showing of FIG. 5. Circuit 39 was added to provide a switch for shorting the terminals of the A phase, and a clipping circuit with Zener diodes for absorbing the energy. The input side of the B winding circuit is omitted because this winding was left open when the A phase winding was shorted. The effect of leakage reactance is such that the short cannot be nearly as effective because the leakage reactance tends to prevent energy from flowing into the quadrature field. In a single-phase machine operation at a per unit reactance greater than about four percent will result in failure to maintain operation. A machine of such low leakage reactance was not available at the time of preparing this application, so the results for a single-phase machine were not empirically verified. Однако демонстрации СЃ многофазными машинами Рё данные, полученные СЃ помощью аналогового компьютера, показывают, что работа однофазной машины будет успешной, если будет получена машина СЃ достаточно РЅРёР·РєРёРј реактивным сопротивлением рассеяния. Следовательно, термин «асинхронная машина», используемый РІ прилагаемой формуле изобретения, охватывает как однофазные, так Рё многофазные машины. However the demonstrations with the plural-phase machines and the evidence obtained in conjunction with the analog computer indicates that the single-phase machine operation will be successful when a machine of sufficiently low leakage reactance is obtained. Hence the term "induction machine," as used in the appended claims, embraces both single-phase and plural-phase machines. Успешная работа СЃ трехфазными машинами была легко достигнута, как упоминалось ранее. Причина такого доказанного успеха трехфазной машины может заключаться РІ том, что РІ каждом цикле РІ три раза больше «коротких» или полевых пополнений. Таким образом, несмотря РЅР° то, что реактивное сопротивление рассеяния снижает РёС… эффективность, кумулятивного накопления достаточно для поддержания поля. РљСЂРѕРјРµ того, успешно продемонстрирована работа трехфазной машины СЃ РґРІСѓРјСЏ изолированными обмотками. Например, обмотки Рђ Рё Р’ машины 21, показанной РЅР° фиг. 12 можно использовать как РґРІРµ изолированные обмотки. Successful operation with three-phase machines has been readily obtained as previously mentioned. The reason for this proven success with a three-phase machine may be that there are three times as many "shorts" or field replenishments in each cycle. Thus even though the leakage reactance diminishes their effectiveness, the cumulative build-up is sufficient to sustain the field. Additionally, operation with two insolated windings of a three-phase machine has also been successfully demonstrated. For example, the A and B windings of the machine 21 shown in FIG. 12 can be used as the two isolated windings. Рзучив фиг. 9 РІРёРґРЅРѕ, что закорачивание выводов фазы Рђ РІ периоды t2 Рё t4 приведет Рє перетеканию энергии РІ поперечное поле Р’. РўРѕ есть как Vb ', так Рё iM.sbsb.b имеют РѕРґРёРЅ Рё тот же знак РІ течение этих интервалов, Рё, следовательно, мгновенная мощность равна положительно или РІ поле. Замыкание выводов фазы Рђ РІ течение интервалов t1 Рё t3 приведет Рє большему распаду, поскольку Vb ' Рё iM.sbsb.b имеют противоположную полярность, Рё, таким образом, РІ это время энергия выходит РёР· поля. Таким образом, время РєР