Russian Arabic English French German Hungarian Japanese Romanian Turkish Ukrainian

Динамо-машина

ПАТЕНТНОЕ ВЕДОМСТВО СОЕДИНЁННЫХ ШТАТОВ

НИКОЛА ТЕСЛА, ПРОЖИВАЮЩИЙ В НЬЮ-ЙОРКЕ, ШТАТ НЬЮ-ЙОРК, ПЕРЕУСТУПАЮЩИЙ ПРАВА НА ДАННОЕ ИЗОБРЕТЕНИЕ ФИРМЕ «ТЕСЛА ЭЛЕКТРИК КОМПАНИ», НЬЮ-ЙОРК

ДИНАМО-МАШИНА

ОПИСАНИЕ, ЯВЛЯЮЩЕЕСЯ ЧАСТЬЮ ПАТЕНТА № 390721 ОТ 9 ОКТЯБРЯ 1888 Г. ЗАЯВКА ОТ 26 АПРЕЛЯ 1888 Г., НОМЕР ЗАЯВКИ 272153 (МОДЕЛЬ НЕ ПРИЛАГАЕТСЯ)

Всем заинтересованным лицам:

Я, Никола Тесла, подданный Австрийской империи, родившийся в Смилянах Лики (провинция Австро-Венгрии), в настоящее время проживающий в Нью-Йорке, штат Нью-Йорк, изобрел некоторые новые и полезные усовершенствования в электрогенераторах, описание которых со ссылками на прилагающиеся чертежи приводится ниже.

Настоящее изобретение касается прежде всего системы переменного тока, изобретенной и описанной мной в предшествующих патентах: № 381968 и 382280 от 1 мая 1888 г., где двигатели, трансформаторы или в целом конвертеры приводятся в действие при помощи поступательного сдвига, или смещения их магнитных полюсов, производимого совместной работой независимых подмагничивающих обмоток с проходящим через них переменным током с установленной периодичностью и направлением. В названной системе, как я показал ранее, использовался генератор переменного тока с независимыми индуцирующими или генерирующими обмотками, соответствующими силовым обмоткам конвертера, причем отношения генератора и конвертера были такими, что скорость вращения магнитных полюсов конвертера равнялась скорости вращения ротора генератора.

Для максимальной эффективности машина должна быть запущена на высоких оборотах, что верно не только для генераторов и двигателей, специально приспособленных для использования в моей системе, но и для иных. Однако практическая возможность запуска на очень высоких скоростях, особенно для больших генераторов, ограничена механикой, и потому я разработал некоторые схемы построения системы максимальной эффективности, которая позволяет получить токи высокой частоты при работе генератора на сравнительно малой скорости.

Мое нынешнее изобретение позволяет достичь этого результата другим способом, что в некоторых отношениях обеспечивает ряд преимуществ. Вместо вращения ротора генератора с высокой скоростью я вызываю вращение магнитных полюсов одного элемента генератора, вращая другой с отличающейся скоростью, что позволяет достичь результатов, сходных с теми, что возникают при быстром вращении одного из элементов.

Для описания изобретения я буду ссылаться на прилагаемые чертежи.

Генератор, подающий ток для управления двигателями или трансформаторами, состоит из разделенного кольцевого сердечника с четырьмя диаметрально противоположными обмотками ЕЕ'. Внутри кольца смонтирован цилиндрический сердечник ротора с двумя независимыми продольными обмотками FF,, концы которых соединены соответственно с двумя парами изолированных контактных или коллекторных колец ОО'СС на валу якоря. На этих кольцах установлены коллекторные щетки с1(1'дд' соответственно, которые передают ток по двум независимым линейным цепям ММ'. В основную цепь может входить один или несколько двигателей или трансформаторов, или и те, и другие. Если используются двигатели, то они, в соответствии с моим изобретением, оснащаются независимыми обмотками или группами обмоток //', которые входят в цепи ММ' соответственно. Эти силовые обмотки находятся на кольцевых обмотках, или на полюсных наконечниках, и за счет действия переменного тока, проходящего через них, вызывают последовательный сдвиг магнитного поля от одного полюса к другому. Цилиндрический ротор Н двигателя имеет две расположенные под прямыми углами обмотки, которые образуют независимые замкнутые цепи.

При использовании трансформаторов подключаю одну группу первичных обмоток, к примеру NN. намотанную на кольцевой сердечник, к одной цепи, скажем М', а другие первичные обмотки ЛГЛГ к цепи М. Вторичные обмотки КК' можно использовать для подачи тока к лампам накаливания РР'.

Вместе с генератором / я использую возбудитель, который состоит из двух полюсов АА из постоянно намагниченной стали или железа, возбуждаемого батареей или иным генератором постоянного тока, и цилиндрического якорного сердечника, надетого на вал В и несущего две продольные обмотки СС'. Один конец каждой из этих обмоток соединен с коллекторными кольцами Ьс соответственно, тогда как оба других конца соединены с кольцом а. Коллекторные щетки Ь'с' крепятся к кольцам

Ьс соответственно, а проводники ЬЬ передают от них ток по обмоткам Е и Е' генератора. Г — общий обратный провод к щетке а'. Так образуются две независимые цепи, одна из которых включает обмотки С возбудителя и ЕЕ генератора, другая — обмотки С' возбудителя и Е'Е' генератора. Из этого следует, что работа возбудителя вызывает последовательный сдвиг магнитных полюсов кольцевой обмотки возбуждения генератора, причем сдвиг, или вращательное движение, указанных полюсов синхронно вращению ротора возбудителя. Учитывая условия работы системы, очевидно, что, когда возбудитель запускается таким образом, чтобы возбуждать обмотку генератора, ротор последнего, если он способен свободно вращаться, будет вращаться практически с той же скоростью, что и ротор возбудителя. Если в таких условиях обмотки ротора генератора будут замкнуты на самих себе или закорочены, то в них, по меньшей мере теоретически, не возникнет никаких токов. На практике я наблюдал возникновение слабых токов, которые можно приписать более или менее отчетливым колебаниям напряженности магнитных полюсов на кольце генератора. Так, если обмотки ротора FF, замкнуть на двигателе, то последний не будет вращаться, пока движение ротора генератора не синхронизуется с движением возбудителя или магнитных полюсов его обмотки возбуждения. Если же, наоборот, скорость ротора замедлится тем или иным образом, так что сдвиг, или вращение полюсов обмотки, станет сравнительно более быстрым, то в обмотке ротора индуцируется ток. Это с очевидностью следует из того, что силовые линии пересекают проводники ротора. Чем больше скорость вращения магнитных полюсов по отношению к скорости ротора, тем быстрее будут сменяться токи в обмотках ротора и тем быстрее будет вращаться двигатель, и этот эффект продолжится до тех пор, пока генератор ротора не остановится полностью, будто заторможенный, условием чего является вращение правильно сконструированного двигателя со скоростью вращения магнитных полюсов генератора.

Действующая сила токов, развиваемых в обмотках ротора генератора, зависит от силы токов, возбуждающих генератор, и от числа оборотов магнитных полюсов генератора за единицу времени; следовательно, скорость ротора двигателя будет во всех случаях зависеть от соотношения скоростей ротора генератора и его магнитных полюсов. К примеру, если полюса делают две тысячи оборотов в единицу времени, а ротор — восемьсот, то двигатель - тысячу двести или примерно столько. У хорошо сбалансированного двигателя различия в скорости окажутся минимальны.

Теперь предположим, что ротор генератора приводится в движение в направлении, противоположном направлению вращения его магнитных полюсов. В этом случае эффект будет сходен с тем, что производят генератор, ротор, индукторы которого вращаются в противоположных направлениях, вследствие чего ротор двигателя будет вращаться со скоростью, равной сумме скоростей ротора и магнитных полюсов генератора, и сравнительно низкая скорость ротора генератора вызовет высокую скорость двигателя.

По поводу этой системы следует заметить, что при уменьшении сопротивления внешней цепи якоря генератора посредством замедления скорости двигателя или добавления во вторичную цепь — или цепи — трансформатора параллельных ветвей, сила тока в цепи ротора значительно увеличится. Это обусловлено двумя причинами: во-первых, значительной разницей скоростей двигателя и генератора, во-вторых, тем, что данное устройство работает по аналогии с трансформатором: пропорционально уменьшению сопротивления ротора или вторичных обмоток возрастает сила тока в обмотке возбуждения или первичных цепях генератора, и соответственно возрастают токи в роторе. Подобные причины ведут к очень быстрому росту силы токов в обмотках ротора генератора, когда скорость ротора уменьшается при вращении в одном направлении с магнитными полюсами или наоборот.

Из вышесказанного ясно, что ротор генератора можно запускать в направлении движения магнитных полюсов, но более быстро, и в таком случае скорость двигателя будет равна разности между обеими скоростями.

По сравнению со многими устройствами, назначением которых является преобразование и распределение тока, эта система обладает весомыми преимуществами - практичностью, экономичностью и высоким КПД.

Формула изобретения:

  1. Сочетание генератора переменного тока, имеющего независимые возбуждающие и независимые индуцированные, или якорные, обмотки с возбудителем переменного тока, имеющим возбуждающие или индуцированные обмотки, соединенные с возбуждающими обмотками генератора.
  2. Генератор переменного тока, в котором элементы соединены следующим образом: индуктор с независимыми обмотками, каждая из которых соединена с источником переменного тока, причем магнитные полюса названных обмоток последовательно сдвигаются или смещаются в пределах поля, и сердечник ротора с независимыми обмотками, каждая из которых имеет выводы, от которых ток подается на независимые внешние цепи.
  3. Система распределения тока, состоящая из сочетания генератора переменного тока, имеющего независимые обмотки возбуждения, и ротор с независимыми индуцированными обмотками, с возбудителем переменного тока, имеющим индуцированные обмотки, соединенные с возбуждающими обмотками генератора, и одного или нескольких электрических конвертеров, имеющих независимые обмотки возбуждения, соединенные с соответствующими якорными обмотками генератора.
  4. Сочетание генератора переменного тока, имеющего индуктор с независимыми обмотками возбуждения, и ротор, способный вращаться в поле магнита индуктора, с возбудителем, имеющим индуцированные обмотки, соответствующие и соединенные с возбуждающими обмотками генератора.

Никола Тесла.

Свидетели: Р.Ф. Гейлорд, П.У. Пейдж.

Н. ТЕСЛА ДИНАМО-МАШИНА  № 390721   9 ОКТЯБРЯ 1888 Г.

Динамо-машина

Рейтинг@Mail.ru Яндекс.Метрика