Russian Arabic English French German Hungarian Japanese Romanian Turkish Ukrainian

Электромагнитный двигатель

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

ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ

ОПИСАНИЕ, ЯВЛЯЮЩЕЕСЯ ЧАСТЬЮ ПАТЕНТА № 416195 ОТ 3 ДЕКАБРЯ 1889 Г. ЗАЯВКА ОТ 20 МАЯ 1889 Г., НОМЕР ЗАЯВКИ 311419 (МОДЕЛЬ НЕ ПРИЛАГАЕТСЯ)

Всем заинтересованным лицам:

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

Данное изобретение касается разновидности двигателя переменного тока, изобретенного мной и имеющего две или более рабочие обмотки, через которые пропускаются переменные токи, отличающиеся фазой. В предыдущих патентах и заявках я показал различные типы и модификации этого двигателя: во-первых, двигатели с двумя или более рабочими обмотками с одинаковыми электрическими характеристиками, для запуска которых используются токи, различающиеся главным образом фазой; во-вторых, двигатели с несколькими рабочими обмотками с различными электрическими характеристиками, в которых или посредством которых искусственно достигается разность фаз; в-третьих, двигатели с несколькими рабочими обмотками, когда токи в одной цепи наводятся токами в другой.

Далее я покажу применение настоящего изобретения для этих различающихся модификаций. Что касается условий работы и конструкции первой: якорь, смонтированный так, чтобы вращаться в результате объединенного влияния или воздействия рабочих обмоток, которые замкнуты на себя, ток в них наводится индуцирующими токами, целью и результатом чего является возбуждение якорного сердечника; но при условиях, заданных для этих двигателей, очевидно, что должно пройти некоторое время между появлением возбуждающего импульса в обмотках индуктора и соответствующим магнитным состоянием или фазой в якоре, вызываемым индуцированным током; следовательно, данное магнитное воздействие или эффект в рабочих обмотках, являющийся непосредственным результатом импульса первичного тока, в большей или меньшей степени ослабевает или исчезает, прежде чем соответствующий эффект в якоре, обусловленный косвенно, достигнет своего максимума. Это отрицательно сказывается на эффективности работы в определенных случаях, например, когда скорость сдвига результирующих полюсов или точек максимального притяжения очень велика, или число перемен знака очень высоко, поскольку очевидно, что более сильная тенденция к вращению будет поддерживаться в случае, когда максимальное магнитное притяжение в якоре и обмотке возбуждения совпадают, поскольку вырабатываемая двигателем энергия определяется как произведение магнитных значений якоря и обмотки возбуждения.

Таким образом, предметом данного изобретения являются двигатели, сконструированные или собранные так, чтобы максимумы магнитных эффектов двух элементов, а именно якоря и обмотки возбуждения, совпадали в максимально возможной степени. Я достигаю этого различными способами, что лучше всего объяснить при помощи чертежей, где представлены различные схемы достижения желаемых результатов.

Рисунок 1 представляет собой схему двигателя, схожего с описанными в моих предшествующих патентах: здесь переменные токи текут от независимых источников и различаются главным образом фазой.

А — индуктор или магнитный контур двигателя; В В — противоположные полюсные наконечники, предназначенные для обмоток одной рабочей цепи, СС — подобные полюсные наконечники для обмоток другой рабочей цепи. Эти цепи обозначены соответственно ИЕ, а проводник И" образует общую обратную цепь к генератору С. Между этими двумя полюсами монтируется якорь, например, кольцевой формы с серией обмоток Е, образующих замкнутый контур или контуры. Таким образом, принцип работы подобного двигателя вполне очевиден. Тем не менее следует заметить, что магнитное поле полюсов В, например, созданное импульсом тока на полюсные обмотки, предшествует магнитному полю, созданному в якоре индуцированным током в обмотках Т7. Следовательно, взаимопритяжение якоря и полюсов индукторов значительно уменьшается. Те же самые условия можно обнаружить, если не рассматривать воздействие полюсов В и С как независимое друг от друга, а считать идеальную результирующую итогом их совместного воздействия, что и является истинным условием. Для этого я снабжаю обмотку двигателя вторичными полюсами В'С', расположенными между другими полюсами. Эти полюсные наконечники я снабжаю обмотками £)'£", причем первая находится в ответвлении к обмоткам И, вторая — к обмоткам Е. Основные, или первичные, обмотки И и Е имеют индуктивность, отличающуюся от индуктивности обмоток И' и £", причем отношение установлено таким образом, что если токи Ои£ различаются, например, на четверть фазы, то и токи в каждой вторичной обмотке, например И'Е', будут отличаться от токов в соответствующих первичных обмотках £) или Е, скажем, на сорок пять градусов, или одну восьмую периода.

Работу этого двигателя я объясню следующим образом. Предположим, что импульс или периодическое изменение тока в цепи или ветви Е только начинается, в то время как в ветви О оно как раз миновало максимум, что является условием различия в четверть периода. Поэтому можно считать, что идеальная результирующая сила притяжения двух пар полюсов ВС движется от полюсов В к полюсам С, в то время как импульс в цепи Е достигает максимума, а импульс в цепи И ослабевает до нуля или минимума. Однако установление полюсов на якоре отстает от полюсов на обмотке возбуждения, и, следовательно, максимальные точки притяжения на якоре и в обмотке вместо совпадения располагаются под углом друг к другу. Этому эффекту противодействуют дополнительные полюса В'С'. Магнитные фазы этих полюсов следуют за фазами полюсов ВС почти через тот же промежуток времени, который проходит между действием полюсов ВС и соответствующим индуцированным эффектом на якоре; следовательно, магнитное состояние полюсов В'С' и якоря более близко, тем самым достигается лучший результат. Поскольку полюса В'С' действуют совместно с полюсами якоря, созданными обмотками ВС, так и полюса СВ, в свою очередь, действуют подобным образом вместе с полюсами, создаваемыми обмотками В'С' соответственно. При таких условиях замедление магнитного эффекта якоря и вторичных обмоток сблизит максимумы обоих и обеспечит, соответственно, более сильный вращающий момент или магнитное притяжение.

Относительно изображенной на рисунке 1 схемы заметим, что, поскольку расположенные рядом полюса каждой цепи имеют сходную полярность, они будут оказывать друг на друга ослабляющий эффект. Поэтому я предпочитаю освободить вторичные полюса от непосредственного воздействия других. Этого можно достичь, сконструировав двигатель с двумя независимыми парами обмоток и одним или двумя якорями на каждой, электрически соединенными друг с другом, или же используя два якоря и одну рабочую обмотку. Эти модификации будут проиллюстрированы ниже.

Рисунок 2 — чертеж двигателя и системы, в которой искусственно достигается разность фаз. Две обмотки находятся в одной ветви, а обмотки ЕЕ — в другой ветви главной цепи генератора С. Эти две цепи или ветви имеют различную индуктивность, причем одна, например И, выше другой. Я представил это на иллюстрации, изобразив обмотки О гораздо больше обмоток Е. В силу различия электрических свойств обеих цепей фазы тока в одной отстают больше, чем в другой. Пусть это различие составляет тридцать градусов. Двигатель подобной конструкции будет вращаться под воздействием переменного тока; но, как и в вышеописанном случае, соответствующие магнитные эффекты якоря и рабочей обмотки не совпадают по времени магнитных импульсов. Поэтому я использую вторичные или вспомогательные полюса В'С'. Поскольку между токами в обмотках ВЕ разница составляет 30 градусов, магнитные эффекты полюсов В'С’ должны соответствовать эффектам, вызванным током, отличающимся от тока в обмотках П или Е на 15 градусов. Этого можно достичь, намотав на каждый дополнительный полюс В'С' две обмотки НН'. Обмотки Н включены в ответвленную цепь, имеющую ту же индуктивность, что и цепь £), а обмотки Н' — в цепь той же индуктивности, что и цепь Е, так что если эти цепи различаются на тридцать градусов, магнитные свойства полюсов В'С' будут соответствовать магнитным характеристикам тока, отличающегося от тока в обмотках И или Е на 15 градусов. Это верно для всех остальных случаев. Например, если на рисунке 1 обмотки D'£', заменить обмотками НН', включенными в ответвленные цепи, то магнитные свойства полюсов В'С' будут соответствовать своим эффектом или фазой — если можно так выразиться — току, отличающемуся от тока в цепи И или Е на 45 градусов, или одну восьмую периода.

Это изобретение в применении к двигателю с ответвленной цепью представлено на рисунках 3 и 4. Рисунок 3 — торцевой вид двигателя с двумя якорями в разрезе и схемой соединений, а рисунок 4 — вертикальное сечение в рабочей обмотке. На иллюстрациях представлено также одно из положений двух рабочих обмоток, которое можно избрать при реализации изобретения. Полюса ВВСС — в одной обмотке, остальные полюса — в другой. Первые имеют первичную обмотку Ц и вторичную обмотку ГУ, вторые — обмотку КЬ. Две первичные обмотки Ц находятся в ответвленных цепях, которые из-за различия в индуктивности имеют сдвиг фаз, например, в тридцать градусов. Обмотки ГК соединены в цепь друг с другом, как и обмотки УЬ, между токами в обмотках К и Ь и соответствующими первичными обмотками должен существовать сдвиг фаз, например, в 15 градусов. Если полюса ВС находятся под прямым углом, то обмотки якоря должны быть соединены между собой, или можно намотать единственный якорный сердечник от начала до конца; но, если полюса ВС будут в одной цепи, то якорная обмотка, как легко понять, будет иметь угловое смещение.

Из сказанного выше становится понятным принцип работы. Условия максимального магнитного эффекта для пары полюсов, например В'В', близки к максимальному эффекту на якоре, который, в свою очередь, отстает от магнитных условий на полюсах ВВ. Есть много других способов реализации этого изобретения, но все они включают тот же общий принцип конструкции и работы.

Говоря о совпадении магнитных фаз или эффектов в одной паре индукторов с эффектами, вызванными на якоре другой парой, я имею в виду лишь приблизительные результаты, и, думаю, это вполне понятно.

Формула изобретения:

  1. В двигателе переменного тока сочетание якоря с замкнутыми обмотками, основных и дополнительных индукторов или полюсов, одна группа которых предназначена для достижения максимального магнитного эффекта одновременно с эффектом, вызванным на якоре другой группой.
  2. В электромагнитном двигателе сочетание якоря, нескольких возбуждающих обмоток, подключенных соответственно к главным цепям и предназначенных генерировать заданное различие фаз, и вспомогательных или вторичных цепей, предназначенных для генерирования промежуточного различия фаз.

Никола Тесла.

Свидетели: Р. Дж. Стоуни Младший, Дж. Гиллеспи.

Н. ТЕСЛА ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ   3 ДЕКАБРЯ 1889 Г

Электромагнитный двигатель

 

Рейтинг@Mail.ru Яндекс.Метрика