Russian Arabic English French German Hungarian Japanese Romanian Turkish Ukrainian

Электромагнитный двигатель

ПАТЕНТНОЕ ВЕДОМСТВО СОЕДИНЁННЫХ ШТАТОВ

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 № 424036 ОТ 25 МАРТА 1890 Г. ЗАЯВКА ОТ 20 МАЯ 1889 Г., НОМЕР ЗАЯВКИ 311416 (МОДЕЛЬ НЕ ПРИЛАГАЕТСЯ)

Всем заинтересованным лицам:

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

Я изобрел и описал электромагнитный двигатель, приводимый в действие — или могущий быть приведенным в действие — переменным электрическим током, который теперь, правильно или нет, именуется двигателем с магнитной задержкой. Основной отличительный признак этого двигателя таков: якорь установлен в магнитном поле некоторого числа индукторов или полюсов различной магнитной проницаемости, то есть полюсов неодинаковой длины, массы или состава, и имеющих обмотку для управления двигателем, соединяемую с источником переменного тока. Когда по обмотке такого двигателя пропускается переменный ток, магниты или полюса не оказывают притяжения на якорь одновременно, и момент максимальной силы притяжения одних отстает от других, в результате чего возникает вращающий момент и двигатель начинает работать. Ранее я конструировал такие двигатели с замкнутыми якорными обмотками.

Еще один тип двигателя, который по тем же причинам может быть назван двигателем с магнитной задержкой, функционирование которого отличается от вышеописанного тем, что эффекты притяжения или фазы магнитных полюсов, отставая от фаз тока, которые их вызывают, проявляются синхронно, а не последовательно.

Для реализации этого изобретения я использую двигатель, в основу которого положен принцип, описанный в качестве формулы изобретения в моей заявке № 295745 от 8 января 1889 г.: якорь и обмотка индуктора намагничиваются единственной рабочей обмоткой или несколькими обмотками, действующими как одна.

Несколько модифицированная форма изобретенного мной двигателя представлена на прилагаемых рисунках.

Рисунок 1 — вид сбоку двигателя. Рисунок 2 — двигатель с частичным разрезом, расположен под прямым углом к рисунку 1. Рисунок 3 — вид спереди, и частичный разрез модифицированного типа, а рисунок 4 — подобный вид другой модификации.

На рисунках 1 и 2 А — основа или опора, В В — несущая рама двигателя. К ней привинчены два магнитных сердечника или полюсных наконечника СС" из железа или мягкой стали. Их можно разделить на секции или набрать из пластин, в последнем случае следует использовать пластины из твердого железа или стали, или же намотать на них замкнутую обмотку. О — якорь в форме диска из секций или пластин из железа и смонтированный внутри рамы между полюсными наконечниками СС', которые лучше сделать искривленными для их соответствия форме диска. На диске я могу расположить некоторое число замкнутых обмоток Е. ЕЕ — основные рабочие обмотки, закрепленные обычным способом опорной рамой или по-иному, но так, чтобы их магнитное поле охватывало наконечники С С' и якорь £). Наконечники С С' выступают за обмотку ЕЕ с противоположных сторон, как изображено на рисунках. Если по обмоткам ЕЕ пустить переменный ток, то якорь придет во вращение, что я объясняю следующим очевидной особенностью функционирования: импульс тока в обмотках ЕЕ устанавливает в двигателе два полюса. Выступающий конец полюсного наконечника С, например, будет иметь один знак, а соответствующий конец полюса С' — противоположный. На якоре также образуются два полюса под прямым углом к обмоткам ЕЕ: подобно полюсам на электромагните, они располагаются по тем же сторонам обмоток. Пока в них протекает ток, сколько-нибудь заметной тенденции к вращению не будет; но, когда импульс тока исчезнет или начнет ослабевать, магнитный эффект на якоре и на полюсных наконечниках СС' задержится или продолжится, что вызовет вращение якоря под действием силы отталкивания между двумя ближайшими точками максимального магнитного эффекта. Этот эффект поддерживается реверсированием тока, причем полярность обмотки возбуждения и якоря просто изменяется на противоположную. На один или оба элемента, то есть на якорь или рабочую обмотку, можно намотать замкнутые индуцированные обмотки для усиления этого эффекта, хотя на иллюстрациях я показал только одну обмотку, а в действительности каждый элемент двигателя образует обмотку возбуждения, на которой находятся обмотки с замкнутыми витками, причем токи наводятся главным образом в витках или обмотках, параллельных обмоткам /\Р. Модифицированный тип этого двигателя представлен на рисунке 3. Здесь С — одна из опор стоек, несущих подшипники для вала якоря. НН — стойки или стороны рамы, предпочтительно из ферромагнетика, концы СС' которых изогнуты для соответствия форме якоря И и образования полюсов индуктора. Конструкция якоря может быть такой же, как и на предыдущем рисунке, или же им может быть просто ферромагнитный диск или цилиндр, как показано, а обмотка или обмотки Т7/7 располагаются так, чтобы охватывать и якорь, и полюса СС'. Якорь можно снять с вала, причем последний пропускается через якорь после того, как он был установлен в надлежащем положении. Приведение в действие этого типа двигателя в принципе не отличается от описанного ранее и не нуждается в дальнейшем объяснении.

Один из наиболее важных отличительных признаков двигателей переменного тока заключается в том, что они должны быть приспособлены для эффективной работы в существующих системах переменного тока, где почти все без исключения генераторы дают ток с большим числом периодов. Подобный двигатель я получил, развивая принцип работы двигателя, изображенного на рисунке 3, и сконструировав таким образом многополюсный двигатель, представленный на рисунке 4. Для этого я использую кольцевую раму / из ферромагнетика с направленными внутрь ребрами или выступами К, концы которых согнуты в одном направлении и, как правило, имеют такую форму, чтобы соответствовать кривизне поверхности якоря. Обмотки Т7/7 наматываются от каждого элемента К к ближайшему, а концы или петли каждой обмотки или пучка провода направляются в сторону вала так, чтобы с каждой стороны якоря образовывались 11-образные группы витков. Наконечники СС', обычно концентрические с якорем, образуют реборды, вдоль которых укладывается обмотка, и должны несколько выступать за нее, как изображено. Якорь И в форме цилиндра или барабана имеет ту же конструкцию, что и в описанных ранее двигателях, и смонтирован так, чтобы вращаться внутри кольцевой рамы J и между и-образными концами или дугами обмоток Т7. Обмотки Т7 соединены параллельно или последовательно с источником переменного тока и намотаны так, что с импульсом тока заданного направления образуют переменные полюсные наконечники С одного знака и наконечники С' противоположного знака. Принцип работы этого двигателя тот же, что и у описанного выше, поскольку, если взять два произвольных наконечника СС', то импульс тока, проходящий по соединяющей их — или уложенной на обоих — обмотке, стремится установить на их концах полюса противоположного знака и установить на якорном сердечнике между ними полюса того же знака, что и полюса ближайшего наконечника С. После ослабления или прекращения импульса тока, установившего эти полюса, магнитный эффект, отстающий от соответствующей фазы тока и продолжающийся в полюсных наконечниках С С' и на якоре, из-за силы отталкивания вызывает вращение якоря. Этот эффект продолжается с каждым реверсированием тока. Что происходит с одной парой полюсных наконечников, одновременно происходит со всеми, так что импульс вращения вычисляется как сумма сил, генерированных наконечниками, как описано выше. В таком двигателе магнитная задержка или магнитный эффект также усилится, если один или оба сердечника обмотать замкнутыми обмотками. На рисунке якорный сердечник изображен именно с такой обмоткой. При использовании замкнутых обмоток сердечники должны быть набраны из отдельных пластин.

Очевидно, что для приведения в движение описанного двигателя или управления им можно использовать как пульсирующий, так и переменный ток; но я предпочитаю использовать переменный.

Разумеется, для рациональной конструкции следует учитывать число секций, массу железа в сердечниках, их размер и число периодических изменений тока, используемого для питания двигателя. Иными словами, для достижения наилучших результатов во всех таких двигателях следует придерживаться верного соотношения между числом периодических изменений и массой, размером и составом железа. Всё это легко поймет специалист в данной сфере.

Формула изобретения такова:

  1. В двигателе переменного тока сочетание сердечников якоря и индуктора, стационарных рабочих обмоток, расположенных на этих сердечниках и предназначенных создавать полюса в обоих, и сердечников индуктора, выступающих из-под обмоток и предназначенных для того, чтобы оказывать намагничивающее воздействие после ослабления или исчезновения импульса тока, вызвавшего этот ток.
  2. В двигателе переменного тока сочетание круглого якорного сердечника, опорной рамы, сердечников индуктора, продолжающих ее и выступающих над краями якоря, и рабочих обмоток, окружающих названный сердечник и части сердечников индукторов.
  3. Сочетание якоря-ротора, кольцевой рамы J, ребер К, полюсных надставок, выступающих за части якоря, и рабочих обмоток Т7, намотанных на участки полюсных наконечников и пропущенных дугой над краями якоря.

Никола Тесла.

Свидетели: Р.Дж.Стоуни Младший, Э.П. Коффин.

Н.  ТЕСЛА ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ   № 424036    25 МАРТА 1890 Г.

Н.  ТЕСЛА ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ   № 424036    25 МАРТА 1890 Г.

Рейтинг@Mail.ru Яндекс.Метрика