Russian Arabic English French German Hungarian Japanese Romanian Turkish Ukrainian

Электромагнитный двигатель (патент № 433703 )

 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 № 433703 ОТ 5 АВГУСТА 1890 Г. ЗАЯВКА ОТ 4 АПРЕЛЯ 1890 Г., НОМЕР ЗАЯВКИ 346603 (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.

Данное изобретение представляет собой усовершенствование двигателя переменного тока, и его основной целью является создание одноконтурного двигателя переменного тока с большим моментом, экономичного и простого в конструкции.

Сущность изобретения такова.

Хорошо известно, что, если на магнитный сердечник, набранный или подразделенный, намотать изолированную обмотку и пустить по ней электрический ток, то намагничивание всего сердечника произойдет не сразу, а намагничивающий эффект проявится в различных частях неодновременно. Это я объясняю тем, что ток вначале возбуждает ближайшие к поверхности пластины или элементы сердечника, примыкающие к обмотке возбуждения, откуда его действие передается вовнутрь. Поэтому между магнитными эффектами во внешних и внутренних сегментах или слоях сердечника проходит некоторое время. Если сердечник тонкий или имеет малую массу, то этим эффектом можно пренебречь; но если при сердечнике больших размеров число или скорость периодических изменений тока очень велики, то интервал между магнитными эффектами во внутренней части сердечника и в частях, прилегающих к обмотке, более заметен, и я обнаружил, что в конструкции устройств, наподобие двигателей переменного или эквивалентного ему, к примеру, пульсирующего, или прерывистого тока, желательно или даже необходимо учитывать это явление и принять специальные меры для устранения его последствий. Конкретная цель моего настоящего изобретения — воспользоваться этим действием или эффектом и, усилив его, применить для приведения в действие двигателей вообще. Этой цели я достигаю, конструируя индуктор, в котором части сердечника или сердечников, проявляющие магнитный эффект с различными интервалами, обусловленный переменным или эквивалентным ему током в рабочей обмотке или обмотках, размещены по отношению к ротору таким образом, чтобы последовательно оказывать на него притяжение в порядке их намагничивания. Таким путем я обеспечиваю результат, подобный достигнутому ранее в других типах двигателя, где посредством одного или нескольких переменных токов я вызывал вращение или движение магнитных полюсов или точек максимального притяжения магнитного поля.

На рисунках я представил простую форму двигателя с целью продемонстрировать принцип его действия, в общих чертах обрисованного выше.

Рисунок 1 — вид подобного двигателя сбоку, рисунок 2 — вид сбоку более рациональной реализации изобретения. Рисунок 3 — вертикальное сечение той же конструкции по центру, в плоскости оси вращения.

Пусть на рисунке 1 X — большой железный сердечник, который может состоять из некоторого числа листов или пластин из мягкого железа или стали. Этот сердечник окружен обмоткой У, соединенной с источником Е быстро меняющегося тока. Рассмотрим магнитное поле, существующее в произвольной точке этого сердечника, например Ь, расположенной в центре или близ него, и произвольной точке а, ближе к поверхности. Когда по намагничивающей обмотке У проходит токовый импульс, сегмент или часть сердечника в точке а, располагающейся рядом с обмоткой, немедленно возбуждается, в то время как сегмент или часть сердечника в точке Ь, который, привычно выражаясь, «защищен» промежуточными секциями или слоями между а и Ь, не проявляет своей намагниченности немедленно. Тем не менее, поскольку намагниченность сегмента а возрастает, сегмент Ь также приобретает ее и спустя некоторое время вслед за сегментом а достигает максимума. После ослабления тока намагниченность а уменьшается, в то время как в сегменте Ь по- прежнему сохраняется максимум; но непрерывное ослабление а приводит к постепенному ослаблению части Ь. Если ток — переменный, то а реверсируется, тогда как в Ь первоначальная полярность сохраняется. Это сохраняет магнитные характеристики в сегменте Ь, который следует за а вышеописанным образом. Если якорь, например, обычный диск Р, смонтированный так, чтобы вращаться вокруг оси, приблизить к сердечнику, то движение вращения сообщится диску, причем направление будет зависеть от положения диска относительно сердечника, а поле будет стремиться вращать ближайшую к сердечнику часть диска от а к Ь, как указано на рисунке 1. Это действие, или принцип работы, я реализовал в модификации двигателя, представленной на рисунке 2. Пусть А на этом рисунке — железная рама в форме круга, и с диаметрально противоположных точек ее внутренней поверхности выступают сердечники. Сердечники имеют схожую форму и состоят из трех основных сегментов В В и С, с прямым участком или остовом е, на котором расположена рабочая обмотка, с выгнутым плечом или надставкой с и направленным вовнутрь полюсом или наконечником й. Полюсные надставки двух частей ВВ каждого сердечника однонаправленны и между ними расположена часть С противоположной полярности. Чтобы ослабить движение индуцированных в сердечниках токов, несколько секций изолируются друг от друга обычным методом. На этих сердечниках располагается обмотка И, подключенная к той же цепи параллельно или последовательно и питаемая переменным или пульсирующим током — предпочтительно первым — от генератора, схематично изображенного на рисунке. Между сердечниками или их полюсными надставками смонтирован цилиндрический или подобный ему якорь .Р, имеющий намагничивающие обмотки С, замкнутые на себя, что обычно для двигателей этого типа.

Описанный двигатель работает следующим образом. Когда импульс, или периодическое изменение тока, направляется по обмоткам D, сегменты В В сердечников, располагающиеся на поверхности и вблизи обмоток, немедленно возбуждаются. Сегменты С, с другой стороны, защищены от намагничивающего воздействия обмотки благодаря промежуточным слоям железа ВВ. Но по мере увеличения магнитной силы элементов В В сегменты С также возбуждаются, тем не менее магнитное поле в них достигнет максимальной силы только через некоторое время после достижения максимума обмотками ВВ. После ослабления тока намагниченность сегментов В В сначала ослабевает, тогда как в сегментах С она по-прежнему максимальна. Но по мере ослабления сегментов В В ослабевают и внутренние части. В В затем может принять противоположный знак, вслед за чем следует подобное изменение на С, и так далее. В В и С поэтому можно рассматривать как отдельные индукторы, вытянутые таким образом, чтобы воздействовать на якорь в наиболее благоприятных положениях, результирующий эффект чего, а именно: вращение или движение точек максимума силового поля, схож с эффектом, наблюдаемым в других типах моего двигателя. Любой якорь, например, смонтированный в этом поле диск, будет вращаться в направлении от полюса, первым проявившим свою магнитную силу, к полюсу, проявляющему ее позже. Очевидно, что для наиболее эффективной работы двигателя изложенный принцип может быть реализован в сочетании с другими средствами, описанными ранее. Например, полюсные наконечники сегментов С можно окружить замкнутыми обмотками Ь, как показано пунктиром на рисунке 2. В результате этих действий задержка намагничивания полюсных наконечников С станет более эффективной.

Не хочу быть понятым в том смысле, будто я ограничиваюсь какой-то специфической конструкцией данной модификации двигателя, поскольку тот же принцип действия или работы может быть реализован множеством путей.

Формула изобретения:

  1. В двигателе переменного тока сочетание рабочих обмоток, сердечника, состоящего из двух сегментов, один из которых защищен от намагничивания при помощи другого, расположенного между первым сегментом и обмоткой, и якоря, смонтированного в зоне действия силовых полей.
  2. В двигателе переменного тока сочетание ротора, индуктора из обмотки и сердечника, два сегмента которого расположены вблизи обмотки, а внутренний сегмент — между двумя другими, причем сегменты оформлены или снабжены полюсными выступами, направленными в противоположных направлениях над якорем и вокруг него.
  3. В двигателе переменного тока сочетание ротора, рамы и расположенных на ней индукторов, причем каждый из последних включает рабочую обмотку на якоре, имеющем внешний и внутренний, или защищенный, магнитные сегменты, каждый из которых сформирован или снабжен независимыми, направленными вбок полюсными наконечниками или выступами.

Никола Тесла.

Свидетели: Р.Ф. Гейлорд, П.У. Пейдж.

Н.   ТЕСЛА ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ № 433703  5 АВГУСТА 1890 Г.

Электромагнитный двигатель

Рейтинг@Mail.ru Яндекс.Метрика