Russian Arabic English French German Hungarian Japanese Romanian Turkish Ukrainian

Электромагнитный двигатель (патент № 445207)

 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 № 445207 ОТ 27 ЯНВАРЯ 1891 Г. ЗАЯВКА ОТ 20 МАЯ 1889 Г., НОМЕР ЗАЯВКИ 311417 (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.

Среди различных типов двигателей переменного тока, изобретенных мной, есть двигатель, описанный в других заявках и имеющий следующую конструкцию: сердечник индуктора имеет, например, четыре полюса, между которыми смонтирован якорь, обычно с замкнутой обмоткой. На два противоположных полюса рабочей обмотки я наматываю первичную обмотку, соединенную с главной цепью. На те же сердечники наматываю и вторичную обмотку, замкнутую через обмотки на другой паре или группе полюсов. Когда в таком двигателе переменный ток проходит через первичную обмотку, он напрямую возбуждает одну группу полюсов и наводит токи во вторичной обмотке, которые возбуждают другие полюса; но фазы тока во вторичной обмотке могут расходиться во времени с фазами в первичной обмотке, следовательно, возникает вращение или сдвиг полюсов, которое передает вращение и двигателю.

Эти двигатели можно сконструировать и различными другими способами; но для поставленных целей необходимо учитывать специфическую модификацию, описанную в общих чертах, поскольку мое усовершенствование относится прежде всего к ней. Цель настоящего изобретения — увеличить КПД этого типа двигателя и улучшить его работу.

В двигателях, собранных в соответствии с этим принципом, я устанавливаю индуктивную связь между двумя рабочими цепями в самом двигателе, то есть токи вторичной обмотки, возбуждающие одну группу сердечников индуктора, индуцируются в самом двигателе, что позволяет избежать использования внешнего индуцирующего устройства. Работа такого двигателя, однако, зависит от наличия определенного сдвига фаз между токами первичной и вторичной обмоток. Задача настоящего изобретения — получить разность фаз или задержку, соответствующую рабочим условиям.

Следующие объяснения проиллюстрируют принцип, на котором основано названное изобретение. Предположим, что обычный генератор переменного тока подключен к цепи, практически не имеющей индуктивности, к примеру, к содержащей только лампы накаливания. После пуска генератора по цепи потекут переменные токи, фазы которых теоретически будут совпадать с фазами приложенной эдс. Эти токи можно называть токами без запаздывания.

Разумеется, на практике в цепи всегда присутствует большая или меньшая индуктивность, что в определенной степени видоизменяет эти условия; но при рассмотрении принципа работы ими для удобства можно пренебречь, поскольку законы остаются неизменными. Предположим далее, что ток протекает через две произвольные точки названной цепи, состоящей, к примеру, из первичной обмотки индуцирующего устройства. Фазы тока, проходящего через первичную обмотку, вследствие ее индуктивности не совпадут с фазами приложенной эдс, а будут отставать от нее, причем это отставание прямо пропорционально индуктивности и обратно пропорционально сопротивлению названной обмотки. Включение данной обмотки также станет причиной отставания токов, протекающих от генератора, по отношению к эдс, так что данное отставание является средней или результирующей величиной между задержкой тока при его прохождении только через первичную обмотку и между тем, что я обозначил «неотстающим током» во всей рабочей цепи. Теперь рассмотрим условия, вызванные соотношением индуктивности первичной и вторичной обмоток. Генерированный во вторичной обмотке ток будет воздействовать на ток в первичной обмотке, изменяя его задержку в соответствии с индуктивностью и сопротивлением вторичной цепи. Если вторичная цепь имеет хотя бы небольшую индуктивность, например, в случае, когда в нее включены только лампы накаливания, то она усилит существующий в данный момент сдвиг фаз между собственным током и током первичной обмотки: во-первых, за счет уменьшения задержки между током в первичной обмотке и приложенной эдс, а во-вторых, за счет собственной задержки или отставания от приложенной эдс. С другой стороны, если вторичная цепь имеет высокую индуктивность, то ее отставание от тока в первичной обмотке увеличится непосредственно и станет еще больше, если индуктивность первичной цепи крайне мала. Лучшие результаты обеспечиваются, когда ее индуктивность достаточно мала. Я применяю эти принципы при конструировании двигателя, который опишу ниже.

Подробности усовершенствования я проиллюстрировал на чертежах, где: рисунок 1 — схема разработанного мной двигателя, рисунок 2 — схема его модификации.

Пусть на рисунке 1 А — индуктор двигателя, набранный, как и во всех подобных двигателях, из секций или пластин. ВС — полюсные наконечники, на которые намотаны обмотки. На одну пару полюсов, к примеру С, я наматываю первичные обмотки И, подключенные непосредственно к цепи генератора переменного тока С. На те же полюса я также наматываю вторичную обмотку Р рядом, над или под первичными обмотками, и соединяю ее с обмотками Е, окружающей полюсы ВВ. Токи и первичной, и вторичной обмоток такого двигателя будут запаздывать или отставать от приложенной эдс; но для достижения необходимого сдвига фаз между токами в первичной и вторичной обмотках я увеличиваю сопротивление цепи во вторичной и насколько возможно уменьшаю ее индуктивность. Для этого использую во вторичной цепи, особенно в обмотках Е, провод сравнительно малого диаметра и с малым количеством витков на сердечниках или проводник более высокого удельного сопротивления, например из нейзильбера, или же в какой-нибудь точке вторичной обмотки я могу ввести искусственное сопротивление Л. Тем самым индуктивность вторичной обмотки снижается, а ее сопротивление возрастает, результатом чего становится уменьшение задержки между приложенной эдс и током в первичной обмотке и увеличение сдвига фаз между токами в первичной и вторичной обмотках.

В схеме на рисунке 2 задержка во вторичной цепи возрастает, если увеличить индуктивность этой цепи, в то время как усилению тенденции первичной обмотки к задержке противодействует включение в нее балластного резистора. Первичные обмотки И в этом случае имеют низкую индуктивность и высокое сопротивление, тогда как обмотки ЕЕ, включенные во вторичную цепь, имеют высокую индуктивность и низкое сопротивление. Этого можно достичь правильным расположением витков, или же в цепь, включающую вторичные обмотки ЕЕ, можно ввести катушку индуктивности 5, в то время как в первичной цепи от генератора

в,           включающей обмотки И, можно расположить балластный резистор И. Благодаря этому возрастает сдвиг фаз между первичной и вторичной обмотками. Очевидно, что оба средства для увеличения расхождения фаз — посредством особой намотки, а также дополнительной или внешней индуктивности, или балластного резистора, — можно использовать совместно.

При работе этого двигателя импульсы тока в первичных обмотках индуцируют токи во вторичных, и в результате объединенного действия обоих точки наибольшего магнитного притяжения сдвигаются или вращаются.

На практике я обнаружил, что целесообразно наматывать на якорь замкнутые обмотки, в которых токи возбуждаются под действием на них первичных обмоток. Я не претендую на способ управления двигателем посредством индуцирования токов в одной цепи токами другой, ни на другие отличительные признаки, не указанные в формуле изобретения, поскольку заявки на эти отличительные признаки уже поданы мной.

Формула изобретения:

  1. Сочетание в двигателе первичных обмоток возбуждения, предназначенных для соединения с цепью генератора, и вторичной возбуждающей цепи, находящейся в индуктивной связи с первой, причем эти цепи обладают разными электрическими характеристиками или сопротивлением.
  2. Сочетание в двигателе первичных обмоток возбуждения, предназначенных для соединения с цепью генератора, и вторичной возбуждающей цепи, находящейся в индуктивной связи с первой, причем две эти цепи обладают различной индуктивностью.
  3. Сочетание в двигателе первичных обмоток возбуждения, предназначенных для соединения с цепью генератора, и вторичных возбуждающих обмоток в цепи, находящейся в индуктивном отношении к первой, причем одна группа названных обмоток образована проводниками небольшого размера и с небольшим числом витков, а другая — проводниками большего размера.

Никола Тесла.

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

Н. ТЕСЛА

КОЛЛЕКТОР ДИНАМОЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ № 445207        27 ЯНВАРЯ 1891 Г.

Электродвигатель

Рейтинг@Mail.ru Яндекс.Метрика