Russian Arabic English French German Hungarian Japanese Romanian Turkish Ukrainian

Система распределения электрического тока (Патент № 381970)

ПАТЕНТНОЕ ВЕДОМСТВО СОЕДИНЁННЫХ ШТАТОВ
НИКОЛА ТЕСЛА, ПРОЖИВАЮЩИЙ В НЬЮ-ЙОРКЕ, ШТАТ НЬЮ-ЙОРК, ПЕРЕУСТУПАЮЩИЙ ПОЛОВИНУ ПРАВ НА ДАННОЕ ИЗОБРЕТЕНИЕ ЧАРЛЬЗУ Ф. ПЕКУ, ЭНГЛЬВУД, НЬЮ-ДЖЕРСИ
СИСТЕМА РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА
ОПИСАНИЕ, ЯВЛЯЮЩЕЕСЯ ЧАСТЬЮ ПАТЕНТА № 381970 ОТ 1 МАЯ 1888 Г. ЗАЯВКА ОТ 23 ДЕКАБРЯ 1887 Г., НОМЕР ЗАЯВКИ 256787 (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 системах распределения электрического тока, описание которых со ссылками на прилагающиеся чертежи приводится ниже.
Данное изобретение относится к тем системам распределения тока, в которых он от единственного источника питания в главной или передающей цепи посредством подходящего индукционного устройства индуцирует ток в независимой рабочей цепи.
   Основные цели изобретения те же, что были достигнуты ранее в этих системах разделением тока от единственного источника, причем число ламп, двигателей или иных передающих устройств можно контролировать независимо и управлять ими при наличии одного источника тока, а в некоторых случаях уменьшать ток высокого напряжения в главной цепи до тока большой силы, но меньшего напряжения в независимой, или рабочей, цепи.
Общий характер устройств, примененных в этих системах, понять несложно. В качестве источника переменного тока используется магнето. Вырабатываемый таким образом ток направляется по передающей цепи к одной или нескольким удаленным точкам, где расположены трансформаторы. Те представляют собой индукционные электрические аппараты различного типа. В ряде случаев использовались обычные виды индукционных катушек с одной обмоткой в передающей цепи, а другой — в местной, или цепи потребления, причем пропорции катушек зависят от выполняемой ими работы в цепи потребления: если работа требует тока более высокого напряжения, чем ток в передающей цепи, то вторичная, или индуцированная, катушка делается большей длины и сопротивления, чем первичная; с другой стороны, если необходим сильный ток низкого напряжения, то первичной делается более длинная катушка. Вместо этих устройств разработаны различные формы электродинамических индукционных машин, включая совмещенные двигатели и генераторы. Например, в соответствии с известными принципами собирается двигатель, и на один и тот же якорь наматывается индуцированная обмотка генератора. Обмотки двигателя обычно делаются из тонкого провода, а обмотки генератора — из более толстого, чтобы генерировать ток большей силы и меньшего напряжения, чем линейный ток сравнительно высокого напряжения, и избежать потерь за счет длины передачи. Схожее с этим решение — намотать подобные описанным обмотки на кольцо или сердечник и посредством подходящего коммутатора последовательно направлять ток по индуцирующим обмоткам, чтобы поддерживать движение полюсов сердечника и силовых линий, создающих токи в индуцированной обмотке.
   Чтобы не перечислять недостатки таких систем, достаточно сказать, что теория или принцип действия этих устройств, очевидно, понимаются так плохо, что их конструкция и использование вплоть до настоящего времени были связаны с различными трудностями и значительными издержками. Трансформаторы легко повреждаются и перегорают, а способы преодоления этого почти неизменно понижают их КПД.
Разработанный мной тип конвертера или трансформатора в значительной мере лишен указанных недостатков. Здесь не место для изложения теоретических принципов, на которых основана его работа, — укажу лишь, что основные черты его конструкции аналогичны трансформаторам, которые я ранее описал как электродинамические индукционные машины, за исключением того, что он не имеет никаких подвижных частей и, следовательно, не подвержен износу и прочим негативным эффектам, причем требует не больше внимания, чем другие, более широко используемые типы индукционных машин.
   Для реализации своего изобретения я использую группу индуцирующих обмоток и соответствующие индуцированные обмотки, которые наматываю на замкнутый сердечник, к примеру, кольцо, подразделенное обычным образом. Обе группы обмоток наматываются друг за другом или иным известным способом так, чтобы магнитная связь и связь с сердечником была наиболее эффективной. Индуцирующие или первичные обмотки на сердечнике разделяются на пары или группы с соответствующими электрическими соединениями и, когда обмотки одной пары или группы совместно устанавливают магнитные полюса сердечника в двух заданных диаметрально противоположных точках, обмотки другой пары или группы — для примера предположим, что их только две — стремятся зафиксировать полюса под углом 90 градусов к таким точкам. С этим индукционным устройством я использую генератор переменного тока с обмотками или группами обмоток, соответствующими обмоткам трансформатора, и посредством подходящих проводников соединяю в независимые цепи соответствующие обмотки генератора и трансформатора. Из этого следует, что различные фазы тока в генераторе вызывают соответствующие магнитные фазы трансформатора, или, другими словами, при вращении обмоток генератора точки трансформатора с максимальной магнитной интенсивностью последовательно сдвигаются или вращаются. Этот принцип я применил в других условиях для управления электромагнитным двигателем, и в предшествующих заявках, а именно № 252132 и 256561, подробно изложив конструкцию и применение таких двигателей. Цель настоящей заявки — описать самый лучший и удобный из известных мне способов реализации изобретения в системе распределения тока; специалист в данной сфере на основе описания и модификаций, представленных в данных заявках, пойдет, в каком направлении в данном случае можно модифицировать генератор и конвертер.
   Для подробной иллюстрации конструкции настоящего изобретения обратимся к прилагаемым рисункам.
Рисунок 1 — схематичное изображение конвертера и его схемы соединений. Рисунок 2 — горизонтальный разрез по центру рисунка 1. Рисунок 3 — схема цепей полной системы, генератор представлен в сечении.
Я использую замкнутый сердечник А, сделанный в виде кольца цилиндрической или подобной формы, а поскольку эффективность устройства значительно возрастает при сегментировании сердечника, собираю его из тонких полос, пластин или проволоки из мягкого железа с максимальной электрической изоляцией. На этот сердечник известным методом я наматываю, скажем, четыре обмотки ВВВ'В', используемые как первичные и весьма длинные либо изготовленные из сравнительно тонкого проводника. На эти обмотки затем наматываю более короткие витки из толстого провода ССС'С, которые образуют индуцированные, или вторичные, обмотки. Конструкция этого или любого аналогичного типа конвертера может быть дополнена, как указано выше, обкладкой этих обмоток железом, например, путем намотки на них слоя или слоев изолированной железной проволоки.
   Данное устройство имеет соответствующие клеммы, к которым подведены концы обмоток. Диаметрально противоположные обмотки В В и
В'В' соединены последовательно, и четыре вывода соединены с клеммами 1 2 3 4. Индуцированные обмотки соединяются любым удобным способом. К примеру, как показано на рисунке 3, обмотки С С могут быть соединены параллельно, когда требуется ток большой силы, например, для зажигания группы ламп накаливания И, тогда как С'С' независимо от них можно последовательно соединить в цепь, включающую дуговые лампы или подобную нагрузку. Генератор в такой системе будет адаптирован к конвертеру описанным образом. Например, в настоящем случае я использую пару обычных постоянных магнитов или электромагнитов ЕЕ, между которыми на валу Т7 смонтирован цилиндрический якорь, на который намотаны две обмотки ОС. Выводы этих обмоток соединены соответственно с четырьмя изолированными контактными или коллекторными кольцами ННН'Н', а четыре проводника Ь указанным образом соединяют щетки К, контактирующие с этими кольцами с конвертером. Что касается результатов этого сочетания, заметим, что в заданный момент обмотка С находится в нейтральной позиции и генерирует небольшое количество тока или не генерирует его вовсе, тогда как обмотка С занимает положение, в котором ее магнитный эффект максимален. Предположив, что обмотка С соединена в цепь с обмотками ВВ конвертера, а обмотка С — с обмотками В'В', очевидно, что полюса кольца Л будут определяться исключительно обмотками В'В'\ но с вращением якоря генератора обмотка С развивает ток большей силы, а обмотка С — меньшей, пока обмотка в не достигнет максимума, а С — нейтральной позиции.  Очевидным результатом будет сдвиг полюсов кольца А на одну четверть периметра. Движение обмоток в течение следующей четверти оборота — во время чего обмотка С оказывается в поле противоположной полярности и генерирует ток противоположного направления и возрастающей силы, тогда как обмотка О, проходя путь от точки максимума к нейтральной позиции, производит ток убывающей силы и прежнего направления — вызывает дальнейший сдвиг полюсов на вторую четверть кольца. Вторая половина оборота, очевидно, будет повторением того же процесса. Посредством сдвига полюсов кольца А на обмотки СС' оказывается сильный динамический индуктивный эффект. Помимо токов, генерированных во вторичных обмотках магнитодинамической индукцией, в них наводятся иные токи вследствие изменений интенсивности полюсов кольца А. Этого следует избегать поддержанием постоянной интенсивности полюсов, для чего необходимо учесть пропорции генератора, распределить обмотки по кольцу А и сбалансировать их эффект. После этого токи генерируются исключительно магнитодинамической индукцией, а результат получается таким, словно полюса сдвигаются коммутатором с бесконечным числом сегментов.
Модификации, совместимые с другими формами конвертера, по большинству параметров совместимы с этой. Я отдельно подчеркиваю форму сердечника, относительную длину и сопротивление первичных и вторичных обмоток и их расположение, обеспечивающие нормальное функционирование.
Новый метод электрического преобразования, являющийся частью этой системы, я сделал предметом другой заявки, поэтому он не входит в формулу изобретения.
   Таким образом, не ограничиваясь конкретной модификацией, я заявляю формулу изобретения:
1.    Сочетание замкнутого сердечник2014-05-11, индуцирующих или первичных обмоток на нем, соединенных в независимые пары или группы, индуцированных, или вторичных, обмоток, расположенных на первичных или близ них, генератора переменных токов и независимых соединений с первичными обмотками, причем работа генератора вызывает непрерывное движение полюсов сердечника.
2.    Сочетание кольцевого или подобного магнитного сердечника, расположенных на нем первичных и вторичных обмоток, генератора переменного тока с индуцированными или якорными обмотками, соответствующими первичным, и независимых цепей, соединяющих первичные обмотки с соответствующими обмотками генератора.
3.    Сочетание независимых цепей электропередачи, трансформаторов, состоящих из кольцевых или подобных сердечников, на которых расположена первичная и вторичная обмотки, причем противоположные первичные обмотки каждого трансформатора соединены с одной из передающих цепей, генератора переменного тока с независимыми индуцированными или якорными цепями, соединенными с цепями передачи, причем переменные токи можно направлять по первичным обмоткам трансформаторов в описанной последовательности и описанным образом.
Никола Тесла.
Свидетели: Р.Г. Дункан, Р.Ф. Гейлорд.
Н. ТЕСЛА
СИСТЕМА РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА № 381970    ОТ 1 МАЯ 1888 Г.
Система распределения электрического тока (Патент № 381970) 

Н.    ТЕСЛА
СИСТЕМА РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА № 381970    ОТ 1 МАЯ 1888 Г.
 Система распределения электрического тока (Патент № 381970)

Рейтинг@Mail.ru Яндекс.Метрика