Данное изобретение относится к изобретенным мной электромагнитным двигателям переменного тока, в которых постоянное перемещение (вращение) магнитных полюсов, или точек наибольшего магнитного эфекта, достигается действием переменных токов.
...
В таких двигателях Я применяю ротор с обмоткой или обмотками, соединенными с внешней цепью либо коротко замкнутый, данной изобретение в равной степени относится к обоим типам.
В подобных моторах энергия, расходуемая на работу двигателя, равняется сумме энергий, расходуемых на возбуждение ротора и статора. Вырабатываемая же такими моторами энергия, напротив, пропорциональна произведению этих энергий. такое произведение будет наибольшим в том случае, когда эти значения равны; отсюда при постройке мотора я определяю массу сердечников ротора и статора, и обмоток первого и второго, и подстраиваю их таким образом, чтобы их магнитные свойства (индукция? - прим.перев.) были равны, или максимально близки к равенству.
В моторах с короткозамкнутым ротором подобное равенство можно обеспечить весьма условно, поскольку энергия, наведенная в роторе является производной (индуцированной) энергией статора; но в моторах, в которых как статор, так и ротор подключены к внешним цепям, искомый результат достигается проще всего.
Для дальнейшего обьяснения предмета давайте предположим, что энергия, проявляющаяся в магнитном поле статора двигателя количественно равна 90, а ротора - 10. Сумма этих значений дает количество энергии, необходимое для движения мотора, равное 100. Теперь предположим, что двигатель построен таким образом, что энергия статора = 50 и ротора = 50. При этом кол-во энергии, необходимое для движения мотора по-прежнему равно сумме этих значений, т.е. 100, но если в предыдущем случае произведение этих значений дает 900, то во втором -- 2500, а поскольку вырабатываемая мотором энергия пропорциональна такому произведению, становится очевидным, что имеено такие моторы являются наиболее эффективными, т.е. такие, в которых магнитная энергия статора и ротора равны.
Такое соотношение достигается мной путем применения одинакового количества меди, или ампер-витков, при исполнении обоих элементов в том случае, если сердечники их одинаковы или приблизительно равные; и при условии, что оба элемента возбуждаются одинаковым током; в случае, если ток одного элемента наводится (индуцируется) от другого, я использую в в индуцируемом элементе медь с избытком по сравнению с первичным элементом (проводником).
Поскольку мне неизвестен способ иллюстрации данного изобретения, отвечающий формальным требованиям патентной заявки, я прилагаю чертеж обычного двигателя... Но тем не менее я утверждаю, что уверен в том, что столкнувшись с изложенной мной проблемой, касающася подобного двигателя, любой специалист сможет решить ее предложенным мною способом, с применением данного изобретения без особых трудностей.
...
Вобщем, если массы сердечников статора и ротора равны, количество меди (ампер-витков) также должны быть одинаковыми, но это соотношение может изменяться известным способом для применения в машинах разного назначения.
Вполне понятно, что подобный результат достигается
наилучшим образом в тех случаях, когда двигатель работает с номинальной (расчетной) нагрузкой, и этот факт необходимо принимать во внимание.
Вопросы для дискуссии:
1) можно предположить, как Тесла (возможно) считал КПД: как соотношение вырабатыеваемой двигателем энергии к произведению значений потребления электроэнергии ротора + статора. Например, описанный им двиг. 50х50 должен "выдавать" 2500 у.е. энергии, но на практике "выдает", скажем, 1500 у.е., следовательно, его "КПД по Тесле" = 1500/2500 = 0,6
2) относительно его утверждения "мне неизвестен способ иллюстрации данного изобретения, отвечающий формальным требованиям патентной заявки" - на то время (Декабрь 1889г.) Тесла получил уже 29 патентов, следовательно, "способ иллюстрации данного изобретения" ему известен. А вот что в этом способе может противоречить "формальным требованиям патентной заявки" -- уж не решение ли Парижской академии наук 1775 г.?
45 градусов тут ни при чем. Если взять статор с 8 полюсами, то будут через 22.5 градуса. Это закономерно. В беличьей клетке они вообще "в кучу".
Если рассмотреть генератор, состоящий из постоянного магнита (полюса напротив друт друга), то обмотки ротора там будут крест-накрест. При вращении, когда одна из обмоток будет вдоль магниного поля, а вторая поперек, в одной будет ток, в другой нет, при повороте на 90 градусов, наоборот. Это описано довольно давно, я приводил ссылку. Так вот если взять эту систему, разрезать от центра до края и "разогнуть" так, чтобы полюса статора стали под углом не 180, а 90 градусов, то можно сложить две такие конструкции и получится именно то, что нарисовано тут. А можно разогнуть и побольше и сложить три-четыре такие конструкции. Принцип пересечения полюсов тут такой же, как и в более простой схеме с двумя полюсами. Все одинаково, только количество полюсов разное, тут 4, там 2.
А если считать, что один и тот же ток (по направлению и силе), течет и в статоре, и в роторе, то можно сделать вывод, что это просто статические магниты с меняющейся силой. Поэтому, при симметричном расположении полюсов, мотор придет в равновесие при старте и замрет, как ни переключай. Схемы запуска нет? Нет.
Что касается ЭДС, то само собой она есть, это еще в школьном учебнике физики есть, про силу, с которой два провода с током влияют друг на друга
Еще раз повторюсь. Для того, чтобы двигатель крутился, должна быть либо разница фаз, хотя бы для запуска, либо запоздание тока. Чтобы полюса перемещались либо в статоре, либо в роторе. Это принцип работы ДПТ.
Интереснее рассмотреть картину, которая получится, если повернуть ротор на 22.5 градуса, скажем, и учитывать, что вся поверхность ротора заполнена проводами с током
2 Beduin:
Вы мыслите правильно, только нарисуте себе сами этот процесс, представив себе статор и ротор магнитами. Нарисуйте полюса в роторе и статоре и попробуйте ЗАПУСТИТЬ двигатель. То, что он будет крутиться РАСКРУЧЕННЫЙ, это и так понятно. А вот запуск... Вы считаете, что зря вводят цепи запуска в ДПТ с симметричными полюсами при питании их от однофазной сети?
Вы обмолвились или дали подсказку, сказав о изменении индуктивности дважды за период.
Я вот тут нарисовал для Вас и всех "набор шестеренок", оставив право за любознательными расставить точки их соприкосновения.
У меня получается, что индуктивность может изменяться много раз (разы указаны на рисунке). Скажите, не ошибаюсь ли я и в этот раз, коль предыдущие мои диалогизъмы ( (с) диалогизъм - перлы в диалоге) остались Вами незамечены.
Спасибо.
P.S. Ваня, ты не прав! Во-первых, бетон бывает разных марок, а во-вторых, у некоторых из нас из бетона торчит и ржавая арматура... Будь терпимее, братушка!
2 kin. он будет раскручиваться сам .Это обусловлено расположением роторных обмоток под углом 45 градусов.Пока одна притягивается к статору вторая будет отталкиваться и моменты создаваемые обмотками будут направлены в одну сторону.
2 Beduin:
Не нарисовали, значит, полюса? Посмотрите патент 416191, в котором Тесла специально запантевал запуск ДПТ от однофазного тока. Там вы найдете УСЛОВИЯ и КОНСТРУКЦИЮ, при которых он запустится и будет работать. Более просто, к двум вышеизложенным принципам, добавится такой:
Обмотки НЕОДИНАКОВЫ по параметрам.
Все остальное - только в мозгу Вовочки.
PS. Там, кстати, посмотрите на ротор. Не вызывает аналогий?
PPS. 2 KomX: Следующая подсказка может быть такой - "Индуктивностей там восемь!!!". И он вернет вам ваш же рисунок, слегка подправив цифры
Здравствуйте.
У меня вопрос:
Почему конструкция ротора должна быть именно такой(плоские катушки уложенные на ротор, и ширина намотки стороны катушки или "дырки" на роторе должна быть равна ширине сердечника статора)
Тесла в патенте говорит что не знает как изобразить свою конструкцию, поэтому начертил как ОБЫЧНЫЙ электромотор (так наверно было проинято тогда)
Может стоит попробовать взять ротор от коллекторного двигателя, подобрать статор от асинхронника и намотать обмотки с учётом требований патента: углы, равенство индуктивностей,(контактные кольца-дело техники)
Запитать переменкой (можно пониженной, тогда и мотать меньше), и посмотреть что из такой конструкции можно выжать, главное понять принципы и направление поиска...
P.S. Это моё мнение, исходя из моих возможностей, ротор и статор есть, в выходные буду мотать...
Почему конструкция ротора должна быть именно такой(плоские катушки уложенные на ротор, и ширина намотки стороны катушки или "дырки" на роторе должна быть равна ширине сердечника статора)
Ну до каких пор , Граждане ! - Вы будете смотреть на "катушки" ротора как на катушки ? Физически - работают проводники с током в магнитных полях катушек статора . Поэтому и пытает Вас Вовочка !
Ну неужели так трудно разрисовать токи ? ААААААА!!!!!! - Я догадываюсь , - почему такой ступор ! Это все от недостатка пространственного видения (воображения) ! Ведь нужно не просто
представлять результирующее магнитное поле для катушки , но и хорошо представлять способы их намотки , а это уже является той стеной , об
которую Вовочка Вас задолбался стучать лбами !
Для экстремалов : - Разворачиваем катушки магнитов статора в плоскость
и организуем такую же структуру чередования как и в роторе ....
2 roman_uhf:
Я имел в виду, что вы подали ток в нужном направлении во все обмотки и закрутили двигатель. Это ваша теория - то, как вы подали токи
Замечу, что такой ротор встречается во многих патентах Теслы, с совершенно разным статором и конфигурацией полюсов на статоре (в том числе и с разным питанием.
Поэтому вопрос всем: ЧТО В ЭТОМ ДВИГАТЕЛЕ УНИКАЛЬНОГО на ваш взгляд, если ротор самый обычный, а о питании обмоток можно только гадать? В чем его отличие от других двигателей с таким же ротором??? Ответит кто-нибудь или нет на этот вопрос наконец?
Себственно, лишь то, что центры тяжести каждой из обмоток не лежат на оси ротора, а это позволяет при вращать ротор нетрадиционно. (ранее уже писал о "горбатой" зависимости момента от угла поворота ротора)
Вот еще подожду рисунка пару дней... И перестану писать в эту тему!
_________________ KomX - это комикс (история в картинках) или ком(приходить) икс(к неизвестному)... (Well)
Граждане ! Все обмотки включены последовательно ! Намотаны БИФИЛЯРКОЙ !
- Благодаря этому F-резонансную удалось "опустить" в пределы досягаемости "относительно низкочастотного генератора" . При выходе
на резонансное вращение эффективность преобразования электроэнергии в
механическую растет в РАЗЫ ! Для эффективного использования этого мотора
на автомобиле нужна коробка передач - для работы в диапазоне от
Frot<Freson и до Freson .
А в чем смысл вращать ротор нетрадиционно? При конструировании ДПТ как раз и стремяться вращать его как можно более равномерно и с меньшей зависимостью от нагрузки. Тесла для этого даже промежуточные полюса вводил в статоры, с отставанием по фазе. Насчет центра тяжести не согласен, центр тяжести всей системы ротора будет на оси, иначе при вращении двигатель разнесет от вибраций.
Что в лекциях что в патентах, все обмотки, что на роторе, что на статоре, у Теслы нужны для того, чтобы производить магнитные полюса, либо при активной запитке, либо при индуцированном в роторе ЭДС, о чем он везде и пишет, никаких отдельно взятых проводников в магнитном поле, заметьте. Еще есть факт, который не нужно забывать - ротор может быть статором и статор ротором, крутить можно либо то, либо другое, так же как и вывернуть наизнанку.
Таким образом, получается, что в этом моторе ничего и нет особенного, и цель всей этой ветки нарисовать красиво магнитные потоки, чтобы потом вставить эту картинку, например, в курсовую.
Исходные данные, кстати, Вовочкой тоже приведены верно не все. Если все обмотки одинаковые, то питаться двигатель должен не от однофазного тока и тем более, не от постоянного. Не раскрутится иначе, а про запуск (ручной или любой другой) не было сказано ни слова. Про соединение обмоток в нарисованном на рисунке двигателе ничего не известно тоже, все придумано Вовочкой.
Вобщем, ни исходных данных, ни требуемого/ожидаемого результата, ни путей рассмотрения не представлено. Только по сути вопрос: "Что будет, если соединить все обмотки последовательно, какие будут потоки?". Тогда зачем рисовать? Только из академического интереса?
2 roman_uhf:
Как ни намотай, не запустится. А почему вы думаете, что частота контуров будет в низком диапазоне? Каковы емкость и индуктивность обмоток могут быть? При частоте 50Гц, L*C должно быть 1.014e-5. Реально без батареи конденсаторов, пусть даже и с бифилярной намоткой? Она кстати, в один слой или как? И на статоре в один слой? И резонанс какой? Механический, электромагнитный или смешанный? И схема получается такая, что восемь контуров с одной частотой резонанса соединены последовательно и еще вращаются постоянно? А работать будет все это?
