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.?
В вашу программу хорошо бы добавить еще "толщину" ротора и статора, тогда площадь будет полнее, ротор ведь может быть цилиндром, а не диском. И что-то непонятно, как оно считается. А примерно совпадает только если R5 < R4, что вроде нелогично. Жаль что R3 не дает сделать меньше, чем R1, можно было бы сравнить.
А что нам дадут эти площади, кстати? Они где? Площадь полюсов (или статора целиком) на торце и площадь ротора на торце?
Если толщину добавить - будет уже объем статора. Учитывая что ротор и статор планируется набирать из листового железа - площади на данном этапе более чем достаточно.
S1 - площадь ротора считается по стандартной формуле площади круга.
S2 - площадь статора - S(R5)-S(R4)+ 4*ПЛОЩАДЬ_ПОЛЮСА). Где площадь полюса вычисляется как площадь прямоугольника с шириной R4-R3 и высотой равной стороне восьмиугольника вписанного в R3. т.е. является приблизительной, с точностью в единицы процентов.
Напоминаю еще раз, в патенте Теслы сказано: Массы ротора и статора должны бить равны, количество меди(провода) должны быть равны, ампер-витки должны быть равны.
Близкие к истине параметры например R1=57, R3=59, R4=93, R5=99.
Но! Если в патенте двигатель изображен в масштабе, то у Теслы полюса несколько уже, чем промежутки между ними.
Я так понимаю резананс данного устройства:
Есть мотор, у которого имеются мертвые точки (их, вроде бы, четыре). Как только ротор проходит мертвую точку, на последовательно запитанные обмотки подается меандровый импульс необходимой направленности.
При подходе к следующей мертвой точке, ток спадает и ротор проходит мертвую точку без тока.
Затем полярность сигнала меняется и снова толчек ротора к следующей мертвой точке.
Затем процесс повторяется.
Все вроде-бы несложно - нужно в нужные периоды вращения ротора подавать напряжение нужной направленности на обмотки...
Но фишка в том, чтобы использовать резонанс токов, при котором индуктивностью являются подключенные последовательно восемь обмоток.
Если частота смены подаваемых на обмотки импульсов будет соответствовать резонансной частоте контура, образованного индуктивностью(обмотками) и параллельным ей конденсатором, то резонанс токов приведет к тому, что ток запитки системы будет гораздо меньше тока в обмотках.
Остается только каким-то образом следить за частотой вращения ротора(вернее, запитки обмоток) и подстраивать под нее частоту резонансного контура.
Если нам это удастся, то мотор для своего вращения будет использовать ток в несколько раз меньше(соответственно добротности контура), чем если бы мы запитывали его напрямую, без резонанса.
Всем доброго здравия! sharp, давайте забудем о каком-либо слежении и перекоммутации в 8L-й цепи. Ок? Пусть на внешних цепях запитки будет постоянное напряжение. Глядишь, при его спаде до нуля, мы и вовсе внешние цепи "коротнем".
kin, рад был помочь в поисках новых резонансов. Боюсь только, что это не последний резонанс найденный Вами в этом прелестном с инженерной точки зрения устройстве.
All, готов далее отстаивать ранее сказанное мной.
_________________ KomX - это комикс (история в картинках) или ком(приходить) икс(к неизвестному)... (Well)
2Roman_uhf
Сначала немного поворчу. Мне очень не нравиться делать какой-то наглядный материал, если он никому не нужен, т.е. если читают и рассматривают НЕВНИМАТЕЛЬНО. Почему тот, кого просят разрисовать поля-токи-взаимодействия, должен всё сам внимательно продумывать, сам ломать ботонную стену не зная есть за ней что-нибудь,или нет. А тот кто просит порисовать-разложить почему-то сам "недотанцовывает", сам не может внимательно рассмотреть то что делают другие. Ценить надо чужой труд хотя бы внимательным прочтением.
Теперь конкретно. Вы, пожалуйста,сами ВНИМАТЕЛЬНО рассмотрите мои рисунки, и вспомните те условия от которых я плясал, не я их придумал.
1. Условились именно из такоко положения запускать мотор против часовой стрелки(Рис1).
2. Направление токов тоже как на 1-м рисунке( Вовочка где-то раньше рисовал)
3. Один оборот двигатель должен делать за 2Т(2Гц) т.е. за 1/2 Т поворот ротора на 90 градусов. И направление тока через 90 градусов должно быть противоположным начальному.Во всех обмотках, И В РОТОРЕ, И В СТАТОРЕ.
На рисунке кружочки с крестами,- ток уходит от нас. Кружочки с точками,-ток идёт к нам. Рисунки схематично показывают разрез двигателя плоскостью перпендикулярной оси ротора. Это что бы ни у кого небыло непоняток.
А теперь Ув. господин "учитель танцев" рассмотрите сами внимательно каждый па на моих рисунках. И внимательно прочитайте текст. А я поясню так. 1-й рисунок: начальное положение.
Рисунки со 2го по 5й поворот ротора на 90 градусов. Ток направление
НЕ МЕНЯЕТ, по условию, может быть только в 0.
Рисунок НОМЕР 6
Ротор в положении 90 градусов от начального(было такое условие).
Ток поменял направление ВЕЗДЕ. Рассмотрите сами все силы.
Я предполагал, что направление тока должно меняться раньше например через 45 градусов(4Т на оборот) всё равно у меня не получилось.
Вот так я разжевал почему двигатель НЕ БУДЕТ вращаться.
Попробуйте так же обьяснить почему он должен крутиться.
KomX, о перекоммутации я не говорил...
а вот без слежения совместить одновременно нужное положение ротора и резонанс будет невозможно. Подстройка частоты должна быть, пусть даже автоматическая... Или я не прав?
Правда лишь в том, что движок самоподстраивает-сЯ и самоподстраивает-сЯ по частоте резонанса (ов).
Замечу для всех, кому интересно решение данной загадки Теслы. Вы оперируете постоянством тока в общей цепи и переносите его на участки оной, что в корне не верно. Такой подход мешает найти вам колебания. Ранее я просил обратить внимание на характер реактивности, проявляемый той или иной обмоткой. Этот характер проявляется через динамику ее движения относительно полюсов. Равно и это движение влияет на статорные обмотки, заставляя их менять свои реактивные характеристики...
Вот, kompig сделал прекрасный анализ взаимодействий обмоток, но... Но в своем анализе напрочь игнорирует эдс самоиндукции, но ведь эта эдс "потребляется" как внутренним сопротивлением обмотки-генератора эдс, так и остальной частью схемы, которая служит внешней нагрузкой для этой обмотки-генератора.
К сему добавлю, что более сильная индукция "задавит" более слабую и "принудит" ее быть "анти-индукцией", т.е. емкостью с чисто активным сопротивление "пластин конденсатора".
_________________ KomX - это комикс (история в картинках) или ком(приходить) икс(к неизвестному)... (Well)
kompig, Вы немного неправильно нарисовали распределение сил лоренца, но заметили правильно, что при такой, как у Вас частоте, силы будут мешать вращению: Рис.3 и Рис.4 даже при смене полярности приведет к обратному направлению сил по сравнению с Рис.1.
2sharp и всем.
Вот ещё художества. Рассмотрено 8 положений ротора при разном направлении тока во всех обмотках примерно через 22.5 градуса. У меня создалось впечатление, что направление момента вращения вообще не зависит от направления тока, а только от положения ротора. Может в этом какая-то прелесть этого мотора? Получилось что в трёх случаях тянет в одну сторону, в трех в другую, а в двух-никуда.
PS опять для sharpa: да вроде так же как и у Вас получается. Просто может рисую не "по-научному" мне так понятнее. Спасибо.
О! Граждане !
Ну вот и я размалевал картинку ! Прошу помнить только одну "ВЕСТЧ" :
Среди всех сил встречаются "ДОМИНАНТНЫЕ" и их воздействие
"ведет в танце" , а все прочие силы , по разным причинам - лишь аромат
духов дамы , которую танцуют . О
Доброго всем здравоумия!
Вы уже с этим двигателем совсем "приплыли". Преобразования Фурье мерещатся... Может ещё полную таблицу сюда выложить для счастья?
Опять же сверхединицы какие-то. AmaH, где Вы нашли в расчётах большую энергию, чем было затрачено? Речь идёт о мощности двигателя! То есть при одинаковых размерах в сравнении с обычными он будет более мощным. Вот и всё! Это примерно тоже самое, что взять два резистора и ткнуть в параллель. Их общее сопротивление будет меньше наименьшего, а потому возникает желательное требование к равенству номиналов. Вот чтобы не тратить впустую металлолом Тесла и выдумал этот движок.
ВНИМАТЕЛЬНЕЕ надо патент читать, ещё внимательнее.
Впрочем, чтобы не быть голословным, приведу свой перевод. Кривой, правда, до невозможности. Ну дык я же не совсем англичанин по-происхождению!