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连续电流型发电机的类型

  尼古拉·特斯拉的发明、研究和著作(5)
  作者:托马斯·科默福德·马丁

  第5章 连续电流型发电机的类型
  前面的描述假设了交流发电机的使用,为了产生磁极的渐进运动,或独立的磁场吸引的结果,产生电流的线圈是独立或分开的。然而,根据特斯拉先生设计的一种适应性方法,普通形式的连续电流发电机也可用于相同的工作。正如我们所看到的那样,这种改造只涉及其结构上的微小变化,并提出了其他经济要素。
  在一个特定的发电机轴上,不论是代替常规换向器,还是在常规换向器的基础上,都固定有与要运行的电路相同数量的绝缘集电环。现在,我们可以理解,在任何发电机的运行过程中,线圈中的电流在通过力场的过程中经历了不同的阶段,也就是说,在线圈的不同位置,电流有一定的方向和一定的强度,在特斯拉电机或变压器中,通电线圈中的电流必须在强度和方向上经历一定的变化。因此,进一步的步骤 - 即机器的感应线圈或发电线圈与接触环之间的连接,电流将从这些接触环中获取? - 将完全由电流的强度和方向的变化顺序决定,以便在电气转换装置中产生特定的结果。这可以通过各种方式实现;但在附图中,我们只给出了将本发明应用于广泛使用的三种主要类型机器的最佳和最可行的典型例子,以说明这一原理。
  图25是将本发明应用于众所周知的 "闭路 "或连续电路机器的方式的示意图。图26是一个类似的图,体现了一个电枢与独立的线圈以对角线连接,或通常称为 "开路 "机器。图27是一个示意图,显示了本发明在电枢 - 线圈具有共同接头的机器上的应用。
图25
  参照图25,让A代表一个特斯拉电机或变压器,为方便起见,我们将其命名为 "转换器"。它包括一个环形铁芯B,上面缠绕着四个独立的线圈C和D,那些截然相反的线圈被连接在一起,以便成对合作,在环中建立自由极,每一对极的趋势是与对方成九十度。环内可能有一个电枢E,它的线圈是封闭在自己身上的。其目的是通过线圈CD的相对强度和方向的电流,以产生最大磁极点在环上的逐步移动或运动,从而保持电枢的旋转运动。因此,在发电机的轴F上有四个绝缘的接触环,a b c d,上面有集电刷a' b' c' d',分别通过导线G G H H与线圈C和D的端子相连。
  为了便于说明,假设线圈D D接收最大电流,而线圈C C在同一时刻接收最小电流,因此极线可能在线圈D D的中间位置。因此,环a b将连接到连续电枢线圈的中性点,或与普通换向器电刷相对应的点,这两点之间存在最大的电位差;而环c d将连接到线圈的两点,这两点之间不存在电位差。如图所示,在彼此等距离的地方建立这些连接,将获得最佳效果。这些连接最简单的方法是在环与环之间使用导线L或导线J,将线圈I与换向器K的各段连接起来。当转换器以这种方式制成时,显然,发电机线圈各段的电流相位将在转换器线圈中再现。例如,在转过九十度的弧线后,之前输送最大电流的导体L L将由于其线圈位置的变化而接受最小电流,显然,由于同样的原因,在通过九十度的弧线时,这些线圈中的电流也从最大逐渐下降到最小。在这种特殊的连接计划中,转换器磁极的旋转将与发电机电枢线圈的旋转同步,无论通电电路是由连续的电枢线圈衍生出来的,还是像特斯拉先生的其他设备那样由独立线圈衍生出来的,结果都是一样的。
  在图25中,电刷M M在其适当的正常位置上用虚线表示。在实践中,这些电刷可以从换向器上取下,由外部电流源激发发电机的电场;或者让电刷留在换向器上,接受转换后的电流来激发电场,或者用于其他目的。
  在某一类著名的被称为 "开路 "的机器中,电枢包含一些线圈,其端子连接到换向器段,这些线圈成对连接在电枢上。这种类型的机器如图26所示。在这台机器中,每对线圈经过的相位与已经显示的一些发电机中的线圈相同,显然只需要将它们成对或成套使用,通过延长属于每对线圈的换向器段并使收集刷承受每段的连续部分,就可以操作特斯拉转换器。通过这种方式,可以从发电机中取出两个或更多的电路,每个电路都包括可能需要的一对或多组线圈。
图26、图27
  在图26中,I I代表电枢线圈,T T代表电场磁铁的磁极,F代表承载换向器的轴,它们被延伸形成连续的部分a b c d。两对电枢线圈和它们的换向器在图中被使用,但所有的电枢线圈都可以用类似的方式使用。
  还有一种著名的机器,其中电枢上的三个或更多的线圈A'B'C'有一个共同的接头,其自由端与换向器的各段相连。这种形式的发电机如图27所示。在这种情况下,发电机的每个端子都直接或派生连接到一个连续的环,a b c,并收集电刷,a' b' c',轴承在上面,将交流运行电机的电流。在这种情况下,最好使用带有三个通电线圈的电机或变压器,A''B''C'',与发电机的线圈对称放置,后者的电路直接连接到这些线圈的端子 - 如它们是固定的 - 或通过电刷e'和接触环e'。

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