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"磁滞 "电机

  尼古拉·特斯拉的发明、研究和著作(12)
  作者:托马斯·科默福德·马丁

  第12章 "磁滞 "电机
  以下描述的是另一种形式的电机,即取决于 "磁滞 "或磁滞现象,其特殊性在于,在这种电机中,有吸引力的电子或相位虽然滞后于产生它们的电流相位,同时而不是相继出现。特斯拉先生在早期阶段就利用了这种现象,但并没有被科学家普遍相信,艾尔顿教授可能是第一个倡导这种现象或阐明其所谓存在原因的人。
图54、图55
  图54是电机的侧视图,呈仰视状态。图55是与图54成直角的部分剖面图。图56是一个修改后的端面图和部分剖面图,图57是另一个修改后的类似视图。
  在图54和55中,A指的是底座或支架,B是电机的支撑框架。用螺栓固定在支撑架上的是两个铁或软钢的磁芯或磁极片C C'。这些磁芯可以细分或层压,在这种情况下,应该使用硬的铁或钢板或钢条,或者应该用封闭的线圈来缠绕。D是一个圆盘电枢,由铁片或铁板组成,安装在极片C C'之间的框架内,弯曲以符合其圆形形状。F F是主要的励磁线圈,由支撑框架支撑,以便将极片C C'和电枢D都包括在它们的磁力范围内。极片C C'伸出线圈F F的对面,如图所示。如果有交流电通过线圈F F,就会产生电枢的旋转,这种旋转可以用以下明显的动作或操作方式来解释:线圈F F中的电流脉冲在电机中建立了两个极性。例如,极片C的突出端将是一个符号,而极片C的相应端将是相反的符号。电枢也有两个极,与线圈F F成直角,与极片上的极一样,都在线圈的同一侧。当电流流动时,没有明显的旋转趋势;但在每个电流脉冲停止或开始下降后,电枢和极片两端的磁力C C'滞后或继续表现出来,这就产生了电枢的旋转,从而通过更接近的之间的排斥力产生衔铁旋转最大磁效应点。这种磁效应通过电流的反转得以继续,电场和电枢的极性也简单地反转了。电枢或电场中的一个或两个元件都可以用封闭的感应线圈来加强这种效应。虽然在插图中只显示了一个电场,但电机的每个元件实际上都构成了一个场,缠绕着封闭的线圈,电流主要在那些与线圈F F平行的回旋或线圈中被感应。
图56、图57
  图56中显示了这种电机的改进形式。在这种形式下,G是支撑电枢轴轴承的两个标准之一。H H是框架的直立部分或侧面,最好是磁性的,其两端C C'按所示方式弯曲,以符合电枢D的形状并形成磁场磁极。电枢的结构可以与上图相同,也可以是一个简单的磁盘或圆柱体,如图所示,一个或多个线圈F F被固定在位置上,以包围电枢和磁极C C'。电枢可从其轴上拆下,后者在插入电枢的位置后穿过电枢。这种形式的电机的运行原理与之前描述的相同,不需要进一步解释。
  然而,交流电机的一个最重要的特点是,它们应该适应并能够在目前使用的交流电路中高效运行,在这些电路中,发电机几乎无一例外地产生非常多的交替。特斯拉先生通过对图56所示电机原理的开发,设计了这样一种电机,即多极电机,如图57所示。在这种电机的结构中,他采用了一个环形的磁性框架J,上面有向内延伸的肋条或凸起K,其两端都向一个方向弯曲或转动,其形状一般与电枢的弯曲表面一致。线圈F F从一个部分K缠绕到下一个相邻的部分,每个线圈或每组导线的末端或环向轴方向延伸,以便在电枢的每一端形成U形的旋涡组。极片C C',与电枢基本同心,形成壁架,线圈沿着壁架铺设,并应在一定程度上突出线圈,如图所示。圆柱形或鼓形电枢D的结构与所述的其他电机相同,安装在环形框架J内和线圈F的U形端部或弯曲部分之间旋转。线圈F与交变电源串联,并被如此缠绕,在给定方向的电流或电流脉冲下,它们将使交替的极片C具有一个极性,而其他极片C'具有相反极性。这种电机的工作原理与上述其他电机相同,因为考虑到任何两个极片C C',在连接它们的线圈中通过的电流脉冲或绕在这两个极片上的电流脉冲倾向于在它们的末端建立相反符号的极性,并在它们之间的电枢芯中建立与最近的极片C的极性相同的符号。当建立这些极性的电流脉冲下降或停止时,滞后于电流相位的磁力,以及继续表现在极片C C'和电枢中的磁力,通过排斥产生电枢的旋转。电流的每一次反转都会继续产生这种效应。在一对极片的情况下发生的事情同时发生在所有的极片上,所以电枢的旋转趋势是由所有极片所施加的力的总和来衡量的,如上所述。在这种电机中,通过在一个或两个铁芯上缠绕闭合的感应线圈,也可以加强磁滞或磁感应。电枢铁芯显示为这样的绕法。当使用闭合线圈时,铁芯应该是叠层的。
  很明显,脉冲电流和交流电都可以用来驱动或操作上述的电机。
  可以理解的是,为了正确地构造这种电机,必须考虑到细分的程度、铁芯中的铁的质量、它们的大小以及用于运行电机的电流的交替次数。换句话说,在所有这类电机中,必须保持交替次数和铁的质量、尺寸或质量之间的适当关系,以确保获得最佳效果。

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