Патент Тесла (динамоэлектрическая машина)

Патент № 390.721, 9 октября, 1888 года. Заявка заполнена 26 апреля 1888 года, серийный №212,153

Всем кого это может касаться:

Да будет известно, что я Никола Тесла изобрел определенно новые и полезные усовершенствования в электрических генераторах,  о которых следующая спецификация совместно с рисунками и формирующими одно целое. Мое настоящее изобретение связано, главным образом, с системой переменного тока изобретенной мной и описанной в прежних патентах, особенно № 391,908 и 382,280, 1 мая, 1888 года, в которых двигатели или трансформаторы, или обычно преобразователи, задействованы путем последовательного смещения или движения их магнитных полюсов созданных путем совместного воздействия независимых намагничивающих катушек через которые проходят переменные токи в соответствующем порядке и направлении. В моей названной системе, как я прежде показал, я применяю генератор переменных токов в котором были независимые индуцирующие или генерирующие катушки соответствующие возбуждающим катушкам преобразователя, и связи генератора и преобразователей были главным образом такие чтобы скорость вращения магнитных полюсов преобразователя равнялась скорости вращения якоря генератора. Для получения наибольшей эффективности, необходимо запускать двигатели с высокой скоростью, и это верно не только для тех генераторов и двигателей которые в высокой степени адаптированы для использования в моей системе,  но и других.   Осуществимость запуска на очень высоких скоростях, тем не менее, особенно в случае больших генераторов,  ограничена механическими условиями, в поисках устранения которых я разработал разные планы для задействования системы при эффективных условиях, хотя запуская генератор со сравнительно низкой степенью скорости. Мое изобретение состоит из другого пути получения этого результата, который в определенных отношениях имеет много преимуществ. Согласно изобретению, вместо привода в движение якоря генератора с высокой степенью скорости, Я произвожу вращение магнитных полюсов одного элемента генератора и приводить в движение другой с разной скоростью, путем которого сходные результаты получены к тем гарантированным путем быстрого вращения одного из элементов. Я решил описать это изобретение путем ссылки на схематический рисунок приложенный здесь. Генератор который поставляет ток
для задействования двигателей или трансформаторов состоящих в этом случае из подразделенного кольца или кольцеобразного сердечника обкрученного четырьмя диаметрально противоположными катушками, E E’. Внутри кольца установлен цилиндрический сердечник якоря с накрученными на него по длине двумя независимыми катушками, F F’, концы которых ведут, соответственно, к двум парам изолированных контактов или коллекторных колец, DD' GG', на оси якоря. Коллекторные щетки d d’g g’  держаться на этих кольцах, соответственно, и передают токи через две независимые линейные цепи M M'.   В главную линию может быть включен один или более двигателей или трансформаторов or trans­ formers; или оба. Если двигатели будут использованы, они сконструированы согласно с моим изобретением с независимыми катушками или наборами катушек J J'_, включенных соответственно, в цепи M M’. Эти возбуждающие катушки накручены на кольцо или  кольцеобразный корпус или на отдельные полюса на нем, и производят путем воздействия переменных токов проходящих через них  последовательное перемещение магнетизма от полюса к полюсу.
Цилиндрический якорь H двигателя имеет две катушки под прямым углом, которые формируют независимые замкнутые цепи. Если будут применяться трансформаторы, я подсоединяю одну установку первичных катушек, как N N, накрученных на кольцо или кольцеобразный сердечник, к одной цепи, как M’, и другие первичные катушки, N' N', к цепи M.   Вторичные катушки K K^’ могут тогда быть использованы для запуска группы ламп накаливания P P’ С генератором я использую возбудитель (задающий генератор). Это состоит из двух полюсов, A A, намагниченной стали, или железа возбуждаемого батареей или другим генератором постоянных токов, и цилиндрического сердечника якоря закрепленного на оси, B, и обкрученного двумя продольными катушками, C C’. Один конец каждой из этих катушек подсоединен к коллекторным кольцам b c,  соответственно, пока другие конца оба подсоединены к кольцу, a. Коллекторные щетки b’ c’, держаться на кольцах b c, соответственно, и проводники L L передают токи оттуда через катушки E и E' генератора.   L' является общим обратным проводом к щетке a’.   Две независимые цепи таким образом сформированы, одна включает катушки С, возбудителя и E E генератора, другие катушки C’  возбудителя и E E’  генератора.  Это получается из того что задействование возбудителя производит поступательное движение магнитных полюсов кольцевого поля сердечника генератора, сдвиг или вращательное движение названных полюсов будет синхронно с вращением якоря возбудителя. Принимая во внимание действующие условия системы таким образом установленных, будет обнаружено что когда возбудитель приходит в движение так что возбуждает поле генератора якорь последнего, если свободен для толчка, будет вращаться со скоростью практически такой же как у возбудителя.  Если при таких условиях катушки  F F’  якоря генератора будут замкнуты на себя или коротко замкнуты, ни одного тока, по крайней мере теоретически, не будут сгенерированы в названных катушках якоря.   На практике я наблюдал присутствие слабых токов, наличие которых является причиной больших или меньших явных колебаний (возмущений) в интенсивности магнитных полюсов кольца генератора.  Так если катушки якоря F F’ будут замкнуты через двигатель, последний не сдвинется с места настолько долго насколько движение якоря генератора синхронно с с тем у возбудителя или магнитных полюсов его поля. Если, напротив, скорость якоря генератора будет любым путем проверена (задержана), так что сдвиг или вращение полюсов поля становится сравнительно более быстрым, токи будут индуцированы в катушках якоря.  Это очевидно, следует из прохождения силовых линий через проводники якоря. Наибольшая скорость вращения магнитных полюсов по сравнению с такими же у якоря более быстро токи развиты в катушках последнего будут следовать один за другим, и более быстро двигатель будет вращаться в ответ на них, и это продолжается пока якорь генератора полностью остановится, как путем тормоза, когда двигатель, если соответственно сконструирован, запускается с той же скоростью с которой магнитные полюса генератора вращаются. _Эффективная сила токов развитая в катушках якоря генератора зависит от силы: токов возбуждающих генератор и от количества оборотов за единицу времени магнитных полюсов генератора; следовательно скорость якоря двигателя будет зависеть во всех случаях от относительных скоростей якоря генератора и его магнитных полюсов. Например, если полюса смещаются две тысячи раз за единицу времени и якорь смещается 800 раз, двигатель будет делать 1200 смещений, или около того. Очень маленькая разница скоростей может быть отображена тщательно отбалансированым двигателем. Пусть теперь будем полагать что мощность приложенная к якорю генератора для смещения его в направлении противоположном к тому в котором его магнитные полюса вращаются.   В таком случае результат будет аналогичный вырабатываемому генератором якорь и полевые магниты которого вращаются в противоположных направлениях и по причине этих условий якорь двигателя будет смещаться со скоростью эквивалентной сумме скоростей якоря и магнитных полюсов генератора, так что сравнительно низкая скорость якоря генератора. Будет вырабатывать высокую скорость в двигателе. Было обнаружено в соединении с этой системой что на уменьшение сопротивления внешней цепи якоря генератора  путем проверки скорости двигателя или добавления преобразующих приборов во множестве во вторичной цепи или цепях трансформатора сила тока в цепи якоря значительно увеличена. Это есть благодаря двум причинам: первая, большей разнице скоростей двигателя и генератора, и, второй, факту того что аппарат следует сходный трансформатору, для, в пропорции как сопротивление якоря или вторичных цепей уменьшено, сила токов в поле или первичных цепях генератора увеличена и токи в якоре  увеличены соответственно. По аналогичным причинам токи в катушках якоря генератора увеличиваются очень быстро, когда скорость якоря уменьшена когда запускается в том же направлении как магнитные полюса или наоборот. Будет понятно из описания выше что якорь генератора может быть запущен в направлении смещения магнитных полюсов, но более быстро, и что в таком случае скорость двигателя будет равна разнице между двумя скоростями. Во многих заявках на электрические преобразования и передачу эта система дает большие преимущества в экономии эффективности и практичности.      

Что я заявляю есть—

1. Комбинирование с генератором переменного тока имеющего независимое возбуждение или поле и независимые Индуцирующие или якорные катушки,
возбудителя переменного тока имеющего генерирующие или индуцирующие катушки соответствующих и подсоединенных к возбуждающим катушкам генератора, как установлено прежде.

2. В генераторе переменного тока, комбинирование элементов названных и  соответственно связанных следующим способом: полевой магнит с накрученными на него независимыми катушками каждая из которых соединена с источником переменных токов, таким образом магнитные полюса созданные названными катушками будут поступательно сдвигаться или перемещаться через поле, и сердечника якоря обкрученного независимыми катушками, каждая из которых имеет выводы от которых токи доставляются к независимым внешним цепям.

3. Система распространения электричества состоящая из комбинации, с генератором переменного тока имеющем независимые возбуждающие катушки и якорь с накрученными на него независимыми индуцирующими катушками, возбудителя переменного тока  имеющего индуцирующие катушки соответствующие и соединенные с возбуждающими катушками генератора, и один или больше электрических преобразователей имеющих независимые индуцирующие или возбуждающие катушки соединенные