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[特斯拉] 尼古拉特斯拉的发明、研究和著作

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发表于 2013-10-17 00:43:11 | 显示全部楼层 |阅读模式
尼古拉特斯拉的发明、研究和著作
致东欧的同胞们,尼古拉·特斯拉谦恭地致力完成了这个记载工作
尼古拉特斯拉
尼古拉特斯拉的发明、研究和著作
托马斯科莫佛德马丁
将他在多相电流和高潜力照明方面的作品
作为特殊参考
电气工程师编者;电气工程师美国协会前任主席
1894年
电气工程师
纽约
D.VAN NOSTRANP 公司
纽约






托马斯科莫佛德马丁根据议会法案于1893年在华盛顿议会图书馆办公室录入
McIlroyEmmet出版社

纽约科特兰街36


前言
目前的电力问题主要存在于实惠的电力传输和照明手段与方法的飞速改善。对许多电器发明领域的工人和思想家来说,熟悉的装置和设备,显得累赘浪费,并且有严重的局限性。他们认为,必须改变电流发电原理,扩大电流供应面,必须立刻降低消费者使用家电的价格,并简化这些家电。过去的辉煌成就,证明他们期待更慷慨的成果。
本卷是尼古拉特斯拉对先人在最新部门所做工作的简单记录,尼古拉特斯拉已被世界公认为最重要的现代电器研究者和发明者之一。这里没有想要强调他所做的研究和发现的重要性。伟大的想法和真实的发明通过其内在的价值赢得了一席之位。特斯拉先生为电气发展开辟了一条新的道路,编纂者努力收集说有表现出特斯拉先生聪明才智的资料,这是值得保存的。本卷除了具有展示他的发明范围的家之外,还为标明他的思想范围服务。努力学习伟人精力充沛的原始思想是很有知识价值的。
虽然公众可能最近才对特斯拉先生产生浓厚的兴趣,但本章涵盖了他近十年的成果。其中包括他的演讲,杂文和讨论,记录了他现在已有的发明,尤其记录了多相电机轴承的发明和使用高效率、高潜力电流所取得的成果。可以看出,特斯拉先生一直努力前进,每当他想起新原理的时候,就想立刻弄懂新原理如何使用,并且只要有机会他就会使用自己的语言。
本卷的发表事先得到了特斯拉先生的批准和认可,并且允许这种文章的再出版,因为已经在这个国家和欧洲各个技术团体前读过了。特斯拉先生看到作者仔细检查包含有他最新研究的校样感到很高兴。作者的朋友和编辑合伙人,约瑟夫韦茨勒先生对本作品进行了的仔细修订,所有的校样都经过他手校对。
1893年12月
                                  托马斯科莫佛德马丁
目录
第一部分
第一章
传记和介绍.............................................
第二章
交流电机和变压器新系统............
第三章
特斯拉旋转磁场---闭路电机---同步电机---旋转磁场变压器....................
第四章
特斯拉多相系统修改和延伸..............
第五章
熟悉类型连续电流电机发电机的使用..............................................................
第六章
电机或发电机所需速度获取方法..............................................................
第七章
旋转电流电机稳流器.........................
第八章
单回路,自启动同步电机.............
第九章
双流电机到单流电机的改变...............
第十章
人为获得“电流滞后”电机.....................
第十一章
力矩电机转换为同步电机的另一个方法..............................................................
第十二章
“磁性滞后”电机....................................
第十三章
磁屏蔽获得相差的方法.......................
第十四章
特斯拉单相电机类型.............................
第十五章
回路电阻不同的电机..............................................................
第十六章
场和电枢磁能量相同的电机..............................................................
第十七章
电枢和场中磁效应恰逢最大值时的电机..............................................................
第十八章
铁芯内外部磁化有相差的电机............
第十九章
特斯拉感应电机的另一种类型..........
第二十章
同步电机和力矩电机的结合................
第二十一章
电枢电路中电容式电机......................
第二十二章
一个场电路中的电容式电机................
第二十三章
特斯拉多相变压器..................................
第二十四章
第一和第二线圈之间有磁屏蔽的恒定电流变压器.........................................

第二部分
高频率和高潜力电流的特斯拉效应
第二十五章
引言---特斯拉演讲范围..................
第二十六章
1891年520日,超高频率交流电纽约演讲、实验,及其在人工照明上的应用方法......................................
第二十七章
1892年23日,高潜力和高效率交流电伦敦演讲、实验...............................
第二十八章
1893年2月和3月,关于光照和其他高频率现象费城和圣路易斯演讲..............................................................
第二十九章
特斯拉高频率交流电发电机...................
第三十章
交流静电感应装置..............................................................
第三十一章
高频率电流“按摩”...............................
第三十二章
真空管放电......................................

第三部分
杂项发明和著作
第三十三章
从交流电中获取直流的方法...................
第三十四章
油中带板电容器.............................
第三十五章
电解注册表.................................
第三十六章
热磁电机和热磁发电机.................
第三十七章
防火花发电机电刷和换向器.........
第三十八章
直流发电机辅助电刷控制....................
第三十九章
发电机和电机构造改进.........................
第四十章
特斯拉直流电弧照明系统...................
第四十一章
单机发电机改进......................................

第四部分
附录:早期分相电机和特拉斯振荡器
第四十二章
特斯拉先生在世界博览会上的个人展览.........................................................
第四十三章
特斯拉机械振荡器和电动振荡器......

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 楼主| 发表于 2013-10-17 00:43:51 | 显示全部楼层
第一部分
多相电流

第一章
自传和引言
本卷对特斯拉先生的研究和发现进行了简单的介绍,可能包含一些自传性质的用辞。

  塞尔维亚血统的尼古拉特斯拉于1857年出生在奥地利与匈牙利的边陲地区---Smiljan, lika。塞尔维亚民族长期和土耳其抗衡,不断为争取自由而奋斗。他的家族在东欧瑞士人当中是一个古老的且具有代表性的家族,他父亲是希腊教堂里一个很有口才的牧师。他的一个叔叔相当于现在的波斯尼亚的大主教。
他的母亲天生心灵手巧,她不但喜欢制做具有普通家务特点的手工,还喜欢制造一些机械,如织机,打蛋器和农村生活所需要的其他一些机器。

尼古拉在Gospich的一所公立学校学习了四年,然后上了三年初中,接着被送到克罗地亚的Carstatt,继续上了三年高中。

在那里他第一次看见了蒸汽机。他毕业于1873,幸免于一场霍乱后,他投身于实验,尤其是电学和磁学实验。
他的父亲本打算让他继承家族传统,进入教堂工作,但是他太聪明了,父亲允许他在格拉茨理工学校完成他的学业,并希望他能成为一个磁学和物理学教授。

那里实验用的机器之一是作为电机使用的Gramme发电机。
尽管他的导师已经演示地很清楚了,没有换向器或刷子是无法操作发电机的,但是特斯拉先生可不相信这些配件是必须的、不可或缺的。他凭借快速直觉想到了一个不用这些配件也可操作发电机的方法;可以说从那时起他开始将他的一些想法付诸行动,最终成就了旋转磁场。
他在格拉茨的第二年,特斯拉先生放弃了成为教师的机会,而开始学习工程课程。他的学业结束了,他立刻回到家中看他即将病逝的父亲,然后又去了布拉格和布达佩斯学习语言,他想更广泛地进行工程专业实践。

  他从事政府电讯工程系助理后不久,后来他他的一个个人和家族朋友,普斯卡什和在匈牙利的其他一些电话开拓者联系上了。

他做了很多有关电话的发明,但是发现他从他们中受益很小。为了获得更宽广的活动领域,他来到巴黎,在那里他被一个新工业---电器照明的大公司担保录用为电器工程师。
正是在此期间,早在1882年,他开始认真研究操作装置的旋转磁场原理。他对此热情很高,相信这是电器艺术的一个新的出发点,其他什么事情他都不想。
事实上,他一些商业界的朋友劝他利用此项发明成立一个公司,但是特斯拉先生当时还是一个少有世俗经验的小青年,只想着马上找到一个发表自己想法的机会,他认为他的这些想法在电器理论上新颖、激进,值得关注,并且注定会对所有发电机有深远影响。
最后,他下定决心,最好去美国碰碰运气。在法国,他遇到了很多美国人,并且在和他们接触中了解到他们渴望将电力方面的新想法转变为实际应用。他还了解到美国会给予取得新颖的、有价值的结果的发明家准备鼓励。此决心的形成非常快,他放弃了他在欧洲的前程,立刻决心西行。
抵达美国后,特斯拉先生立刻脱掉外套,到爱迪生工作室工作。那个地方一直是他梦寐以求想去的地方,人们很容易就想象到源自和爱迪生先生联系的利益和激励,特斯拉先生对爱迪生先生一直都很钦佩。
然而,要执行他自己的想法,发展他自己的发明,是不可能的,特斯拉先生本来可以继续坚持做他最愉快的工作,但是他的工作现在没有受到关注,他离开了爱迪生团队,去另外一家公司工作,这家公司打算利用他在那个艺术分支中的一些发明制作和销售电弧照明系统。
经过不断努力,他完善了这个系统,并且看到这个系统走向了市场。但是这段时间里,最占用他时间和心思的是,很久之前关于交流电流旋转磁场原理的发现,以及其在电机上的应用,这个发现现在已闻名于世界。

当时他研究这个课题的信念很强,但实际上他也感到很孤独,因为没有人承认交流电流。几乎没有电器工程师使用过它,大多数电气工程师完全不熟悉它的价值,甚至它的基本特征。
甚至特斯拉先生本人也没不熟悉交流电流,直到他经过长时间的努力和实验,他才了解到如何构建具有公平效率的交流电流装置。但是1887-8年冬天,安东尼教授给定特斯拉电机和直流电机同等的效率,通过此次测试特斯拉实现了他的目标。除了需要构建一个视图来操作当时已有的线路,没有东西能阻挡对这种电机的商业开发和引进,这个国家到处都是高频率。
1888年5月在纽约,电气工程师美国协会上读了一篇文章,这篇文章是特斯拉先生这个方向,除专利外,第一次完全出版的作品(应安东尼教授和本文作者建议),他展示的电机很久之前就已经开始运作了,不使用刷子和换向器操作电机的想法也被证实了。本卷这部分讲的是特斯拉先生的发明在多相电流中的使用,并展示出他在一开始就已经完全掌握了这个基本的想法,并将其用多种方法应用出来。

  早已意识到交流电流的诸多优点之后,特斯拉先生自然被要求以更高的潜力更频繁地做与此相关的实验。特斯拉先生曾经努力决定哪怕最小程度地研究未知领域,后来很快他就因为在此领域取得惊人的结果收到奖励。一个对这些实验了解不多的人曾让本卷编纂人力劝特斯拉先生在电气工程师美国协会上重复这些实验内容。特斯拉先生于1891年五月在一个演讲上讲了这些实验内容。毫无疑问,电气理论和实践上的明显背离及其所有结果都还不清楚。本卷包括纽约演讲,后来两个演讲和一些补充内容。

特斯拉先生的工作远远超出了广大的多相电流和高潜力的照明领域。本卷“杂项”部分包括电弧照明、变压器、热磁发电机、热磁电机、第三刷控制、发电机的改善、新型白炽灯、电表、冷凝器、单极发电机、交流电到直流电的转化等的很多其他发明。此时没必要说特斯拉先生从事一些有趣的想法和发明,适当的时候会公开的。本卷讲了迄今为止他完成的工作。

第二章
交流电机和变压器新系统

此部分讲的是特斯拉先生迄今为止关于多相电流发明的内容,其中包括旋转磁场两级或由此产生的吸引力作用在电枢上的一个特性或另一个广泛原理。
不需要通过首先对旋转磁场原理进行阐述或详述单相交流电进展的重要性来激发电学家们的兴趣,这里讲了不只一个方法和装置。这里只是考虑以主题作为开始,本卷目的绝不是为了引起争论或争议,本卷指出到现在为止大家可能没有完全理解或承认特斯拉先生的工作。

许多读者认为,在这部分中如果分析特拉斯的成就会是一个启示,同时也能对涉及到的原理范畴进行灵活的说明。

我们可以看出,正如前面所暗示的一样,特斯拉先生并不仅仅研究旋转磁场,还广泛研究磁铁产生吸引力的转移。

我们还可以看出他继续发展“多相“系统的血多分支和变化;他还展示了更宽广的想法:在电枢中使用异相电流,场中使用直流;他首先描述了并实现了将电枢铁体靠近线圈的想法;他还解释和说明了普通结构的机器是怎样适应于他的系统的;他在场和电枢中使用电容器,追寻基本原理、测试、认可或抵制的根基,每一个具有创造性的聪明才智的细节都会出现。

现在的观点转为重点支持低效率,特斯拉先生早期发现的电机工作的低效率特性的重要性值得关注。

事实上,他向公众展示的第一批电机---即安东尼教授在1887-8年冬天在测试中展示的电机,和直流电机的效率、输出和启动转矩相等---为低效率型。

  但是我们的调查以一种有趣的方式展现出使用现有高效率电路电机所产生的必要性。特斯拉先生在此方面的资源很多。但是特斯拉先生又回到了低效率上,坚持他多相体统交流电分配的优越性,他对此课题的信念之坚定,一点都没有让我们感到惊讶。这是真实的,重要的,并且可能被认为是我们将要见证的可能的发展的预示。

旋转磁场电机效率进行了偶然引用,虽然不打算在这里对其进行详述,但这相当重要。安东尼教授在1888年五月电气工程师美国协会上对他测试的两个特斯拉小电机做出这样的评论:一个电机的效率为50%,而另一台超过了60%。

1889年,特斯拉先生和阿尔伯特施密德先生在匹兹堡报道了一些重约850磅的电机高达10马力的测试。这些机器展示出的效率将近90%。一些参加测试的三线式的大电机效率高达94%和95%。
人们当然会对这些有趣的数字进行后期的更详尽的补充。并且没有等到今天人们就已经引用这些数字来展示这个系统的效率,这表明了它具有商业用途。一个发明如果缺乏实用性,那它就不能称之为漂亮的发明,但是发明家们应该为他的想法会给公众带来巨大的利益而感到高兴。

第三章
特斯拉旋转磁场---闭路电机---同步电机---旋转磁场变压器
对他所做努力的最好描述是成功发明了旋转磁场原理,1888年五月,电气工程师美国协会上读到的特斯拉先生题为“交流电机和变压器新系统”的简短文章中对其旋转电流、多相系统所做的解释可以说明这一点。

事实上,细读文章会发现特斯拉先生没打算在那篇文章中描述他的工作。文章主要讲的是本章标题所列举的一些话题。特斯拉先生的沉默寡言很重要的原因无疑是他的行动受和他有关的其他人意愿的压制,但是值得一提的是本章的编辑者---看到了电机运转,后来又成为了文章和会议委员会的主席---很难让特斯拉为此机构提供任何文件。特斯拉先生因过度劳累而病倒,他很不情愿展示自己的电机,但是最后他还是将其电机展示出来了。文章在会议前一天晚上用铅笔手写的,可以看出特斯拉先生是在我们刚刚提到的压力下匆忙写出此篇文章的。

  本篇文章中对两种电机(不在我们讨论的范围之内)进行了非正式引用。这两种电机形式为:1、电机的一个回路和变压器串联,另一个在次级变压器中。2、电机的电枢回路和发电机相连,场细胞自动靠近。本文本质如下,讲了特斯拉系统的一些主要特征,即旋转磁场、闭合导体电机、同步电机和旋转磁场变压器:---

我现在想要告诉你,并引起你注意的是一个新系统:借助于交流电进行的电力分配和电力传输的系统,提供特有的优势,尤其是在电机方法上,我有信心很快会建立这些电流电力输送的优越的适应性,并且在此没有得到的结果会在其使用过程中得到;想在这种操作系统的实际操作中得到的结果和不能通过直流电得到的结果。

  在详细描述这个系统之前,我认为有必要就直流发电机和电机现有的特定条件说些什么,尽管通常来说都是忽略不计的。
我们使用换向器将我们著名的电机产生的交流电导出,换向器是一个复杂的装置或者说是在操作此机器过程中一切麻烦产生的根源。

现在,这样被导出的电流不能用于电机,但是这些电流必须再通过一个类似的可靠设备---他又转换到了交流电的原始状态。

换向器的功能完全是外部的,根本无法影响机器内部的运作。事实上,因此所有机器都是交流电机器,连续电流只存在于电流从发电机向电机运输期间的外部回路中。

基于这个事实,交流电是更直接的电能应用,直流电的应用只有在主要发电的发电机上或有这种电流驱动的电机上才合理。
但是电机换向器的操作是双重的:首先,将通过电机的电流颠倒过来,然后,两极的磁成分自动转移。假设,这两个操作在本系统中没用,也就是说,发电机交流电的移动和电机直流电的颠倒没有了,为了引起电机的振动,产生一个元素两极间的渐进换挡仍然很必要,其自身产生的问题---如何执行交流电的正作用操作;我将给大家演示如何达到完成这个结果。
 楼主| 发表于 2013-10-17 00:54:47 | 显示全部楼层
在第一个试验中,一个鼓形电枢,有两个互为直角的线圈,线圈端部照常连接两对绝缘接触环。
  薄的绝缘铁板做成一个圈,然后再绕城四个线圈,将每两个相对的线圈连接,然后圈上直径上相对的边来产生自由极。
线圈上剩下的自由端和发电机电枢上的接触环连接,来形成两个独立的回路,如图9所示。

现在可以看出,这个组合得到了怎样的结果,我将引用图1到图8说明这个观点,这里单独展示了发电机的电场,电流转动使线圈c c1产生电流,其强度和方向以众所周知的方法变化。图1所示位置中,线圈c的电流为零,而线圈c1则有最大电流经过,正如图1a中字母NS所示,可能这样的连接会使圈被线圈c1c1磁化,线圈cc的磁化结果为零,因为这些线圈包含在线圈c回路中。
图2中,电枢线圈的位置更先进,完成了八分之一的回转。图2a,说明了环相应的磁性条件。此时,线圈c1产生了与之前相同方向的电流,但比之前要弱,在环上产生极n1 s1;线圈c也产生相同方向的电流。正如图2a所示,可能是由于这样的结构,线圈cc,产生了极n s,产生的极性由字母N S表示,我们可以观察到,八分之一的外围环极转移相同。



图3中,电枢完成了四分之一的回转。在这个阶段,线圈c的电流为最大值,如图3a所示,其所处位置可以产生极N S,在这里c1中的电流为零,此线圈处于中间位置。
因此,图3a中的N S极移动了整个圆环的四分之一。

图4显示线圈c c仍处于比较先进的位置,电枢完成了八分之三的回转,此时线圈c仍产生与之前同等的电流,但是没有以前强烈,产生的N S极(图4a)相对较弱,线圈c的电流强度相同,但方向想法。因此,结果是,圆环如之前说明的一样产生了极、极性N S、结果,极已从圆环外围转移了八分之三。

图5,电枢完成了一半回转,圆环产生的磁场条件如图5a所示。现在线圈c的电流为零,而线圈c1的电流则为最大值,方向和之前的相同,由于线圈c1 c1单独存在(参照图5a),可以观察到N S极从圆环上转移了一半。在剩下的一半回转中,执行与图6到8a同样的操作。


参照图表我们能很清晰的看到,在电枢的一个循环中,圆环的磁极在周圈上转过了一圈。每个回转都产生类似的效果:随着电枢的旋转,磁极也跟着快速旋转。如果圆环中的任一个回路接反,两极也会向相反的方向移动,但操作始终不变。如果用三根线取代四根线,会有类似的结果,两个回路会形成公共回线。

两极之间的旋转或旋移表现出一系列的神奇现象。如果一个微妙旋转的钢盘或其他磁性金属盘接近圆环时,它就会快速旋转,旋转方向随着圆盘方向的变化而变化。例如,注意圆环外部方向,在圆环内部会变成相反方向。但是如果将其置于和圆环方向对称,它将不受影响。这很容易解释。每次当一极接近圆盘的时候,就会在距离圆盘最近的一点产生与之相反的极性,那点就会产生吸引力,因此,一极从圆盘上进一步移动,同时会出现一个切拉力,重复此动作,圆盘旋转或多或少会加快。
  当拉力出现在距离圆环最近的区域的时候,外部和内部,右方或左方分别向相反的方向旋转,如图9,当至于和圆环对称的位置时,与圆盘反方向上的拉力相同,此时无法旋转。此反应基于铁的磁惯性;因此硬钢圆盘比软钢圆盘受到的影响大,后者能更快地进行磁场的变化。经证明,这种圆盘在所有这些调查中是非常有用的工具,因为在此次行动中它帮我探明了所有的不规律性。铁屑还产生了一个奇怪的效果。在纸上放些铁屑,将纸的另一面慢慢向圆环靠近,这时虽然可能纸张会来回移动,但铁屑却在原地振动;但是将纸举到一个看起来脱离两极强度和旋转速度影响的高度,铁屑会朝与两极运动相反的方向撒出去。如果将放有纸屑的纸放在圆环上,会突然产生电流,同时也会出现明显的此旋转。

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 楼主| 发表于 2013-10-17 01:04:11 | 显示全部楼层
为了论证圈和旋转磁体间的完全类比,强通电的电磁会受到机械功率的影响旋转起来,而且在之前提到每一点上也能观察到类似的现象。
显然,两极旋转会产生相应的诱导效应,也可能在封闭的导体内会受到两级的影响而产生电流。为此,用两组分别由初级和次级电路形成的叠加线圈来缠绕圈是非常方便的,如图10所示。为确保最经济的效果,应该把磁路完全封闭起来,这样就能看到构造会被随意修改。
  二次线圈引起诱导效应的主要是电磁动移位或运转,但当前电路设置也可能是因为两极强度的变化。然而,通过合理设计发电机和确定初级线圈的磁化效应,后一因素可以根除,而两极强度仍然保持不变。
Fig. 8.
FlS: 8a.
  仪器的作用很完美,且能确保产生相同的结果,好像是由于转移了无数条换向器。在这种情况下,每组初级线圈的能量效应和相应的磁化效应之间的理论关系可以表示成中心与正交轴系统相吻合的圆方程,其中半径就是两个组件的合力和坐标。这些分别是半径和一个pf 轴在{() X)间角的正弦和余弦。参照图11,我们得知 r> = p4 -f J: 其中 x -— /• cos a,和y = r sin «。

假设每组变压器线圈的磁化效应和电流是成正比,那就可能出现弱磁化效应, 则x = K c和y=KC^',其中k是一个常数,c和 C^' 分别是两组线圈的的电流。进而假设,要发电机领域是一致的,我们得知恒速C1 =A"1 sin a和C = Kl sin (90 + a) = Kl cos a,
其中Kl是一个常数。
如图12。

因此, x = K c KK^ cos a;

y = Kcl = K Kl sin a; and
FIG. 9

  即对于相同领域而言,两个成直角线圈的放置可以得到推理结果,而且移动的电极强度将保持不变。 但由r — j? -f- >/得出,y = 0, r=aq, 由此得出结论,联合的两组线圈磁化效应应该等同于一组的最大作用。变压器和某一类电机两极的波动不重要,而令人满意的是另一类电机取得的理论成果。

将这个原理运用于电机建构,开发了两种典型的电机形式。第一种,能在开端阶段具备相对较小旋转力的形式但在各种负载工况下仍能保持一个相对统一的速度,这种电机被称之为同步电动机。第二种,在开端阶段就能控制住较大旋转力的形式,速度与负载相关。

这些电机以三种不同的方式进行工作:1. 把交流电当成唯一的来源2.通过这些感应电流的联合作用3.通过交流电和恒向电流的接合作用。
  获取同步电动机最简单的方式是缠绕具有电极投影的叠层弹簧和四股线圈,然后在指示前用类似的方法连接起来。铁盘有分割段可以切割每一边用于作成电枢。

图10
这种电机如图9所示。被放好的圆盘可以同极靠近投影的线圈一同自由旋转,很显然,由于电极转移,
还有它倾向于放在这种本身就有很多磁力线的位置, 紧跟两极移动,这样它就与发电机电枢同步运动。
即特殊倾向如图9所示,其中电枢是由一至两次电流脉冲到了每个电路上产生。很明显,如果一个电枢运行会产生较多脉冲,电机的转速也会相应地提高。在给圆盘施加最大引力时,同样一个盘也会靠近电极,由此得出结论这种电机在其容量范围内的所有负载将完全保持相同的速度。


  为了便于起动,圆盘可用线圈封闭起来。这种线圈的保护优势很明显。在开始时,电流设置在线圈上可以大大地活跃圆盘,同时也可以用圈和电流在线圈提高施加引力,只要电枢速度略低于电极的速度,即使它的速度低于正常,这种电机仍可执行大量工作。当两极强度不变,电机以正常速度转动时是没有电流会产生于线圈上的。
不是关闭本身的线圈,而是它的末端可能连接在两个绝缘的滑环上,恒向电流提供给那些合适的发电机。启动电机适当的方式是关闭本身的线圈直到达到或近如正常速度,然后打开恒向电流。如果圆盘能给M通电,具有恒向电流的电机可能不能启动,但如果它通电弱,或一般的话,那圈的磁化效应就能占一定优势,这就能以正常速度启动。这种电机的所有负载都将保持完全相同的速度。人们也发现,如果没有发电机的动力,电机会同步减弱。这种形式电机的特点是它也不会随着线圈倒转电流而扭转。

  这些电机的同步性可能从实验上的种种方法上得到验证。为此,最好的办法就是使用由固定场磁铁组成的电机,并同时被布置成使电枢旋转,如图13所示。在这种情况下,电枢的两极转移使后者能以相反方向进行旋转。结果得出当达到正常速度时,假设电枢的两极是固定在相对场磁铁,同样会受到感应而被磁化,而且每个极点上都会显现出一个显著的电极。如果软铁片接靠近磁场,它会在一开始就被磁铁的极性逆转产生的快速振动而吸引住,但由于电枢速度不断加快,振动频率越来越少,最后完全终止。于是铁就变软,但被永久吸引住了,这表明达到了同步并且磁场能通过感应带电。

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 楼主| 发表于 2013-10-17 01:12:42 | 显示全部楼层
圆盘也可能用于实验。如果它接近了电枢,且只要旋转的速度超过了电枢的速度,它就会转动;但是当它达到正常速度,或接近正常速度时,因此,它就会停止转动,永久地被吸住。
  一项使用白炽灯来做的未加工型演示实验。把灯放在直流发电机的电路上,并与磁铁,线圈串联起来,在开始,由于感应电流建线圈的缘故,我们可以发现灯的快速波动;加快速度,时间一长就会发生波动,直到它们完全消失,这表明电机已经达到了正常速度。每一个电话听筒都配有灵敏仪表;当连接到电机的任何电路,同步性能很容易检测到感应电流的消失。
同步型电机令人满意的是,能保持磁性转移数量处于不变,尤其是当磁铁不能被妥善细分时。
  获得这些电机的旋转效应是长期的主题思想。为了确保达到这样的结果,做这样的处置是非常必要的,而电机元素中的电极却受到了交流电源的影响而转移,其他元素上的电极在不考虑电机的速度情况下,仍与前者始终保持一定的关系。在这种情况下存在于直流电动机中,但对于同步电动机来说,这种描述情况只有在速度正常时条件下才会发生。
Fie. 14.


该物体通过用细分好的圆柱形铁芯绕在接近他们的独立线圈环内而获得。两个线圈刚好成直角。如图14所示,但其他的线圈方便使用。这种放置造成了圈电极的移动,在封闭的电枢线圈内也会产生电流。这些电流在最接近力线密度点激烈转移,其效应是在电枢成与那些圈成直角的地方产生电极,至少理论上是这样理解的;因为这种运动完全不依赖于速度的,换言之,与电极的位置有关,还需要不断推拉外围的电枢。这些电机在很多方面是与恒向电流的电机相似的。如果负载放在速度上,就会减少电机的阻力,许多电流会通过通电线圈来增加效应。要是没有负载的话,会增大反电动势,而极少电流会通过初级线圈或通电线圈。没有任何负载的话,速度会非常接近磁极转换的速度。
据发现,这些电机的旋转效应完全等于直流电动机的旋转效应。这些效应在电枢和场磁体没有任何投影时似乎可达到最大状态;但在场地的这样放置却无法集中在一起,离开仅有元素的电极投影才可能是最好的结果。一般情况下,它可以表明投影减少了扭矩,而且还产生了同步趋势。
  这种电机的性能特点是他们能被迅速扭转的特性。这是由电机的特殊运动推断出来的。假设电枢需要旋转的方向和电极旋转方向是相反的,该装置就能取代发电机,驱动这台机器的功率可以作为动力存储于电枢,其速度就是电枢和电极总的速度。


如果我们目前考虑用电力来驱动这种发电机,那速度将接近三次方,仅仅因为这一个原因电枢就能迅速扭转。但同时另一个元素的扭转也在发生运动,即相对于电枢来说,作为电极的运动完全是相反的,电机就像变压器一样,在二次回路阻力因为电路产生了附加电动势而异常减少的情况下仍能运转。正由于这些原因出现了瞬时反转。
  如果想获得一个可取的恒定速度,那同时在一开始时就需要做出一定的努力,这个结果可能通过各种各样的方式很容易就能达到。例如,两个电枢,一个用于扭矩,另一个用于同步,可固定在同一轴上,可以给任何一个有用的优势,或电枢可缠着产生旋转效应,但更多或不太明显的倾向是可以用同步建构铁芯; 和其他各个方面。
  作为一种取得这两个电路电流的方法,两个线圈的放置成直角是最简单的方法,能确保他们一致运动;但也可以通过其他的各种方法,使用机器达到这样的阶段。目前通过连接生成线圈的特定点,任何发电机都能简单地用于达到任何目的。在闭路电路的电枢中,如用于直流系统,它能较好地使等距点的四个子体或换向器的金属连接起来,并把四个相同的绝缘滑动环连接在轴上。在这种情况下,每个电机的电路能与换向器上两种截然相反的金属都相连接。这种放置的电机以正确的顺序排列三个接触环来连接电机电路,它的运行电势可能是三线规划的一半。
  在多极发电机中,如用于变流器系统,它能很容易地通过缠绕两串电枢线圈达到这一阶段,于是,一组或一串线圈就能产生最大电流,其他线圈就放在中间位置上或放在他们旁边,这样两组线圈就能同时或者先后引起磁体的运动。
通常电机上的电路配置相似,不同的排列是为了满足不同的需求。但是最简单也是最实际的方法是在电机的静止部件上装置原电路,因此,至少在某些形式中,避免使用滑动接触。在这种简易操作中,电磁铁线圈在两个电路中交替连接,也就是在一个中13,5,在另一个中2,4,6。系列中每组的线圈都用相同方式连接,或者用相反的方式交替连接。在后面的缓冲当中,一半电机极数会产生效应,因此,也会相应地改变其运动。 15,图16和图17显示三个不同的阶段,每个电路的电磁线圈以相反的方式交替连接。这样就总有四个电极,如图1517所示;四极的投影将会是中性的;如图16所示,两个相邻的电极投影显现着相同的极性。如果线圈以相同的方式连接,将出现8个交替极,如图15中字母n'8'所示。
多极电机的运用保护了该系统,优势也令人满意,这是直流系统无法比拟的,即在一定范围内,不论构造,负载,电动势和电流强度的缺陷,电机也能以预期的速度运转。
通常,这种系统的分配可采取以下设计。提供一定数量的电极给供应发电机的中央站。这种同步式电机从发电机的位置开始操纵,但是运行电机要提供充足的旋转效应以确保他们的启动。按照适当的构建规则,可以得出每个电机的速度都与它的大小成反比,而且也需要选择相应的电极数。尽管如此,一些异常的需求会改变这些规则...,鉴于此,最好的办法是提供给每个电机一定数量的电极投影或线圈,量最多两倍到三倍。通过简单地改变线圈连接这种方式,电机可以适应任何可能的需求。


如果电机极数为偶数,运动将是协调进行的,也可以得到合适的结果;如果不是这样的情况,最好的办法是在这种方式之前,把两倍数量电极的电机连接起来,这样就有一半的电极会发生反应。假设例如该发电机具有12个电极,最满意的是绝对等速达到了发电机速度的一半,这就需要有7个电极投影或磁体的电机,除非提供14串电枢线圈,还必须使用滑动触点,这种电机才能正确地连接到电路中。为了避免这种情况,电机要有14个磁体并把7个连接到每条电路上,磁体的每个电路之间相互交替。电枢应有14串封闭的线圈。电机的运动并不如在偶数的情况下完美,但缺点并不严重。
然而,缺点会造成这种不对称形式比例减少,电极数量增加。
如果发电机显示n,电机就是n'极,电机速度就等于发电机两者与n./n''相乘。
  
  通常,电机速度取决于电极数,但是也存在异常情况。速度会受到该阶段中电路电流或电流脉冲,或每个脉冲或每组脉冲间的间距影响而发生改变。图18192021显示了一些可能存在的情况,在图中一目了然。图18显示了普遍的条件,也确保可以取得最好的结果。这样的话,如果典型式电机对图9中的插图加以阐明使用的话,那每个电路的完整波段就能引起电机的运动。图19中产生相同结果是受电路波段的影响,而且脉冲也相互交替; 20收到4条波段影响,而图21受到8条波段影响。
  通过这种方式可以获得满意的速度,也就能达到至少实际需求的范围。该系统具有这种优势,除了造成简单的结果外。电机的所有负载和直流电机是完全相同的。变压器的另外一个优势是它操纵电机的能力。他们能对构建进行相同修复,这将有利于引用电机和满足实际需要。它们的效率应该比如今的一些变压器要高,根据以下内容可以得出我的判断:
正如现在所构建的变压器一样,我们通过改变原电流和激磁电流的强度,产生电流。如果我们承认铁芯次级线圈诱导效应和单位时间内激磁电流强度变化成比例;原电流的任何延长给定变量会造成一定比例的损失。为了使电流强度迅速改变(这对高效诱导是必不可少的),使用了很多波动量;此次实践存在很多不利的因素:发电机成本增加、效率降低;预热铁芯能量浪费增加,由于铁芯使用不当,逆转太快,变压器输出降低。用图示法可以看出,特定相位诱导效应非常小,如果在以后的电流脉冲或电流波中出现间断,可能因此导致某段时间不动作。变压器两极转化,从而产生电流,诱导具有理想特征,常常保持在其快速行动。两极间的转化将比逆转耗费低能量。
 楼主| 发表于 2013-10-17 01:14:04 | 显示全部楼层
第四章
特斯拉多相系统修改和延伸
  在特斯拉先生早期与多相电流相关的文章和专利中,他主要致力于说明存在于对这项新工作偏见中的想法;但是他很快就通过一系列惊人的发明来对其进行了补充,人们可能认为这些发明是对特斯拉系统某些特征的修改和延伸。现在我们对其进行进一步处理。
在上一章中,我们已经向大家展示并描述了特斯拉电力传输系统和电能转化与分配系统,其中电机和变压器包含两个或多个线圈或线圈组,并且这些线圈和线圈组与交流发电机对应的线圈以独立电路连接,此系统操作通过独立电路中的交流电缓缓移动电机或转换器的两极或磁场效应最大点来完成。这些系统中,两个独立电路分别使用一个独立导体将发电机和设备连接起来,将传播电流转换为机械能或另一种性质的电流。但是,不总需要这样。两个或多个电路可能有一个公共的单回路或回线,如果丢失,可以忽略不计。
如果发电机有两个独立线圈,电机两个线圈或两个线圈组与其操作元素有对应关系,每个发电机线圈一个端子通过两个独立导体与电机线圈对应端子连接,那么各个线圈两个相反端子都与一个回线连接。以下描述为修改描述。图22是一个根据发明进行构建和电气连接的发电机、单电动机图表说明。图23是操作电机或转换器,和二者并联所使用的系统图,图24说明了两个或多个电机或转换器,或两者串联的操作方法。图22中,AA指定了一个交流发电机的磁场两极,在这种情况下,其电枢为圆柱形,安装在杆c上,纵向缠绕线圈BB’。杆c带三个接触环,a b c,将其中两个接触环b c,和每个线圈的一个端子e d连接起来。将剩下的端子f g和第三个接触环a连接。
在这种情况下,电机用四个线圈I I J J缠绕一个圆环H连接组成,这样他们组对运作,可以将这个圆环分成四个相等的极点。在磁环H内是一个圆盘,或是由两个线圈G G'(可能连接起来形成两个闭合线路)缠绕而成的筒形锥心。将两个线圈组端子j k分别和接线柱e' f'连接起来,将另外两个端子h i与接线柱D'连接起来。操作电机时,将发电机端子和电机端子用三根导线连接起来。
目前就运行模式而言,对两个电路来说单线D是一根普通的回线,当然它可能被看成是两根独立的线。在图解中,如图所示连接顺序,发电机线圈B’产生了最大电流,而线圈B产生了最小电流;因此,通过电线e、圆环b、电刷b’、导线E、端子E'、电线j、线圈I I、电线或端子D'、导线D、电刷a'、圆环a和电线f的电流固定在电机两个线圈I I中间的极线上;但是当线圈B’从产生少量电流的点移动时,而线圈B向磁场内移动时,产生更多电流。电流从线圈B通过装置,以字母d, c, c' F, F’ k, J J, i, D’, D, a’, a g所表示的电线和位置(如果由于两个线圈组的电流合成电机电极---即,其将按照电枢线圈的前进运动前进。发电机-电枢运动完成四分之一回转,线圈B’会移动到中间位置,线圈B移动到最大效果位置,当电极仅有线圈B控制时,电极会移动90度。此动作每完成整个回转的四分之一就会重复一次。)
当使用一台电机或其他装置时,它们可能并联或串联运转。图23中所示为以前的布置。电气装置为转换器,L,其中两组原线圈p r分别和干线F E(发电机的两个线圈电气连接)相连。交接电路,线长1米,完成上述连接,然后和普通的回线D连接。次级线圈p' p"在回路n o中,包括,白炽灯等。此图中只有一个转换器完全显示出来了,其它稍加说明。
当电机或转换器串联运行时,将电线EF从发电机引向第一个电机或转换器线圈,然后进行下一个,这样完成整个串联,然后接到单线D上,通过发电机完成两个电路。此为图24所示,图24J I代表电机两个线圈或线圈组。
当然还有同一个想法在其他条件下进行的。例如,如果电机或发电机各有三个独立电路,每个电路的一个端子和一根导线连接,其他三个端子和普通的回路导线连接。如上所述,此布局可以得到和一个发电机和一个电机有两个独立回路布置类似的结果。
当应用到这种带有一般电气接头的三种或多种诱导电路机器和电机时,三个或多个发电机端子就与电机上的端子简单连接到一起了。特斯拉先生说用这种方法得到的结果比上述详论的方法得到的结果效率低。
 楼主| 发表于 2013-10-17 01:15:05 | 显示全部楼层
第五章
熟悉类型连续电流电机发电机的使用
之前的描述假设了交流电机的使用(为了使磁极产生渐进运动,或产生独立磁场吸引力),电流生成线圈是独立的或单独的。根据特斯拉先生想出的应用方法,连续电流发电机的普通形式,可能应用在相同的工作当中。结构上有一些小修改,能表现出经济元素。
    在特定电机的杆上,代替或除常规换向器以外,可以获得和操作电路上一样多的绝缘接触环。现在,我们明白了操作发电机过程中,相位不同而产生的磁场力使线圈运动过程产生电流---也就是说,线圈不同的位置上,电流有一定的方向和强度---这在特斯拉电机或变压器中,励磁线圈中的电流应在强度和方向上有一定的变化。因此,下一步--- viz.,连接机器和接触环(上面没有电流)上的感应圈或生成线圈---仅由电气转化装置产生的电流(希望产生一个特定的结果)强度和方向决定。这可能会由多种方式来完成;但是为了说明原理,在图上我们只举出了将发明应用到广泛应用三个主要类型的机器的最经典的案例和最实用的方法。
  25图解了讲解了将发明应用到有名的闭合电路和连续电路机器上的模式。图26日是一个类似图解,它包含有一个独立线圈直接连接的电枢,或一般称为“开路”机器。图27所示为将发明应用到有公共节点的电枢-线圈机器上。
   
25中,A代表一个特斯拉电机或变压器,为方便起见,我们将其称为“转换器。”它包括四个独立线圈,CD(它们直径对置连接在一起,以便在圆环中建立自由极时成对协作)缠绕的环形铁心,B,每对将电极固定在距离另一对九十度的位置。圆环内可能有一个自闭线圈缠绕的电枢,E。目的是使具有相对强度和方向的电流通过线圈C D,来使磁效应最大点围绕圆环做渐进的移动或运动,从而使电枢保持旋转运动。因此发电机轴F获得了四个包含有集电刷a' b' c' d'(由线GGHH分别和线圈CD的终端连接)的绝缘接触环。
  我们假设,线圈D D接收最大电流,同时线圈C C接收最小电流,这样可以使极线在线圈D D中间。圆环a b因此连接到连续电枢-线圈的磁场中性点位置,或者连接到普通换向器刷的相应点,并且圆环a b中间存在潜力最大差;而圆环c d连接到线圈上的两点,期间不存在潜力差。
  如图所示,通过在等距点间进行连接可以获得最佳结果。圆环和线圈或电线J之间使用电线L很容易将线圈I连接到换向器K区。很明显用这种方法制作换向器时,换向器线圈会再在发电机线圈中产生电流相位。
  例如,将电弧转动九十度后,导体LL之前传输最大电流,由于其线圈位置的变化将接收最小电流,很明显,由于同一个原因线圈中的电流会在通过九十度电弧过程中从最大值渐渐降为最小值。在特殊的连接计划中,转换器磁极与发电机电枢线圈同时转动,就像特斯拉其他装置一样,无论励磁电路是由连续电枢线圈衍生来的还是由独立线圈衍生来的,得到的结果都一样。
  
  在图25中,在适当的中场位置虚线里所示为电刷M M。实践中,可以将电刷从由外源电流励磁的换向器和发电机磁场中移除,也可将电刷留在换向器上,但是需要去除励磁磁场或用于其他用途的转换电流。


  在已知“开路”类机器中,电枢包含有许多终端连接到换向器部分的线圈,线圈横穿电枢成对连接。图26代表这种机器。在这种机器里,每对线圈在一些已展示的发电机中的相位相同,很明显只有通过扩展属于每对线圈并能在使收集刷对准每部分的连续位置的换向器来操作特斯拉转换器时才有必要成对或成套使用它们。用这种方法可以从发电机上移除两个或多个电路,每个电路包含一对/套或多对/套所需线圈。
  26II代表电枢线圈,TT代表磁场磁极,F轴带动换向器(扩展形成连续部分a b c d)。a' b' c' d'代表去除交流电的连续部分电刷。M M代表收集刷,或者用于去除直流电的电刷。两对电枢线圈及其换向器如图所示使用;但所有的使用方法都类似。
  还有另一种含有三个或三个以上线圈A' B' C'的机器,电枢上有公共节点,自由端和换向器部分连接。这种形式的发电机如图27所示。这种情况下,发电机每个终端直接或间接和连续环a b c和收集刷a' b' c'连接,移除电机上的交流电。这种情况下,将平衡地置于发电机上的三个励磁线圈,A" B" C"用在电机或变压器效果更好,后者直接和这种线圈终端连接---当它们平稳的时候---或者使用电刷e'和接触环e。和其他情况一样,普通的换向器可以用于发电机和用于励磁发电机磁场或用于其他用途的电流。
 楼主| 发表于 2013-10-17 01:16:37 | 显示全部楼层
第六章
电机或发电机所需速度获取方法
  为了使用不同相位的交流电操作电机获得其所需速度,特斯拉先生想出了多种计划来满足这种情况的实际需求,调整他的系统使其适应多极交流电机器,让其在每次回转中产生大量电流逆转。
  例如,特斯拉先生指出为了适应一个特定的交流发电机,你可能会严格连接两个完整的机器,从而获得相位上必不可少的差异;或者你可能需要将两个电枢固定在有相同磁场影响和必要角位移的同一个轴上来使两个电流间产生适当的相位差异;或用电枢线圈将这两个电枢对称地绑在同一个轴上,但是受到按时置换的两套磁场的影响;或将两套线圈交替缠绕在同一个电枢上或用相同的方法可以发展带动电机转动的不同相位的电流。
   包含在这同一个想法范围内的另一个方法是为了建造磁极比发电机少的电机,一个发电机能以其自身的速率或不同速率来带动许多电机运转,在那种情况下,电机速度会比发电机速度大得多,由于磁极数量相对而言少了所以速率就高了。
  我们举个例子,大家可能就明白了。一个有两个独立生成线圈的发电机在两个磁极相反的磁极片间旋转;一个带有励磁线圈的电机能在任何给定的两个磁极间使电机转动起来。一个回转中产生四个逆转或脉冲的发电机,其中两个逆转在独立回路中发生;电机效果是磁极360度移动。很明显如果四个逆转在发电机每半个回转中以相同顺序产生,那么发电机完成一个回转,电机完成两个回转。通过给发电机增加两个中间极或用上面其他同等方法改变它很容易就能实现。这个规律同样适用于多极发电机和电机。
  例如,如果一个发电机有两个电路,每个电路在一个回转中都产生12个电流逆转,并且这些电流能直接通过电机的独立励磁线圈,其线圈始终产生12个磁极,它们两个同时转动;但是如果电机-线圈产生6个磁极,发电机移动元素转动一次, 电机移动元素转动两次;或如果电机有四个磁极,电机转动速度是发电机的三倍。
  这里展示了理解这个原理必要的特征。图28是一个根据发明建造的发电机图表解说。图29是一个根据类似观点建造的电机。图30是一个新构造发电机图。图31为相应电机特征图。图32是适应以各种速度运转的几个电机和一个发电机系统图。
  28中,C代表一个圆柱形电枢芯,它与绝缘线圈AA(串联)纵向缠绕,串联终端在轴G上与收集环相连。通过这个轴,电枢可以在环形磁场D的磁极之间转动,与线圈E(磁化投影)缠绕形成极投影,线圈E包含在发电机F电路中,磁场通过线圈E励磁。这样建造的机器称为交流发电机。为了使这种发电机适应他的系统,特斯拉先生将第二套线圈BB缠绕在电枢C上第一套线圈中间,换言之,一套线圈和磁场中的磁极在这种相对位置上,能产生最小电流。线圈B也串联到两个连接环上(一般在与电枢相反的一端的轴上)。
29所示电机有一个环形磁场H,有由线圈I 缠绕的四个磁极片。电枢和发电机构造类似,但是在闭合电路上有两组线圈和磁场中减少的磁极对应。从上述内容很明显可以看出产生每个电路8个电流脉冲的发电机电枢回转产生电机电枢两个回转。
  这种发明原理的使用不局限于任何特定的机器形式。这个原理适用于图3031中所示的任何一个发电机和电机。图30中,J J是一个用线圈K缠绕的环形磁极,和一个发电机(提供电流维持磁场力)接成电路。在这些机器的一般构造中,电枢-导体L框架合适,可以在磁场JJ或磁极之间转动。磁场能量很足,可以使串联间相反磁极交替转换,导体C旋转时,电流脉冲结合在一起或者一个添加到另一个上面,在特定位置上导体产生的都在同一个方向上。为了使这样的机器适应于他的系统,特斯拉先生增加了第二套感应导体M,相反地,特斯拉系统中使用的特斯拉电机的任何形式都能用发电机来运行。
  31意欲展示一个和图30所示机器对应的一个电机。电机构造与发电机构造相同,如果将两者连接,它们会同时运转。J' J'是磁场,K'是其线圈。L'是一个电枢-导体,M'是另一个。
   
  32所示为另一种形式机器图解。这种情况下,发电机N由一个缠绕24匝线圈P P'的静环O,两个电路串联的交替线圈组成。这个圆环内有一个圆盘或鼓Q,发电机R中包含缠绕励磁线圈的投影Q’。通过运转圆盘或圆柱,线圈P P'产生交流电,来带动几个电机运转。
  电机由一个缠绕两套励磁线圈T T'的圆环或环形磁场s,和缠绕线圈V的电枢U(投影U')组成,所有的都在一个闭合电路或独立闭合的电路里串联。
   假设12匝发电机线圈P在相反方向交替缠绕,使同一套两匝相邻线圈在圆环O上产生一个自由极,12匝线圈P'以类似方式缠绕。圆盘或圆柱Q一个单个的回转,及其12个极性相反的极投影在每个回路W W'中产生12个电流脉冲。同理有16匝线圈或8个自由极的电机X转一圈半,与其类似的发电机转一圈。电机Y,有12匝线圈或6个磁极,是发电机旋转速度的两倍。电机Z,有8匝线圈或4个磁极,是发电机转速的三倍。多极电机有一个特性,具有很大的优势。例如,电机X,如图32所示,8个磁极或者两两相反或者在给定时间内两两相同,两两相反。这通过适当的电气连接很容易得到。这种变化的效果和降低磁极数量的一半,从而将特定电机速度提高两倍是一样的。
 楼主| 发表于 2013-10-17 01:18:50 | 显示全部楼层
显而易见的是,特斯拉变压器有独立的一次电流可用于介绍发电机。它的启动可以说是相对于该装置来说的,我们现在描述的发电机和电动机是在每个极数都为偶数而不是奇数的情况下最完美,协调地运转。如果情况不是这样的话,那在极数很大时,不均匀的运转肯定不明显;虽然这在某种程度上被特殊条款修正了,但在这没有必要进行解释了。还有另外一个原因,理所当然的是,如果发动机的电极数比发电机的电极数多得多的话,发动机就比发电机要旋转得慢。



  在本章中,我们包括了特拉斯发明关于避免大型发电机必要高速的方法。为了取代发电机电枢的高速旋转,他以不同速度操纵其他发电机,通过一部分发电机磁极的旋转得出卓有见效的结果。效果与高轮换率带来的效果相同。



在这种情况下,发电机提供用于操作电机或变压器的电流,它是一个细分环或磁环绕在四个直径相反的线圈,如果33中的EE'。



                环是由圆形的电枢铁芯沿着纵向绕在两个独立线圈Ff'上,它的两端分别连着电枢轴上的两对绝缘触点或集电环DD' GG',集电刷d d'  g g' 分别连接着这些环,并通过两个独立的线路m m'传送电流。在主线上,可能包含了一个或多个电机或变压器,或两者都有。如果使用发动机,他们通常形式是特斯拉构造的独立线圈或线圈组 J J',分别包括了电路 M M',这些通电线圈绕在一个环形或环形场或杆片上,并通过穿过循序渐进地转变两极之间磁性来运转交流电。发动机的鼓形电枢H与两条线圈成垂直地绕在一起,这样就形成了单独的闭合电路。

如果使用变压器,其中一组初级线圈,N N,把它们绕在一个连接到电路像m'的环形或磁环上,而其它初级线圈,NN'连接到电路m上。 次级线圈k k'可以用于运转许多组白炽灯p p' 。

              

Fig. 33.




               

  采用发电机励磁机。这包括永久磁化的两极A A,电池或其它发电机连续电流的励磁,圆柱形电枢铁芯安装在轴B上或绕在纵向线圈c c'上。这些线圈的每一端都分别连接在集电环b c 上,而另外一端都连接在环a 上。集电刷b' c'分别连接着导体L L,通过线圈E到发电机E传送电流。相对刷形a' 而言,L'是普通的回线。这样形成了两个独立电路,包括了励磁机线圈C和发电机E E, 另外一个是励磁机线圈c' 和发电机E'E'。 它源于励磁机的操作能产生环形磁场铁芯磁极的渐进运动, 电极的转移和旋转运动与励磁机电枢的旋转是同步的。鉴于因此建立的系统运转状态,我们可以发现,当励磁驱动时可以使发电机场地得到通电,如果后者的电枢没有自由地转动,它旋转的速度和励磁几乎相同。如果发电机电枢线圈f f'把它们封闭起来或使它们短路,至少在理论上,电枢线圈不会产生电流。在实践中,可以发现有轻微电流的存在,这些电流可归咎于发电机环磁极强度上或多或少的明显波动。因此,如果穿过发动机关闭了电枢线圈F F',后者将不会能逆转,只是发电机电枢的运动和该场地的磁极的励磁是同步的。相反,如果用任何的方法检查发电机电枢的速度,那样该场地电极的转移或旋转变得相对迅速,电流将能在电枢线圈上受到感应。这显然是可以把电力线传递到电枢导体。磁极的旋转速度越快,那磁极的旋转速度就相对更迅速,线圈的电流会一项接着一项发生,并且其中的发动机会旋转越快,这样循环往复,直到电枢发电机完全停止,在发动机制动时,如果妥善建造,也能以发电机磁极的旋转速度运行。



  电流的有效强度是产生于发电机电枢线圈,而它是取决于通电发电机的电流强度和每单位时间发电机的磁极旋转数;因此发动机的电枢速度将取决于所有发电机的电枢和磁极的相对速度。例如,如果电极在每单位时间旋转了2千次和电枢转了800,发动机就转了将近1200次。这样微妙的平衡就能说明这些微小的速度差别。



  现在假设电源能通电到发电机电枢上,可以把它旋转在相反方向,这样磁极就能旋转。在这种情况下,其结果将类似于发电机电枢和磁场的磁体在相反方向的旋转,由于这些条件,电机电枢的旋转速度等同于在发电机的电枢与磁极上旋转速度的总和,这样发电机电枢以比较低的速度就能在发动机上产生在较高的速度。



  人们观察到,通过次级电路上的多弧或变压器电路和电枢电路的电流强度大大提高来检查发动机速度或增加转换设备,该系统会减少发电机电枢的外部电路电阻。这是由两个原因造成的:第一,发动机和发电机速度的巨大差异,其次,设备和变压器相似,因为它们的电枢电阻成一定比例,二次回路的减少,在该场地电流强度或发电机初级电路的增大,以及电枢电流相应地增强。出于类似的原因,在电枢和磁极以相同或相反的方向运转时,发电机电枢线圈的电流迅速地增大。



                从上面的描述得出,电枢发电机可以在磁极转移的方向运转,但是发动机速度在这样的情况下更快,它等同于两比率间的区别。
 楼主| 发表于 2013-10-17 01:19:52 | 显示全部楼层
第七章
旋转电流电机稳流器
  特斯拉先生已设置了调节和倒转的有趣设备,目的是改变多相发动机的速度。它是由转换器或是由关于其他能运转的变压器组成,据此,改变了感应关系,既要手动,也要自动,是为了改变感应电流的强度。特斯拉先生更喜欢以这种方法构建该设备,感应或二次元件可能相对于其他的与设备来说,它是移动的;而这个发明迄今仅仅涉及设备本身的构造组成,实质上,在组合方面,由两个相反的磁极组成,而电枢绕在绝缘的线圈和安装在轴上,这样它可能会转向两极产生的场地内所需要的程度。二次元件中心的正常位置,是它完全靠近基本元件两极之间的磁路,在这个位置上,其线圈能获得初级线圈上感应运动最有效位置;但是把可动铁芯转移到其中一边,由线圈供应的感应电流变得更弱了,直到上述铁芯和线圈成90°运动,这将不能提供电流。
34是稳流器的正面图。图35是机内的一个局部剖视图。图36是展示稳流器应用于发动机普通形式最便捷的方式,而图 37是一个类似图展示了特斯拉交流电机设备的应用。可用许多方法来构建稳流器以取得有效的结果,但是,也许最好的形式是在图34和图35
  A代表铁框,BB是感应线圈或初级线圈c c的核心。D是把轴安装在棒材上的D' ,在这个上可以获得组合式铁杆F,把它绕在是感应线圈或初级线圈F上,它的回旋与轴上的轴线是平行的。中心的末端紧紧交在一起,这样能两电极间的距离紧密结合在一起和中心E可以转到或牵制在任何想要的点上。A操纵G是为了使得这个轴上突出的末端D能用于这一目的。



  36 H代表一个普通的交流发电机,其中场磁体受到了合适电流源i的唤起。J指定一个普通的具有电枢K,整流器L和场磁体 M的电子磁电机。众所周知,这样的发动机,如果它的场磁体中心被划分在绝缘部分,这实际上受到了交流电的操纵;但使用这个发动机的稳流器,特拉斯概括成发动机的元素之一-也就是电枢线圈-这个发电机的主电路,以普通方式连接刷形和换向器。他还概括了稳流器的元素之一-固定线圈-以相同的电路,并以稳流器的二级线圈或可移线圈,他把发动机的励磁线圈连接在一起。他还喜欢使用灵活的导体连接稳流器的二级线圈,从而避免了使用滑动触点或滑动环,但却不干扰中心的必要运动。
  如果稳流器放置在正常的位置上,或是它的磁路在最近位置关闭了,它就能提供最大需要电流,虽然场地和电枢都受到了主电流的唤起,但该阶段与将运转发动机的初级电流相对应。
  为了改变发动机的速度位于最低和最高利率之间的任何利率,在一定程度上,中心E和线圈F要向两个方向之一旋转,这样就能产生预期的结果,由于在正常位置上,线圈F的回旋围绕着最多的磁力线,这些磁力线在线圈上以相同效应在运转;因此它男人能够提供最大电流;但是通过旋转线圈F脱离发生最大效应的磁力线位置,绕在上面的磁力线就会减退。因此,感应效应受损,并且通过线圈F传送的电流会继续与线圈F成角度的比例而减弱,直到穿过九十度的角度后,线圈的回旋将会与那些线圈c c 成直角,而感应效应会被减弱到最小。
顺便谈谈某些构建,其他原因也可能影响电流的强度变化。例如,在目前情况下,我们可以发现,首先,在线圈F运转时,它的一部分构建,超出磁力线影响的线也会在被带动运转,而那些线的磁路或电路也受到损坏;因此感应效应就会减少。第二,通过一定角度运转,卷线轴或线圈F就显然能决定它们的相对大小,线圈方向的斜对面同时包括了在场地范围内,但是这些线的位置可以在相应位置上能产生部分线圈的脉冲,反之,在斜对面也能相应的脉冲;因此部分电流会和其他电流相抵销。
如前所述,该设备的机械结构可能会大大地改变;但是原理的必备条件将满足任何仪器,相对于另外一个效应来说,其中部分元素的运转都能通过改变两个元素类似的方式来描述它们间的感应关系。
               
    还应指出的是线圈E对于操作稳压器是不可或缺的;但它的存在显然是有利的。然而,这种稳压器,在转换电机能力方面有一个重要特性,因为如果线圈F完成半个回转后,其回旋的位置相对于两个线圈CC和磁力线来说是相反的,结果电流相位也会颠倒。这将使电机向相反方向旋转。这种稳压器应用到特斯拉先生的交流电使用系统也具有很大的优势,这个系统中,独立电路(交流电以适当的顺序和关系通过)中作用到励磁线圈磁场的结合作用,使电机磁场的磁极逐步移动。
  37中,P代表一个特斯拉发电机,它的电枢上有两个独立线圈P' P"T为电机,它有两个或两套独立线圈R R'。发电机一个电路S' S'包含一套电机励磁线圈R' R',而另一个电路S S包含有稳压器原线圈。稳压器次级线圈包括电机其他线圈R R
  稳压器次级线圈在其正常位置上,产生最大电流,为电机提供最大转动效果;但是这种效果会随着稳压器线圈F转动的角度改变而消失。电机也会根据线圈C C位置的颠倒而颠倒,因此发电机产生的电流相位也会颠倒。这改变了磁极的移动方向,电枢随着磁极的移动而移动。
   
  这种校准计划的主要优势之一在于它的经济力量。当感应线圈产生最大电流时,原线圈中的最大能量被吸收了;但是当感应线圈从原来的位置转动之后,原线圈自感应降低了能量消耗,节省了电力。
  很明显在实践中线圈C C或线圈F可能会被用作原线圈或次级线圈,其相对比例也会变化产生任何施感电流和感应电流中的期望差异或相似度。
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