Вот Страница А-25 из книги Никола Тесла. Лекции, статьи
Действие завихряющихся токов можно применить для возбуждения машины любой конструкции. Например, на Рис. 2 и 3 показаны устройства, при которых можем возбуждаться машина с дисковым якорем. Здесь некоторое число магнитов, N S, N S, располагается радиально с каждой стороны металлического диска D, несущего на своем ободе множество изолированных катушек, C C. Магниты образуют два отдельных поля, внутреннее и внешнее, диск вращается в поле, ближайшем к оси, а катушки - в поле, дальнем от нее. Допустим, магниты слабо возбуждены в начале. Их может усилить воздействие завихряющихся токов в диске может их усилить, чтобы создать более сильное поле для периферийных катушек. Хотя несомненно, что при соответствующих условиях машина может возбуждаться таким или подобным ему образом, и этому утверждению есть достаточное количество экспериментальных доказательств, такой способ возбуждения был бы неэкономичным.
Но такое униполярное динамо или мотор, как показано на Рис. 1, можно эффективно возбуждать просто нужным образом разделив диск или цилиндр, в котором идут токи, и вполне можно избавиться от обычно используемых катушек возбуждения. Такая схема приведена на Рис. 4. Диск или цилиндр D вращается между двух полюсов N и S магнита, который полностью покрывает обе его стороны, - контуры диска и полюсов изображены окружностями d и d1 соответственно, верхний полюс для ясности не нарисован. Сердечники магнита предполагаются полыми, чтобы через них проходила ось C. Если непомеченный полюс будет находиться снизу, и диск будет вращаться по часовой стрелке, то токи, как и до этого, будут течь из центра к краю, и их можно снимать скользящими контактами, B и B1, расположенными соответственно на оси и на краю. В такой компоновке ток, текущий через диск и внешнюю цепь, не будет оказывать заметного влияния на возбуждающий магнит.
Рис. 4.
Но давайте предположим, что диск подразделен спирально, как показан сплошными или пунктирными линиями на Рис. 4. Разница потенциалов между точкой на оси и точкой на краю будет оставаться неизменной, как по знаку, так и по величине. Единственная разница будет в том, что вырастет сопротивление диска, и в том, что будет большее падение потенциала от точки на оси до точки на краю, когда тот же ток будет проходить через внешнюю цепь. Но поскольку ток будет вынужден следовать разделяющим линиями, мы видим, что он будет стремиться либо возбуждать, либо развозбуждать поле, и это будет зависеть, при прочих равных условиях, от направления линий разделения. Если разделение будет сделано по сплошным линиям на Рис. 4, то очевидно, если ток течет в том же направлении, что и раньше, то есть от центра к краю, его влияние будет усиливать возбуждающий магнит. Тогда как если разделение будет сделано по пунктирным линиям, то генерируемый ток будет стремиться ослабить магнит. В первом случае машина будет способна возбуждать сама себя, когда диск вращается в направлении стрелки D; в последнем случае направлением вращение должно быть изменено на обратное. Два таких диска можно скомбинировать, как показано, причем два диска будут вращаться в противоположных полях и в одном и том же или в противоположных направлениях.
Такое подразделение можно, конечно, сделать и в такой машине, где вместо диска вращается цилиндр. В таких униполярных машинах можно, как описано, убрать обычные катушки возбуждения и полюса, и машина будет состоять только из цилиндра или двух дисков, заключенных внутри металлической отливки.
Вместо спирального разделения диска или цилиндра, как это показано на Рис. 4, более удобно поместить один или два витка между диском и контактным кольцом на краю, как показано на Рис. 5.
Таким способом может, например, возбуждаться динамо Форбса. По опыту автора было обнаружено, что вместо снятия тока как обычно скользящими контактами с двух таких дисков лучше использовать проводящую ленту. В этом случае диски снабжаются большими фланцами, дающими очень большую поверхность контакта. Ленту следует делать так, чтобы она удерживалась на фланцах давлением контактных пружин, чтобы компенсировалось растяжение. Два года назад автор построил несколько машин с ленточными контактами, и они удовлетворительно работали. Но из-за нехватки времени работа в этом направлении была временно приостановлена. Ряд особенностей, о которых написано выше, также были использованы автором в связи с некоторыми видами моторов переменного тока.
ссылка на книгу rutracker.org/forum/viewtopic.php?t=1824657
Ссылка
Рис. 4
А также его Патент США № 406968
Патентный Офис Соединённых Штатов
Никола Тесла "Динамо Электрическая Машина"
№ 406968 Запатентовано 16 июля 1889
Извлечение:
Да будет известно, что я, Никола Тесла, из Smiljan, Lika, на границе Австро-Венгрии, подданный Императора Австрии, и резидент города Нью-Йорка, штата Нью-Йорк, изобрел некоторые новые и полезные усовершенствования в генераторе с самовозбуждением или для электрических машин "магнето", которые следуют из спецификации и сопровождающих рисунков.
Это изобретение касается класса электрических генераторов, известных как "униполярные", в которых диск или цилиндрический проводник установлены между магнитными полюсами, приспособленными, чтобы произвести приблизительно однородное поле. В вышеназванных устройствах или в машинах с дисковым якорем токи, наведенные во вращающемся проводнике, текут от центра к периферии, или наоборот, согласно направлению вращения или силовых линий в зависимости от знаков магнитных полюсов. Эти токи снижаются, проходя соединения или щетки, приложенные к диску в точках на его периферии и около его центра. В случае машины с цилиндрическим якорем токи, наведенные в цилиндре, снижаются щетками, приложенными к сторонам цилиндра на его концах. В порядке повышения эффективности ЭДС возможной для применения в практических целях, необходимо или вращать проводник с очень высокой скоростью или использовать диск большого диаметра или цилиндр большой длины; но в любом случае становится трудно гарантировать, и сохранять хороший электрический контакт между коллекторными щетками и якорем, вследствие высокой взаимной скорости.
Было предложено соединить два или больше дисков вместе последовательно с целью получения более высокой электродвижущей силы; но с соединениями, применяемыми прежде и использующими другие скорости и размеры диска, необходимого для обеспечения хороших результатов эта трудность - все еще чувствительна, чтобы быть серьезным препятствием к использованию этого вида генератора. Я попытался это преодолеть и для этой цели я сконструировал машину с двумя областями, каждая из которых имеет вращающийся проводник установленный между магнитными полюсами, но с применением того же принципа, описанного выше для обеих форм машины, и поскольку я предпочитаю использовать форму диска, я опишу здесь именно такую машину. Диски изготовлены с фланцами, на манер шкивов, и связаны вместе гибкими проводящими лентами или ремнями.
Я предпочитаю конструировать машину так, чтобы направление магнетизма или направления полюсов в одном силовом поле является противоположным другому, так, чтобы вращение дисков в том же самом направлении развивало ток в одной форме от центра к окружности и в другой от окружности к центру. Поэтому контакты, приложенные к валам, на которые установлены диски имеют вид клемм и электродвижущая сила на них является суммой электродвижущих сил двух дисков.
Я привлек бы внимание к очевидному факту, что, если направление магнетизма в обеих областях, то же самое то будет получен тот же самый результат как выше, при вращении дисков в противоположных направлениях и при пересечении соединительных лент или ремней. Этим способом избегают трудности обеспечения и поддержания хорошего контакта с перифериями дисков, и дешевая и долговечная машина сделана, она является полезной для многих целей - для возбуждения генераторов переменного тока, для двигателя, и для любой другой цели, для которой используются машины генераторы с самовозбуждением.
Специфику конструкции машины, которую я только что, в общем описал, я иллюстрировал в сопровождающих рисунках, в которых - Fig.1 является видом сбоку, частично в сечении, моей улучшенной машины. Fig.2 - вертикальное сечение того же самого перпендикулярно к валам.
Чтобы сделать корпус с двумя силовыми магнитными полями, я отливал основание с интегрированными двумя частями магнита - полюсами B и B' . К корпусу я присоединял болтами E к отливке D, с двумя подобными и соответствующими частями магнита - полюсами C и C'. Части полюса B и B' предназначены для производства силового поля определенной полярности, а части полюса C и C' предназначены для производства силового поля противоположной полярности. Валы управления F и G пронзают полюсы и вращаются в изолированных подшипниках в отливке D, как показано.
H и K - диски или генерирующие проводники. Они изготовлены из меди, латуни, или железа и прикреплены к соответствующим валам. Они снабжаются широкой периферийной, отбортовкой J. Конечно, очевидно что диски могут быть изолированными от их валов, если нужно. Гибкий металлический пояс L проходит через фланцы двух дисков, и, если нужно, может использоваться, чтобы вращать один из дисков. Я предпочитаю, однако, использовать этот пояс просто как проводник, и для этой цели может использовать тонколистовую сталь, медь, или другой соответствующий металл. Каждый вал, снабжается шкивом управления М, через который передается мощность извне . N и N - клеммы. Ради четкости их показывают, как предусмотрено с пружинами P, которые касаются концов валов. Чтобы эта машина само возбуждалась, могут использоваться медные полосы вокруг ее полюсов, или проводники любого типа, показанные на рисунках.
Я не ограничиваю мое изобретение только показанной здесь конструкцией. Например, не обязательно, чтобы строго соблюдались указанные материалы и размеры. Кроме того, очевидно, что проводящая лента или ремень могут быть скомпонованы из нескольких меньших лент и что правило соединения описанное здесь может применяться на более чем два диска.
Я патентую следующее:
1. Электрический генератор, состоящий из комбинации, с двумя вращающимися проводниками смонтированных в униполярных полях, гибкого проводящего ремня или пояса, проходящего вокруг периферий вышеназванных проводников, как здесь сформулировано.
2. Комбинации, с двумя вращающимися проводящими дисками, имеющих отбортовку на периферии установленных в униполярных полях, гибкого проводящего ремня или пояса, проходящей вокруг фланцев обоих дисков, как сформулировано.
3. Комбинация независимых наборов возбуждающих магнитов, приспособленных, чтобы сохранить униполярные области, проводящих дисков, установленных, чтобы вращаться в указанных полях, независимого механизма передачи для каждого диска, и гибкого проводящего ремня или пояса, проходящего вокруг периферий дисков, как сформулировано.
