Техника - молодёжи 1954-09, страница 33

Сопоставляя описание электродвигателя, приведенное в «Северной пчеле», с рисунком электродвигателя из книги Ленца, можно сделать вывод, что в книге Ленца изображен один из сорока элементарных электродвигателей, установленных Якоби на «электрическом боте».

На основе этих данных мною воспроизведена на рисунке 3 реконструкция электродвигателя Якоби образца 1838 года.

Для питания электродвигателя на «электрическом боге» Якоби было установлено 320 гальванических элементов. Построенный Якоби в 1838 году вертикальный сдвоенный электродвигатель развивал мощность около 500 ватт.

При этой мощности он имел высоту 1 219 мм. Если бы Якоби построил электродвигатель такой мощности без разворота магнитной системы в одну плоскость, а основывался на первоначальной конструкции своего электродвигателя образца 1834 года, то высота такого электродвигателя при той же мощности была бы около 8 метров.

Новую конструкцию электродвигателя Якоби следует рассматривать как дальнейший прогресс в создании электродвигателей. Дальнейшее улучшение конструкции электродвигателей этого типа было сделано В. Кайдановым в 1839 году.

ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ В. КАИДАНОВА

В 1835 году Владимир Кайданов окончил Царскосельский лицей. Как он сам пишет: «...Для большего усовершенствования себя в науках слушал еще лекции в Императорском С.-Петербургском университете в продолжение двух лет (1838—1840). В это время я, хотя и с недоверчивостью к своим силам, принял на себя решение задачи, предложенной Советом Императорского С.-Петербургского университета: «Какие взаимные отношения существуют между разными гальваническими токами и между токами и магнитами?» Это свое решение В. Кайданов выполнил и в 1839 году написал диссертацию, озаглавленную «Рассуждение о взаимных отношениях гальванических токов и магнитов». Работа В. Кайданова была удостоена золотой медали и по решению Совета университета была напечатана. В этой работе Кайданов знакомит русских читателей со всеми последними достижениями того времени в области электротехники и магнетизма.

Э. X. Ленц о работе Кайданова дал весьма хороший отзыв и содействовал ее опубликованию.

Из рассмотрения конструкции электродвигателей того времени Кайданов делает следующие выводы: в этих электродвигателях обмотки всех подвижных электромагнитов постоянно обтекаются током. В то же время при больших расстояниях между подвижными и неподвижными полюсами электромагнитов сила взаимодействия их весьма невелика. Чтобы уменьшить потери на бесполезное нагревание обмоток подвижных электромагнитов, следует питать током обмотки подвижных электромагнитов только тогда, когда концы подвижных электромагнитов находятся вблизи от полюсов неподвижных электромагнитов. Поэтому Кайданов предложил свой электродвигатель, разработанный им в двух вариантах (см. рис 4 и 5; рисунки выполнены автором).

Рис. 3. Электродвигатель Якоби 1838 года. В деревянной станине, образованной одной средней стойкой 1 и двумя боковыми стойками 2> установлены 40 электро-двигателей, подразделен-ных на две группы. Каждая группа 20 штук электродвигателей установлена на общем вертикальном валу и имеет общий коммутатор 3. Неподвижная часть каждого электродвигателя пред~ ставляет собой кольцо, составленное из Двух электромагнитов 4, изогнутых по дуге окружности и скрепленных между собою латунными скобами 5. Подвижная часть каждого из электродвигателей составлена из четырех электромагнитов 6, укрепленных на втулке.

ПЕРВЫЙ ВАРИАНТ (рис. 4).

«тродвигатель имеет шестнадцать Ьомагнитов 1, укрепленных в де-ркй втулке 2, насаженной на ■ильный вал 3. Неподвижные фомагниты 4 и 5 выполнены в виде дуги полуокружности и установлены на деревянных подставках 6. Коммутатор 7 имеет 16 металлических пластин, взаимно изолированных друг от друта. Роликовые контакты 8 и 9 установлены диаметрально на коммутаторе 7. Обмотки неподвижных электромагнитов включены всегда последовательно с двумя соответствующими обмотками подвижных электромагнитов.

Во время работы электродвигателя всегда только два подвижных электромагнита 1, находящихся в этот момент ближе всех к полюсам неподвижных электромагнитов 4 и 5, подключены к питающей гальванической батарее.

Если сравнить величины вращающего момента каждого из сорока отдельных электродвигателей Якоби, смонтированных в вертикальном электродвигателе образца 1838 года, с вращающим моментом электродвигателя В. Кайданова, выполненного по второму варианту, то при одинаковых уело- Рис, 4. Электродвига-виях в отношении диаметров и магнит- гель Кайданова. ных масс электродвигатель Кайданова

имеет в четыре раза больший момент. ВТОРОЙ ВА

РИАНТ (рис. 5). С целью уменьшения веса вращающейся части электродвигателя и увеличения вращающего момента, в этом электродвигателе имеется только один подвижной электромагнит 1, укрепленный на оси 2. Этот электромагнит 1 вращается в узкой щели, образованной 32 неподвижными электромагнитами 3 и 4, установленными на щитах 5 и 6. Электрический ток от гальванической батареи поочередно подводится к подвижному электромагниту 1 и к неподвижным (по четыре на сторону) электромагнитам. Остальные неподвижные электромагниты поочередно подключаются по мере приближения к ним подвижного электромагнита.

Здесь следует отметить, что предложение Кайданова уменьшить расстояние, на котором происходят взаимодействия электромагнитов в электродвигателе, а также включение в цепь тока обмоток электромагнитов в моменты их сближения было сделано им на год раньше, чем то же было предложено У. Кларком в Англии.

Особо следует отметить заслути Якоби и Кайданова в развитии конструкции коммутирующих и токоподводящих устройств. Для своего первого электродвигателя Якоби сконструировал вращающийся коммутатор, у которого контактирующие элементы были выполнены в виде металлических деталей, не имеющих амальгамированных поверхностей.

Коммутатор Якоби 1834 года и его токоподводящее устройство, выполненное в виде качающихся неравноплечных металлических рычагов, представляет собой прообраз современного коллектора и щеток. Дальнейшее существенное усовершенствование коммутатора и щеток было сделано Кайдановым в 1839 году. Он предложил выполнить коммутатор в виде кольца с взаимно изолированными металлическими пластинками. В качестве щеток он применил подпружиненные металлические ролики 9 и 10, контактирующие с пластинками коммутатора 7 и 8. Эта конструкция коммутатора и токоподводящих роликов нашла применение в магнитоэлектрических генераторах Холмса.

Изобретение Якоби в 1834 году первого электродвигателя с непосредственным вращением якоря, снабженного вращающимся коммутатором, и изобретение Кайдановым в 1839 году кольцевого многопластинчатого коммутатора и роликового токоподводящего устройства являются значительным вкладом русской технической мысли в создание современных конструкций электрических машин, коллекторов и щеток.

Рис. 5. Электродвигатель Кайданова.