Первые конструкции электродвигателей постоянного тока. Часть 3

Электродвигатель Девенпорта

В 1837 т. американский техник Т. Девенпорт также построил электродвигатель с непосредственным вращением якоря, в котором взаимодействовали подвижные электромагниты с неподвижными постоянными магнитами. В этой конструкции были некоторые прогрессивные идеи, на которые по-видимому, обратили внимание конструкторы электродвигателей, в том числе и Б. С. Якоби.

Электродвигатель Девенпорта имел четыре горизонтальных крестообразно расположенных электромагнита, укрепленных на деревянном диске, жестко связанном с вертикальным валом. Эти электромагниты были расположены внутри двух постоянных магнитов в форме полуокружностей, опирающихся на деревянное кольцо; магниты соприкасались одноименными полюсами и создавали кольцо с двумя полюсами: N и S.

На особой подставке были расположены медные пластины, разделенные посередине изоляцией. К ним подводился ток от источника питания. Концы последовательной обмотки каждой пары электромагнитов имели пружинящие контакты. Взаимодействие электромагнитов и постоянных магнитов приводило электродвигатель в работу, причем полярность электромагнитов в соответствующие моменты изменялась при помощи мощи коммутатора.

Новый двигатель Якоби 1838 г.

Двигатель Якоби конструкции 1838 г. представлял собой комбинацию 40 небольших электродвигателей, объединенных по 20 шт. на двух вертикальных валах, установленных в деревянной станине. Неподвижная часть каждого электродвигателя состояла из двух электромагнитов, изогнутых по дуге окружности и скрепленных между собой скобами из немагнитного материала; эти скобы привинчивались к деревянной станине. Каждый из таких электромагнитов занимал по длине четверть окружности кольца.

Подвижная часть отдельных электродвигателей была составлена из четырех электромагнитов, расположенных крестообразно на специальной втулке. Для питания током обмоток электромагнитов на «электрическом боте» были установлены гальванические элементы.

Изменение направления тока в обмотках подвижных электромагнитов осуществлялось коммутаторами, аналогичными коммутатору первого электродвигателя, описанному выше. Посредством конических шестерен вращение с вертикальных валов передавалось на горизонтальный, на котором укреплялись гребные колеса, расположенные по обоим бортам «электрического бота».

Знакомство с этой конструкцией электродвигателя показывает, что Б. С. Якоби пошел то пути механического соединения определенного числа элементарных машин. Эта работа Якоби отражала типичную для середины прошлого века тенденцию в развитии электрических машин, когда ученые, не найдя еще качественно новых решений, пытались удовлетворить потребности практики простым комбинированием большого числа существовавших машин.

Технико-экономические характеристики первых электродвигателей

Испытания электродвигателей Якоби, установленного на боте обнаружили, что при питании электродвигателей током от гальванических батарей механическая энергия получается чрезмерно дорогой; вследствие этого была признана крайняя неэкономичность электродвигателей - на данном этапе развития электротехники.

Необходимо отметить, что основным недостатком гальванических батарей является их малая энергоёмкость (т. е. малая мощность на единицу веса), вынуждавшая использовать очень большое число батарей, что для многих транспортных установок является неприемлемым. Так, например, на боте Якоби вначале было установлено 320 гальванических элементов.

Практическое применение первых двигателей

Произведенные опыты, а также теоретическое исследование электрической машины привели Якоби к очень важному для практики выводу: разрешение вопроса о более или менее широком применении электродвигателей находится в прямой зависимости от удешевления электроэнергии, - т. е. от создания генератора тока более экономичного, чем гальванические батареи.

Однако и в тех условиях, когда питание электродвигателей могло осуществляться лишь при помощи гальванических элементов, на практике были случаи, когда выгоднее было устанавливать электродвигатель, чем агрегат для получения механической энергии от парового двигателя. Поэтому в 50-х и 60-х годах в некоторых отраслях производства электродвигатель иногда находил применение.

В качестве одного из примеров можно указать типографии. В то время большинство производственных операций в типографиях велось либо ручным способом, либо на машинах с ручным приводом. Появление крупных печатных машин потребовало привода от двигателя. Для одной крупной печатной машины, обычной для типографии того времени, работавшей к тому же периодически, а не в течение целого рабочего дня, проще было использовать электродвигатель.

В этих и аналогичных случаях практики за рубежом имел некоторое распространение электродвигатель Французского электротехника П. Г. Фромана.