tesla - 00382279 (motor electro-magnÉtico)

7/30/2019 TESLA - 00382279 (MOTOR ELECTRO-MAGNTICO)

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OFICINA DE PATENTES DE ESTADOS UNIDOS

NIKOLA TESLA, DE NUEVA YORK, N. Y., CEDENTE DE 1/2 A CHARLES F. PECK, DEENGLEWOOD, NUEVA JERSEY.

MOTOR ELECTRO-MAGNTICOEspecificacin formando parte de patente N 382.279, de fecha 01 de mayo de1888.

Aplicacin presentada el 30 de noviembre de 1887.N de Serie. 256.501. (Ningn modelo).

A quienes pueda interesar:

Es sabido que yo, NIKOLA TESLA, un sbdito del emperador de Austria, de Smiljan,Lika, frontera del pas Austro-Hngaro, ahora residiendo en Nueva York, en elCondado y Estado de Nueva York, he inventado ciertas mejoras nuevas y tiles enMotores Electro-Magnticos, de lo cual lo siguiente es una especificacin, haciendoreferencia a los dibujos que acompaan y formando parte de la misma.

En una primera aplicacin, presentada el 12 de octubre de 1887, nm. 252.132,he mostrado y descrito un modo o plan de funcionamiento de motores elctricosprovocando un desplazamiento progresivo de los polos de una o ambas de laspartes o elementos de un motor es decir, de cada imn de campo o imanes oarmadura, o ambos. Logro esto mediante la construccin de un motor con dos oms circuitos-energizantes independientes, en los imanes-de-campo, por ejemplo,y conecto estas arriba con correspondientes circuitos generadores o inducidos en ungenerador de corriente-alterna, para que las corrientes alternas sean causadas al

atravesar los circuitos-del-motor. Haciendo eso los polos del imn-de-campo delmotor son progresivamente desplazados y por su atraccin sobre una armaduragiratoria establezco una rotacin en el segundo en la direccin del movimiento delos polos. En este caso, sin embargo, la rotacin es producida y mantenida por laatraccin directa de los elementos magnticos del motor. He descubierto queresultados ventajosos pueden fijarse en este sistema utilizando el desplazamientode los polos principalmente para configurar corrientes en un conductor cerradoubicado dentro de la influencia del campo del motor, por lo que la rotacin puederesultar de la reaccin de tales corrientes sobre el campo.

Para ilustrar ms plenamente la naturaleza del invento, hago referencia a losdibujos acompaantes.

La Figura 1 representa en elevacin lateral las partes operativas o elementos deun motor incorporando los principios de mi invento, y en seccin el generador parael funcionamiento del mismo. La Fig. 2 es una seccin central horizontal del motoren la Fig. 1, los circuitos se muestran parcialmente en el diagrama. La Fig. 3 esuna forma modificada del motor en elevacin lateral. La Fig. 4 es una seccin-cruzada central horizontal de la Fig. 3.

En las Figs. 1 y 2, A es un ncleo anular de hierro suave, preferiblementelaminado o formado por secciones aisladas, con el fin de ser susceptibles avariaciones rpidas de magnetismo. Este ncleo es enrollado con cuatro bobinas, CC C' C', las bobinas diametralmente-opuestas siendo conectadas en el mismo

circuito, y los dos extremos libres de cada par siendo trados a los terminales ty t',respectivamente, como se muestra. Dentro de este imn-de-campo anular A esmontado un disco o cilindro de hierro-slido, D, sobre un eje, a, en los rodamientos


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b b, debidamente apoyado por la estructura-de-trabajo de la mquina. El discolleva dos bobinas, E E', de cable aislado, enrolladas perpendicularmente una a laotra y teniendo sus respectivos extremos se unidos, para que cada bobina forme uncircuito cerrado separado.

En la ilustracin de la accin o modo de funcionamiento de este aparato, debe ser

asumido que el imn-de-campo anular A es permanentemente magnetizado, con elfin de presentar dos polos libres diametralmente opuestos. Si la provisin mecnicaadecuada es ahora hecha girando el imn-de-campo alrededor del disco, el aparatoejemplifica las condiciones de un generador-magntico comn, y las corrientes seestablecern en las bobinas o conductores cerrados E E' en el disco D.Evidentemente estas corrientes seran ms poderosas en o cerca de los puntos demayor densidad de las lneas de fuerza, y ellas, como en todos los casos similares,tenderan, al menos tericamente, a establecer polos magnticos en el disco D enngulos rectos respecto a las del imn-de-campo anular A. Como resultado de lareaccin bien-conocida de estas polaridades mutuamente, se establecera unatendencia ms o menos potente en el disco girando en la misma direccin que ladel imn-de-campo. Si, por otro lado, el anillo o imn-de-campo anular A es hecho

estacionario y sus polos magnticos progresivamente desplazados pasando a travsde sus bobinas C C' corrientes alternas-apropiadas, es obvio que seguirnresultados similares, para el paso de las corrientes causando el desplazamiento ogiro rpido de los polos del imn-de-campo A induce corrientes en los circuitoscerrados de las bobinas de la armadura E E', con el resultado de establecer unarotacin del disco D en la misma direccin de tal desplazamiento. Dado que lascorrientes siempre son inducidas o generadas en las bobinas E E' de la mismamanera, los polos del disco o cilindro siguen continuamente los polos del imn-de-campo anular, manteniendo, al menos tericamente, las mismas posicionesrelativas. Esto resulta en una accin perfecta y uniforme del aparato.

A fin de que el sistema como un todo pueda ser mejor entendido, debo ahora

describir el modo o plan ideado por m para producir las corrientes que efecten elprogresivo desplazamiento de los polos del motor.

En la Fig. 1, B B' son los polos o piezas-polo de un generador de corriente-alterna.Ellos son permanentemente magnetizados y de polaridad opuesta. F es unaarmadura cilndrica u otra conteniendo las bobinas independientes G G'. Estasbobinas se colocan en ngulos rectos, por lo que mientras una est cruzando laparte ms fuerte del campo de fuerza el otro est en el punto neutro. Las bobinasG G' terminan en los dos pares de anillos-acumuladores aislados fy f', sobre loscuales se llevan los cepillosg g'. Cuatro cables conectan los terminales-del-motor ty t' con las escobillas g y g', respectivamente. Cuando se gira el generador, labobina G va al punto indicado en los dibujos generando su corriente mxima,mientras que la bobina G' est neutral. Debe ser asumido que esta corriente setransmite desde los anillos f fa los terminales t ty a travs de las bobinas C C. Suefecto ser establecer polos en el anillo a medio camino entre las dos bobinas. Porla nueva rotacin del generador la bobina G' es trada dentro de la influencia delcampo y comienza a producir una corriente, que crece ms fuerte a medida quedicha bobina se aproxima a los puntos mximos del campo, mientras que lacorriente producida en la bobina G disminuye a medida que dicha bobina se alejade esos puntos. La corriente de la bobina G', siendo transmitida a los terminales t't'y a travs de las bobinas C' C', tiene una tendencia a establecer polos en ngulosrectos a aquellas establecidas por las bobinas C C; pero debido al mayor efecto dela corriente en las bobinas C C el resultado es simplemente avanzar los polos de laposicin en la cual permaneceran si fuese debido a la influencia de magnetizacinde las bobinas C C solamente. Esta progresin contina por un cuarto (1/4)revolucin hasta que la bobina G G se convierte en neutral y la bobina G' G'produce su corriente mxima. La accin descrita es entonces repetida, los polos


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habiendo sido desplazados a travs de una mitad (1/2) del campo, o media (1/2)revolucin. La segunda media (1/2) revolucin se realiza de forma similar, siendomantenida la misma polaridad en los polos cambiantes por el movimiento de lasbobinas-del-generador alternativamente a travs de campos de polaridad opuesta.

El mismo principio de funcionamiento se puede aplicar a motores de diversas

formas, y una de esas formas modificadas la he mostrado en las Figs. 3 y 4 de losdibujos. En estas figuras, M M' son imanes-de-campo asegurados a o formandoparte de una estructura, F', montada sobre una base, P. Estos imanes deben serlaminados o compuestos por una serie de secciones magnticas aisladas-elctricamente, para evitar la circulacin de corrientes inducidas y tornarlos capazde rpidos cambios magnticos. Estos ncleos magnticos o polos son enrolladoscon bobinas aisladas C C', las bobinas diamtricamente-opuestas siendoconectadas juntas en serie y sus extremos libres trados a los terminales t t',respectivamente. Entre los polos hay montado, en los rodamientos en las piezas-cruzadas G'', un ncleo de hierro cilndrico, D, el cual, con el fin de evitar laformacin de corrientes de remolino, y la consecuente prdida al respecto, essubdividido en la forma habitual. Conductores aislados o bobinas son aplicadas al

cilindro D longitudinalmente, y para esto puedo emplear placas de cobre E E', queson sujetadas a los costados y los extremos del ncleo cilndrico en formas bien-conocidas. Estas placas o conductores pueden formar uno o preferiblemente varioscircuitos independientes alrededor del ncleo. En los dibujos se muestran dos deestos circuitos, formados respectivamente por los conductores E y E', que estnaislados unos de otros. Tambin es ventajoso encajar estas placaslongitudinalmente, para evitar la formacin de corrientes de remolino y prdida deenerga.

Por lo que hasta ahora ha sido dado el funcionamiento de este aparato serfcilmente entendido. Para los postes-de-enrollado t t'son conectados los circuitosadecuados del generador para causar un desplazamiento progresivo de los polos

magnticos resultantes producidos por los imanes M sobre la armadura. As lascorrientes son inducidas en los circuitos cerrados en el ncleo, que, energizando elncleo fuertemente, mantienen una poderosa atraccin entre el mismo y el campo,que provoca una rotacin de la armadura en la direccin en la cual los polosresultantes son desplazados.

La ventaja particular de la construccin que se ilustra en las Figs. 3 y 4 es que seobtiene un campo concentrado y poderoso y una extraordinariamente poderosatendencia a la rotacin en la armadura es asegurada. Pueden obtenerse los mismosresultados en la forma que se ilustra en las Figs. 1 y 2, formando sin embargo,proyecciones polares en el campo y ncleos de la armadura.

Cuando estos motores no estn cargados, sino corriendo libremente, la rotacin dela armadura es casi sncrona con la rotacin de los polos del campo, y bajo estascircunstancias muy poca corriente es perceptible en las bobinas E E'; pero si seagrega una carga la velocidad tiende a disminuir y las corrientes en las bobinas E E'son aumentadas, por lo que el esfuerzo rotatorio se incrementa proporcionalmente.

Obviamente el principio de este invento es capaz de muchas aplicacionesmodificadas, la mayora de las cuales siguen un supuesto de las construccionesdescritas. Por ejemplo, las bobinas-de-la-armadura, o aquellas en las cuales seconfiguran las corrientes por induccin, pueden ser hechas estacionarias y lascorrientes alternas del generador conducidas a travs de bobinas de campo oinductores rotativos mediante contactos deslizantes adecuados. Tambin esevidente que las bobinas inducidas pueden ser mviles y las partes magnticas del

motor estacionarias; pero he ilustrado estas modificaciones plenamente en laaplicacin a la cual aqu se ha hecho referencia.


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En el caso de motores enrollados con campo independiente y circuitos de laarmadura y operado por desplazamiento de sus polos, como se describe en miaplicacin previamente dicha, puedo cortocircuitando las bobinas-de-la-armaduraaplicar el invento presente para obtener un mayor poder de arranque.

Una ventaja y caracterstica de los motores construidos y operados de acuerdo coneste invento es su capacidad de inversin casi instantnea por una inversin de unade las corrientes-energizantes del generador. Esto se entender por unaconsideracin de las condiciones de trabajo. Suponiendo que la armadura gira enuna cierta direccin siguiendo el movimiento de los polos cambiantes, acontinuacin, se revierte la direccin de la transferencia, la cual puede hacerseinvirtiendo las conexiones de uno de los dos circuitos-energizantes.

Si es tenido en cuenta que en una mquina dinamo-elctrica la energa desarrolladaes casi proporcional al cubo de la velocidad, es evidente que en tal momento unextraordinario poder es trado a funcionar en la reversin del motor. En adicin aesto la resistencia del motor es muy reducida en el momento de la reversin, por lo

que una mayor cantidad de corriente pasa a travs de los circuitos-energizantes.

El fenmeno al que he aludido este es, la variacin de la resistencia del motoraparentemente como aquella en los motores ordinarios la atribuyo a la variacinen la cantidad de auto-induccin en los circuitos energizantes o primarios.

Estos motores presentan numerosas ventajas, entre las principales destacan susencillez, fiabilidad, economa en la construccin y mantenimiento, y su manejofcil y menos peligroso. Como los conmutadores no son necesarios en losgeneradores o en los motores, el sistema es capaz de una accin muy perfecta eimplica poca prdida.

No reclamo aqu el modo o plan de producir corrientes en conductores cerrados enun campo magntico el cual est aqu revelado, excepto en su aplicacin a esteparticular propsito; pero

Lo que reclamo es

1. La combinacin, con un motor conteniendo circuitos energizantes o de induccinindependientes y circuitos inducidos cerrados, de un generador de corriente-alternateniendo circuitos generadores o inducidos correspondientes a y conectados con loscircuitos-energizantes del motor, como se ha enunciado.

2. Un motor electro-magntico teniendo sus imanes-de-campo enrollados conbobinas independientes y su armadura con bobinas cerradas independientes, encombinacin con una fuente de corrientes alternas conectada a las bobinas-de-campo y capaz de cambiar progresivamente los polos del imn-de-campo, como seha enunciado.

3. Un motor construido con un imn-de-campo anular enrollado con bobinasindependientes y una armadura de disco o cilndrica enrollada con bobinascerradas, en combinacin con una fuente de corrientes alternas conectada con lasbobinas del imn-de-campo y actuando para desplazar progresivamente o girar lospolos del campo, como aqu se ha enunciado.

NIKOLA TESLA.Testigos:

FRANK B. MURPHY,FRANK E, HARTLEY.


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