WikiDer > Мотор для мыши - Википедия

Mouse mill motor - Wikipedia
Поль-Гюстав ФроманМотор Мышиной мельницы, 1849, Хантерианский музей, Глазго
Лорд КельвинДвигатель мельницы Мыши, 1871 год, Хантерианский музей, Глазго

Мотор "мышиной мельницы" Froment была ранней формой электрический двигатель, также известный как Двигатель с вращающимся якорем.[1] Он имеет сходство с обоими синхронный двигатель и современный шаговый двигатель.

Поскольку мотор мельницы мыши был прост в изготовлении и его скорость можно было легко регулировать, позже он использовался для управления автоматическими самописцами в телеграфии.

Название происходит от сходства ротора с небольшим беговая дорожка. Их обычный размер был больше хомяк чем мышь, но в то время грызуны были более распространены как домашние вредители, а не домашние животные.

Строительство

Четыре катушки и ротор с четырьмя зазубринами на примере двигателя
Катушки и ротор двигателя

Двигатель состоит из свободно вращающегося ротор, окруженный множеством электромагниты. Ротор выполнен из легкого латунь колесо с рядом стержней из мягкого железа или "аттракторов", установленных вокруг его обода и параллельно оси. На корпусе двигателя могут быть установлены один, два или четыре электромагнита вместе с кулачок-управляемый переключатель для каждого магнита.[2] Многие из ранних двигателей были произведены производитель научных приборов Дэниел Дэвис из Бостон,[3] который продавал их как «Двигатель с вращающимся якорем».

Операция

Схема типичного двигателя, показывающая источник питания от батареи, сопротивление примерно установленной скорости, регулятор и сопротивление для точного управления скоростью, четыре катушки и их четыре кулачковых переключателя.
Схема двигателя

Двигатель работает простым магнитное притяжение между одним из электромагнитов и одним из металлических стержней. Стержень не намагничен постоянно, и электрический ток не течет через какую-либо часть ротора. В отличие от визуально несколько похожих двигатель с короткозамкнутым ротором, ток в стержнях не возникает. Кулачки и переключатели расположены так, что по мере приближения каждого стержня в пределах диапазона действия магнита сначала включается ток, и стержень тянется к нему. По мере приближения к нему ток отключается, и стержень продолжает вращаться мимо магнита, а не притягивается к нему и не останавливается на нем. Каждая из катушек, кулачков и переключателей устроена так, что каждая из планок притягивается по очереди, и поэтому двигатель вращается непрерывно.[4]

Для баланса стержни симметрично расположены вокруг ротора. Для более равномерного крутящего момента катушки расположены неравномерно, поэтому каждая из них тянет по очереди, а не все одновременно. На изображенной диаграмме катушка № 1 только что отключилась, когда стержень ротора проходит мимо нее, № 2 включился и притягивает к себе противоположный стержень. За ним по очереди следуют №3 и №4.

Если двигатель имеет несколько электромагнитов, он обычно самозапускается. В более простой форме с одним магнитом может потребоваться щелчок, чтобы запустить его из некоторых положений, а затем продолжить вращение.

Двигатель всегда вращается в одном и том же направлении, так как его реверсирование потребовало бы изменения фазировки кулачков и переключателей. Нет данных о двигателях, построенных для легкого реверсирования, хотя это возможно.

Количество переключателей такое же, как и электромагнитов, хотя многие магниты были намотаны как подковы, и поэтому может показаться, что у них две катушки на магнит. На каждый переключатель срабатывает столько импульсов кулачка за оборот, сколько аттракторов на роторе. Для небольшого количества стержней кулачок формируется с таким количеством выступов. Поскольку на роторе обычно может быть шесть или восемь стержней,[5] это затрудняет формирование работоспособного кулачка. Тогда проще использовать простой одностворчатый кулачок на валу, который может приводиться в движение со скоростью в четыре, шесть или восемь раз превышающей скорость ротора, в зависимости от количества стержней.

Управляющий

Используя простой центробежный регулятор, скорость двигателя можно контролировать. Когда регулятор обнаруживает превышение скорости, он прерывает кулачковое соединение, так что переключатели активируются на меньшее время и двигатель замедляется.[6] Поскольку уже есть кулачок и механизм переключения, добавление регулирующего звена является относительно простым дополнением. Использование распределительного вала с редуктором, которое было обычным для больших двигателей, производящих энергию, также полезно для создания более компактного и более чувствительного центробежного регулятора. Возможность управлять мощностью двигателя путем постепенного переключения времени контакта означала, что этот двигатель, в отличие от большинства других конструкций, где регулятор полностью отключал питание, означал, что им можно было управлять очень точно.[6]

История

Мотор был изобретен французским инженером-электриком. Поль-Гюстав Фроман в 1844 г.[7] Двигатель Фромента имеет некоторое сходство с более ранним двигателем Ричи 1833 года.[8] Ротор двигателя Ричи представлял собой два конца одного стержня, а не нескольких стержней Фромента, и поэтому крутящий момент был неравномерным при вращении. В то время было известно несколько подобных двигателей, но все они имели недостатки: зависимость от слабо намагниченных материалов, а не только необходимость использования магнитных стержней, необходимость вращающихся катушек и пока еще нерешенная проблема щеточного оборудования или поршневых машин с дополнительными кривошипами или храповиками. и неравномерное вращение. Мотор Фромента был первым, который предлагал полезное вращение и способность выполнять механическую работу, а не просто служить демонстрацией или индикатором.

Телеграфия

Спустя несколько десятилетий после его первой разработки двигатель использовался в телеграфия для питания механизма подачи бумаги для обоих Кельвин'песок Muirheadс сифонные регистраторы.[9] В них использовалась подвижная ручка, прикрепленная к гальванометр для записи телеграфных сигналов. Рулон бумаги был намотан через записывающее устройство мотором Froment, и нарисованный след выглядел как шевелящаяся линия. В конструкции Мюрхеда использовалось вибрирующее перо, чтобы чернила не заставляли перо прилипать к крошечным силам гальванометра. В конструкции Кельвина вместо этого использовалась полая стеклянная ручка с электростатическим зарядом для выталкивания чернил из сифонной трубки.[10] Этот платеж был произведен машина влияния, также приводимый в движение двигателем.

Подобные, хотя и более крупные, машины позже были разработаны для записи азбука Морзе телеграфия.

Мотор-мельница для мыши с механическим управлением, описанный здесь, мог поддерживать достаточно точную скорость, но не был синхронный двигатель. Там, где телеграфный аппарат зависит от точного времени для передачи букв, синхронный двигатель, такой как разработанный Поль Ле Кур использовался.

Рекомендации

  1. ^ Гринслейд, профессор Томас Б. мл. «Двигатель с вращающимся якорем».
  2. ^ Гринслейд, профессор Томас Б. мл. «Фромент Моторс».
  3. ^ Гринслейд, профессор Томас Б. мл. "Дэниел Дэвис".
  4. ^ Кеннеди, Рэнкин (1903). Телеграф Моторс. Электроустановки (1903 г., пятитомное изд.). Лондон: Кэкстон. С. 76–79.
  5. ^ Мотор «Мышь-мельница Фромента» (8 аттракторов, один электромагнит) ».
  6. ^ а б Кеннеди, Электрические установки, 1903 г., п. 77
  7. ^ «Ранняя история электродвигателя». Компания Old Model. Архивировано из оригинал на 2010-03-02. Получено 2010-03-05.
  8. ^ «Развитие электродвигателя».
  9. ^ Кеннеди, Электрические установки, 1903 г., п. 78
  10. ^ Кеннеди, Электрические установки, 1903 г., п. 79