Неявнополюсный якорь
Все рассмотренные выше электродвигатели действовали на принципе взаимных притяжений и отталкиваний магнитов или электромагнитов. Они были снабжены якорями простейшей формьи в виде стержня с обмоткой; такие стержневые якори являются явнополюсными. Этим электродвигателям были свойственны существенные недостатки. Наиболее серьезными из них являлись большие габариты машины при сравнительно малой мощности, большое магнитное рассеяние и низкий к. п. д. Кроме того, вращающий момент на валу таких электродвигателей отличался непостоянством и в связи с попеременными притяжениями и отталкиваниями стержневых якорей действие таких электродвигателей было в большей или меньшей степени толчкообразным. При столь резких и частых изменениях вращающего момента на валу двигателя применение последнего в системе электропривода представлялось Малоперспективным.
Третий этап в развитии электродвигателей характеризовался разработкой конструкций электродвигателей с кольцевым неявнополюсным якорем и практически постоянным вращающим моментом. Первый шаг в этом принципиально новом направлении был сделан итальянским ученым, впоследствии профессором физики, Болонского и Пизанского университетов Антонио Пачинотти,
Электродвигатель Пачинотти состоял из якоря кольцеобразной формы, вращавшегося в магнитном поле электромагнитов. Якорь, имеющий форму стального кольца с зубцами (наличие зубцов уменьшало магнитное сопротивление и облегчало крепление обмотки) и латунными спицами, укреплялся на вертикальном валу. На. кольце между зубцами якоря наматывались катушки, концы которых подводились к пластинам коллектора, расположенного на нижней части вала. Подвод тока к пластинам коллектора осуществлялся роликами. Обмотка электромагнитов, снабженных полюсными наконечниками, включалась последовательно с обмоткой* якоря, т. е., согласно современной терминологии, машина имела последовательное возбуждение.
В электродвигателе Пачинотти получался практически постоянный по величине вращающий момент; габариты-этого электродвигателя были невелики по сравнению с размерами других электродвигателей равной мощности. Основное значение работы Пачинотти состоит в том, что им был сделан дальнейший и притом весьма важный шаг на ПУТИ построения современной машины постоянного тока: явнополюсный якорь был заменен неявнополюсным. К этому следует еще добавить удобную схему возбуждения и коллектор, по существу говоря, современного типа. Любопытно также отметить, что Пачинотти указал на возможность обращения своего двигателя в генератор. Однако, не зная о возможности применения самовозбуждения машины, он рекомендовал для использования машины в качестве генератора заменить электромагниты постоянными магнитами.
В 1863 г. Пачинотти опубликовал сведения о конструкции своего электродвигателя, но на эту публикацию не было обращено достаточно внимания, и изобретение было на время забыто. Несмотря на большой интерес с принципиальной точки зрения, оно не получило распространения, так как по-прежнему не было еще экономичного генератора электрической энергии. Идея кольцевого якоря была ._. возрождена примерно через 10 лет. 3. Т. Граммом в конструкции электромашинного генератора рассмотрения истории электродвигателя видно, что его развитие опеэлектромашинных лежало на начальных этапах развития генератора. Отсутствие, хорошего, экономичного генератора электриче-' ского тока тормозило расширение практических применений электричества. Примерно до 1870 г. наиболее распространенными источниками тока были электрохимические, т. е. гальванические элементы и аккумуляторы. В дальнейшем преобладающим типом источников электрического тока стали электромашинные генераторы.
Несмотря на то, что электрохимические источники получили до 70-х годов прошлого века значительное развитие и распространение, проблема экономичного источника электрической энергии была решена только созданием совершенной конструкции электромашинного генератора. Развитие электрических машин наглядно иллюстрирует характерную закономерность в развитии техники вообще. Эта закономерность проявляется в следующем: если развитие какой-либо отрасли техники тормозится недостаточным уровнем развития другой отрасли техники или области науки, то развитие последних ускоряется требованиями первой. Так, если отсутствие экономичного генератора тока сдерживало расширение практических применений электричества, то последние стимулировали, ускоряли развитие генератора. В развитии электрического генератора, так же как и в развитии электродвигателя, можно наметить три основных этапа.