本发明专利技术涉及不可逆交流发电装置，属于电磁感应领域。该装置利用了“两个或两个以上(偶数)圈数相等且绕在同一铁心上的线圈，不管用什么方法连接，当线圈内有电流通过时，使相邻线圈内电流产生的磁场方向在铁心内反向，那么该铁心不呈现磁性”的性质，提供了不可逆交流发电装置。所谓的不可逆是指该装置只能作为发电装备使用，而不能作电动装备使用；不可逆交流发电装置即可制作成单相交流发电装备，也可制作成三相交流发电装备。在有益效果方面，不可逆交流发电装备工作时能够有效地消除感应绕组内电流产生的磁场对励磁磁场的阻碍作用，从而达到减少能源消耗的目的。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及磁电感应领域，确切的说是不可逆交流发电装置。
技术介绍
磁和电以不同的形式存在于自然界中，人类为了利用电或磁通常根据需要运用不同的方法使电磁相互转换。如三相同步电机就是一种磁电相互转换的装置，有时候利用该装置发电作为发电机使用，也可把三相同步电机接通三相交流电源当作电动机使用。所以三相同步电机是一种磁电可以相互转换、具有可逆性的装置。通常人们把这种电磁转换现象称为电磁感应现象，电磁感应现象遵循电磁感应定律。其中磁转换电的方法可分为两类，一类是闭合回路所包围的面积通过的磁通量(磁感应强度的通量)发生变化时，回路中会产生感生电流；另一类是导体(闭合回路中的一部分)在磁场中运动切割磁力线时在导体中也会产生感生电流。对于前一类磁电转换的例子很多，如变压器工作时副边线圈内的电流是由于原线圈内电流产生的磁场的变化而感应产生的，其变换过程为首先电变换为磁然后再由磁转换为电。变压器即可以作为升压装备也可作为降压装备使用，所以变压器具有可逆性。变压器的工作原理符合楞次定律，即原线圈内的电流产生的变化磁场转换为副线圈内的感生电流时，副线圈内的感生电流产生的磁通量，总是企图或反抗原线圈内电流产生的磁通量的改变。
技术实现思路
本专利技术涉及不可逆交流发电装置。为了说明本专利技术的发电原理，先做三个电磁转换的实验。参照附图1，给绕在铁心I上的线圈6接通直流电源5时，线圈6的绕法为从铁心I的任意一端看去都是顺时针。线圈6内的电流在铁心I内感应产生磁场，根据流入线圈6的电流方向2，再根据右手 螺旋定则判定铁心I的左端为N极右端为S极。参照图2，同样在铁心Ia上缠绕线圈6，所不同的是线圈的绕法变为:用同一根电磁线分别顺时针和逆时针各绕总圈数的二分之一圈。当闭合开关4，给绕在铁心Ia上的线圈6接通直流电源5并串联负载3时铁心Ia不呈现磁性。其原因为:线圈6的左端一半线圈和右边的一半线圈内的电流同样在铁心Ia内感应产生磁场；根据流入线圈6的电流方向2，再根据右手螺旋定则判定:线圈6内左端部分线圈使铁心Ia的左端为N极右端为S极，右端线圈使铁心Ia的左端为S极右端为N极，根据叠加原理得铁心Ia不呈现磁性。参照图3，线圈6的左端一半线圈和右端的一半线圈的绕向相同，只是接法与图2不同，把右端线圈的首端与左端线圈的首端连接使两端的线圈组成一个线圈。同样闭合开关4，给绕在铁心Ib上的线圈6接通直流电源5并串联负载3时铁心Ib也不呈现磁性。其原理为:线圈6内的电流同样在铁心Ib内感应产生磁场，根据流入线圈6的电流方向2，由右手螺旋定则判定:线圈6的左端部分线圈使铁心Ib的左端为N极右端为S极,右端部分线圈使铁心Ib的左端为S极右端为N极，根据叠加原理得铁心Ib也不呈现磁性。以上图2、图3所示的两个实验线圈绕在同一段铁磁质铁心上，如果将以上实验线圈绕在闭合铁心上再重复上述的实验结果相同。以上两个实验线圈内有电流通过时铁心内不呈现磁性，该现象可由铁磁质的磁畴理论来分析解释，因为铁心的材质为铁磁质材料，符合磁畴理论的条件。在图2、图3中铁心la、lb内，当线圈6内有电流流动，由于左端一半线圈和右端一半线圈通过的电流方向相反，产生的磁通量相等方向相反，实际作用在铁心上的外磁场的代数和为零，所以铁心不呈现磁性。总结以上实验可得以下结论:“两个或两个以上(偶数)圈数相等且绕在同一铁心上的线圈，不管用什么方法连接，当线圈内有电流通过时，使相邻线圈内电流产生的磁场方向在铁心内反向，那么该铁心不呈现磁性”。结论中，铁心不呈现磁性与作用在线圈两端的电压及通过电流的大小无关；所说的两个或两个以上(偶数)连接成一个线圈，作为不可逆交流发电装置的感应线圈；所说的相邻线圈内电流产生的磁场方向在铁心内反向，是指邻线圈内电流产生的磁场在闭合磁路内的方向相反。本专利技术正是利用了这一结论，提供了不可逆交流发电装置。不可逆交流发电装置可通过下列两种方法来实现。方法一如图4、图5所示的方法一涉及一种采用类似变压器的日子形铁心结构形式的不可逆交流发装备。励磁线圈13相对感应线圈14a、14b静止的不可逆交流发电装置，该装置的结构形式可参照图4来说明。在图4中，铁心7的形状类似变压器的日字形铁心。铁心7有三个心柱，其中中间一个心柱用于缠绕励磁线圈13，中间心柱与铁心上端断开并设置有间隙8，也可以设置为中间心柱的下端也与日字形铁心的下端设置有间隙；感应线圈14a、14b分别绕在日字形铁心7两侧的心柱上且圈数相等，线圈14a、14b的绕法为:从日字形铁心7上面一侧看去右端线圈14a的绕法为逆时针、左端线圈14b的绕法为顺时针；线圈14a和线圈14b的连接方法为两线圈的首端连接。采用类似变压器的日子形铁心结构形式的不可逆交流发电装置的磁电转换原理可参照图4、图5加以说明。在图4中，如果将两边心柱上的两个线圈14a和14b按图4所示的方法串联在一起并与交流电源10连接。当闭合开关12时，电源电流在线圈14a、14b内便形成串联闭合回路。此时根据电流的方向2和右手螺旋定则可判断出线圈14a和线圈14b各自所产生的磁场方向。在图4所示的瞬间，线圈14a和线圈14b内电流产生的磁场的磁路均为沿日字形铁心7的外环闭合，其中右边线圈14b产生的磁场方向9用空心箭头表不、左边线圈14a广生的磁场方向11用实心箭头表不。可见由于右端的线圈14a和左端的线圈14b产生的磁场方向在铁心7内方向相反，所以此时铁心7不呈现磁性，其结果和图2、图3的实验结果相同。另外在这期间由于日字形铁心7不呈现磁性，所以没有磁通穿过中间心柱上绕的线圈13所包围的面积，在线圈13中也就不会产生感生电动势和电流感生。如图5所示,如果给励磁线圈13接通正弦交流电源16,或交流电源16用直流电源再通过逆变器获得。设此瞬间电流的方向17用实心箭头表示，并使线圈14a、14b与负载15形成闭合回路。那么此瞬间线圈13内电流产生的磁场18通过间隙8及铁心7的外环形成左右两条回路，通电线圈13产生的磁场18的方向可根据右手螺旋定则判断。此瞬间磁场18分别穿过感应线圈14a和线圈14b所包围的面积并产生感生电动势和感生电流2。此时感生电流2通过负载15、开关12形成闭合回路。另外由于感应线圈14a和感应线圈14b内的感生电流产生的磁场对日字形铁心7没有影响。此时铁心7内所呈现的磁性是通电线圈13内的电流单独产生的。总之以图4、图5所述的采用类似变压器的日子形铁心结构形式的交流发电装置的特点为:第一没有可逆性，当给线圈14a、14b接通交流电时，铁心7不呈现磁性，没有穿过线圈13的磁通，线圈13中没有感生电动势和感生电流产生；当给励磁线圈13接通交流电源时在感应线圈14a和14b内产生感应交流电。第二其结构特点是，铁心7采用日字形且在中间心柱上设置有间隙8。第三是励磁线圈13和感应线圈14a、14b在空间位置上相对静止。另外，从效果上看好像与楞次定律相矛盾，实际上用电磁感应理论来分析上述的交流发电过程与楞次定律不相矛盾，因为如果单独分析励磁线圈13与感应线圈14a或感应线圈14b两两之间的磁磁关系，完全符合楞次定律，即感生电流产生的磁场的方向，总是企图使感生电流本身所产生的通过回路面积的磁通量，去补偿或者说反抗引起感应电流的磁通的改变。图5所本文档来自技高网...
【技术保护点】
本专利技术所提供的不可逆交流发电装置，是利用了“两个或两个以上(偶数)圈数相等且绕在同一铁心上的线圈，不管用什么方法连接，当线圈内有电流通过时，使相邻线圈内电流产生的磁场方向在铁心内反向，那么该铁心不呈现磁性”的性质来实现的；该装置有两种结构形式：一种采用类似变压器的日子形铁心结构形式、励磁线圈缠绕在中间心柱上，感应线圈绕在日字形铁心两侧的心柱上，利用该结构形式即可制造单相不可逆交流发电装备也制造成三相不可逆交流发电装备；另一种采用与传统同步电机类似的圆环形铁心结构形式，所不同的是定子铁心由三个独立的定子铁心组成，每个铁心的端面均为内外侧凹凸圆环形结构，利用该结构形式可产生三相交流电的不可逆交流发电装置。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：丁士来，丁世东，郭国勤，李晓利，丁显，
申请(专利权)人：丁士来，
类型：发明
国别省市：
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