直线往复式无安培力交流发电机制造技术

一种直线往复式无安培力交流发电机，特别三相交流发电机。本发明专利技术的目的是提供一种直线往复式无安培力（磁场对载流导线的作用力）交流发电机，该发电机的工作原理与变压器原理基本相似，变压器的工作效率高达９８％，是因为变压器的工作原理利用了无安培力作用的电磁感应现象，没有安培力的作用。本发明专利技术通过对定子结构及绕线形式的改变和对厉磁磁铁４的运动（变旋转运动为直线往复运动）形式的改变，从而消除发电机发电时安培力的阻碍作用，从而达到了提高发电效率和节省能源的目，使发电机的发电效率（输出功率与输入功率的百分比）提高到９０％以上。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种直线往复式无安培力交流发电机，特别是三相交流发电机。 二
技术介绍
同步发电机的原理来自电磁感应现象，电磁感应现象有多种多样，图l表示的电磁感应现象是同步发电机的基本原理，当线圈N转动时线圈N中产生感生 电流。由电磁感应定律感生电流是由线圈N中ab边和cd边"切割"磁力线产 生的也有匀强磁场B穿过线圈N所包围的面积S的磁通量变化产生的。由安培 定律，当线圈N在匀强磁场B中绕固定的轴线OO"转动时，线圈N中通过ab 边和cd边的感生电流在匀强磁场B中受到安培力(磁场对载流导线的作用力) 的作用，安培力的作用对转动线圈N产生制动转矩；再由楞次定律，旋转线圈 N里的感生电流在abcd所包围面积S上产生的磁场反抗引起感生电流的磁通量 的改变，对旋转线圈N也产生制动转矩。从以上实验可以看出图1的电磁感应 现象，既有安培力的作用也有感生电流产生磁场的作用。变压器的工作原理来自与同步发电机的原理不同的电磁感应现象，图2表示 线圈A中的感生电流，是由载流线圈B巾的电流强度的改变而引起的，当电键 K板断时，通过线圈A的磁通量减少，根据楞次定律，线圈A中感生电流的磁 场方向应使通过线圈A的磁通量增加，再根据右手螺旋定则，电流的方向，如 果从线圈B向A看去，应当是反时针方向。这就是变压器的工作原理。从以上 实验可以看出图2的电磁感应现象，属于无安培力作用的电磁感应现象。三
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种直线往复式无安培力交流发电机，该发电机的工作 原理与变压器的工作原理相似，变压器的工作效率(输出功率与输入功率之比)高达98%，主要是因为变压器的工作原理利用了像图2所表述的无安培力作用的 电磁感应现象，变压器丄作时没有安培力的作用。同样利用该原理制造的直线 往复式无安培力交流发电机，也可以消除发电机发电时安培力的阻碍作用，从 而达到提高发电效率和节省能源的目的。传统的同步发电机效率低(尽管同步 发电机效率高低与多种因素有关)的主要原因是，工作原理用的是像图l所表 述的既有安培力的作用也有感生电流产生磁场的作用的电磁感应现象。直线往复式无安培力交流发电机和同歩发电机一样具有可逆性，也能作电动 机使用。本专利技术的技术解决方案是采用直线往复式无安培力作用的电磁感应现象制 造发电机，下面结合附图说明本专利技术的内容图3是直线往复式无安培力单相交流发电机的工作原理，该发动机的定子采用口子形定子铁心6， 口子形定子铁心6中内的定子磁极2用来串联绕成一相 定子线圈3，绕置定子线圈3时使面对的两个定子磁极2为同极。该发电机的运 动部分也就是厉磁磁铁4有两块，连接板11将两块厉磁磁铁4 (极性相反)连 接成一体，当厉磁磁铁4在曲轴9连杆8的带动下上下运动时，穿过定子线圈3 的磁通量改变，由电磁感应定律定子线圈3中产生感应电流。厉磁磁场的磁通 路径从厉磁磁铁4的N极——定子磁极2与厉磁磁铁4的N极的间隙——口 子形定子铁心6——定子磁极2与厉磁磁铁4的S极的间隙——厉磁磁铁4的S 极,形成一闭合回路。定子磁路口子形定子铁心6中上部的N极与S极，从定 子N极——定子磁极2与厉磁磁铁4的N极的间隙——厉磁磁铁4的N极—— 口子形定子铁心6空间——厉磁磁铁4的S极——定子磁极2与厉磁磁铁4的S 极的间隙——定子S极。该发电机工作时厉磁磁铁4没有受到安培力的阻碍作 用，只受到感应磁场7的阻碍作用。如果三个单相直线往复式无安培力交流发电机连在一起，三个单相直线往 复式无安培力交流发电机的连杆8互成120°连接在同一曲轴9上，工作时发出 的电就是三相交流电。应用一直线往复式无安培力交流发电机的厉磁磁铁与曲轴连杆连接，再 配上旋转运动动力设备可制造成旋转运动发电机，如图3所示。应用二直线往复式无安培力交流发电机可制造成由直线往复运动动力驱 动的发电机。如图4将直线往复式无安培力交流发电机固定在海底平面19上，去掉曲轴9连杆8部分，在口子形铁心6中上部加设回位弹簧17、固定架13、 定位块12。在连接杆16上端装有浮筒15，浮筒15内设有连接杆16长短调节 器14。当海浪使浮筒15上下起伏带动厉磁磁铁4上下往复直线运动时在定子线 圈3中便产生感应电流。直线往复式无安培力交流发电机的弱点是直线往复式无安培力交流发电 机工作时采用的是直线往复运动，制造工艺较同步发电机复杂；运行可靠性也 不如同步发电机；制造费用高。有益效果是发电效率(输出功率与输入功率 的百分比)高，可达90%以上；节约能源；该发电机的动力来源既能采用旋转运 动动力发电也可采用直线往复运动动力发电；定子线圈的利用率高；利用该发 电方法制造的三相交流发电机相线圈间没有互感影响；供电质量好，供电的电 压与电流的波形更接近于正弦波。四说明书附图说明图l: B匀强磁场；abcd表示线圈；N表示线圈的匝数；S表示线圈包围的 面积；00〃表示固定转轴线；n表示线圈平面法线；G表示电流表。图2: A表示感应线圈；B表示通电线圈；G表示电流表；K表示电源开关； E表示直流电源。图3: l表示厉磁线圈、2表示定子磁极、3表示定子线圈、4表示厉磁磁铁、5表示厉磁磁场、6表示口子形定子铁心、7表示感应电流的磁场、8表示连杆、 9表示曲轴、IO表示曲轴固定支架、ll表示厉磁磁铁固定板。图4 : 12表示连接板定位块、13表示固定架、14表示连接杆长短调节器、 15表示浮筒、16表示连接杆、17表示回位弹簧、18表示海平面、19表示海底 平面。五具体实施方式.-直线往复式无安培力交流发电机的不动部分采用口子形定子铁心6，厉磁磁 铁4也就是发电机的运动部分在口子形定子铁心6内做直线往复运动。口子形 定子铁心6用表面涂有绝缘漆，厚0.5毫米的硅钢片叠压而成。硅钢片内冲有 定子磁极2，定子线圈3绕置在定子磁极2上，绕法是使面对的两个定子磁极 2为同极。口子形定子铁心6也可用其它的铁磁质，且铁磁质的表面也涂有绝缘漆的 薄板叠压而成；采用铁磁质粉末状，且各粉末间相互绝缘的材料制造成口子形 定子铁心6更为有效。直线往复式无安培力交流发电机的运动部分也就是厉磁 磁铁4的厉磁方式，既可采用直流电流厉磁，也可采用永久磁铁厉磁。权利要求1一种直线往复式无安培力交流发电机，该发电机的发电方法是利用无安培力(磁场对载流导线的作用力)作用的电磁感应现象制造的。其特征是与现有的同步发电机相比改变了发电机的定子铁心的结构形式及定子线圈3的绕线方法；发电机的运动部分采用直线往复运动的发电方法。该发电机的定子(不动部分)用口子形定子铁心6，口子形定子铁心6内设有定子磁极2；口子形定子铁心6是用表面涂有绝缘漆，厚0.5毫米的硅钢片叠压而成，硅钢片内冲有定子磁极2，定子线圈3环形绕置在口子形定子铁心6的磁极2上。2.如权利要求书l所述的直线往复式无安培力交流发电机，其特征在于定子铁 心6也可用其它铁磁质表面涂有绝缘漆的薄板叠压而成；也可采用铁磁质粉末 状，且各粉末间相互绝缘的材料制造成定子铁心6。3.如权利要求书1所述的直线往复式无安培力交流发电机，其特征在于硅钢片 口子形定子铁心6内冲有的定子磁极2的数量为偶数。4.如权利要求书l所述的直线往复式无安培力交流发电机，其特征在于口子形铁心6内的定子磁极2用来环形绕置感应线圈3，其绕本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种直线往复式无安培力交流发电机，该发电机的发电方法是利用无安培力（磁场对载流导线的作用力）作用的电磁感应现象制造的。其特征是与现有的同步发电机相比改变了发电机的定子铁心的结构形式及定子线圈３的绕线方法；发电机的运动部分采用直线往复运动的发电方法。该发电机的定子（不动部分）用口子形定子铁心６，口子形定子铁心６内设有定子磁极２；口子形定子铁心６是用表面涂有绝缘漆，厚０．５毫米的硅钢片叠压而成，硅钢片内冲有定子磁极２，定子线圈３环形绕置在口子形定子铁心６的磁极２上。

【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，丁显，
申请(专利权)人：丁士来，
类型：发明
国别省市：37[中国|山东]