功率变容器制造技术

功率变容器——超能发电机的核心器件。包括带有绝缘电介质的正电极，负电极，液体电介质；所述正电极和负电极平行且有间隙；所述正电极和负电极为分频／倍频／串频／分频分路／串频分路／组合／混装；所述功率变容器为罐型／槽型／半槽型／滚筒型；所述功率变容器的变容方式为转动离合／流动离合。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及变容器，尤其是功率变容器，属于电力电子
技术背景功率变容器是电场发电机一一超能发电机的核心器件，参阅《辊带变容器和电场 发电机》专利技术专利说明书，申请号200910(^8718. 0。理想的功率变容器应具有运行功耗小、 耐压高、容量大三大特性，此外，还需要有取材广、好回收、易维护、寿命长、造价低和普适性 好等特点。电容器的基本结构是在两平行电极之间夹以电介质，有公式C = ε A/r2。式中C 表示电容器的容量；ε表示电介质的介电常数；A表示两电极的相对面积；r表示两电极间 的间距。如按以上公式将电容器改为功率变容器，则有以下几种情形(A)仅改变电介质的介电常数ε改变容量C，式为AC = Δ ε A/r2。通常，电介质一经选定，其介电常数也就确定了，一般是不能改变的，但是，如果采 用的是液体电介质，则可以通过使液体电介质在两电极间“流动”的办法来改变电容器容 量，进而获得功率变容器。(B)仅改变两电极的间距r改变容量C，式为Δ C = ε A/ Δ r2。静电学理论表明，电容器上正、负电荷的引力与其上的电场强度成正比，因此，仅 改变两电极的间距来获取变容器，就意味着需要克服两电极上正、负电荷的引力，而功率变 容器要求两电极在电场中变容时不得产生电力矩，因此，仅靠改变两电极间的间距来改变 容量没有实用性。(C)同时改变两电极的间距r和两电极的相对面积A改变容量C，式为AC = ε ΔΑ/Δι·2。此即为“辊带变容器”的变容方式。辊带变容器在电场中变容时，辊电极与带电极 的离合切线上出现了 “三个极限”一是电荷迁移最小电压差(1电子伏特)极限；二是电荷 迁移速度(趋近于光速)极限；三是辊电极与带电极转离最小距离(提升1电子伏特)极 限，因此理论上只有当辊带变容器的转动线速度趋近光速时才可能产生电力矩。(D)仅改变两电极的相对面积A改变容量C，式为Δ C = ε Δ A/r2。通过改变两电极的相对面积改变容量的变容器早已有之，如空气可变电容器、薄 膜可变电容器等，但此类变容器不是容量小、就是运行功耗大，离超能发电机所需要的功率 变容器相去甚远，但这毕竟是一种行之有效的基本变容方法，那么，能否在此基础上找到一 条解决问题的出路呢？答案是肯定的。先解决功率变容器的运行功耗问题——两平行电极反复地分离/复合(简称“离合”)，是变容器的基本动作，如要使两电 极的运行功耗小，就必须将它们分开并保持一定间隙，这样做虽然会使功率变容器的容量 减小，但可以通过在两电极间充填介电常数大的液体电介质来弥补。液体电介质在功率变 容器中有如下作用31、消减两电极间的离合摩擦力，减小运行功耗。2、防止电极磨损。3、“融合”两电极，使容量充分显现。4、对绝缘电介质起到“修补”作用(见下文)。5、传导和储存电场能量。液体电介质在功率变容器中虽有多重功用，但只有第5项与“电”直接有关，功率 变容器所采用的液体电介质都要求有一个共性，即它们自由电子少，在直流电场作用下会 产生一个瞬时电流，如不是因自身变性或与外界进行物质交换，均不能连续导电，是靠“极 化”来传导和储存电场能量的。功率变容器的工作频率(两电极单位时间的离合次数)比 较低，不超过20Hz/s，甚至低于lHz/s，且功率变容器是个“电压提升器”，因此希望液体电 介质的阻抗能在满足所需介电常数的前提下应尽可能大，以提高功率变容器的变容效率和 减小电极离合的相邻效应。液体电介质材料可分为自然形成和人工合成两类，有数百种之多，而且还不断地 有新材料产生，实验表明，多数液体电介质材料都可用于功率变容器，但对于一个具体的功 率变容器却存在“最佳配方”。气体(包括混合气体)电介质也可以用于功率变容器，其显著的优点是可以使功 率变容器的质量更轻、运行功耗更小，但气体电介质因质量小、密度低，传导和储存电场能 量的能力远非与液体电介质可比，另气体电介质对存储容器的要求较高，因此气体电介质 只适用于有特殊需要的场合再解决功率变容器的耐压问题——实验证明，当功率变容器两电极间存在液体电介质后，一般就能有几伏至几十伏 的耐压，这意味着在电压要求不高、功率要求不大的应用场合，仅用一种液体电介质也是可 行的，但单一液体电介质的功率变容器除了存在耐压低、功率小的不足外，同时还存在漏电 流大、受温度影响大的缺点，难以获得高效率、高稳定、高功率的功率变容器。为了获得高效率、高稳定、高功率且普适性好的功率变容器，必须提高耐压值，提 高功率变容器的耐压具有以下意义1、根据公式W = CV2/2,电容器C上的能量W与其上的电压V存在二次方关系，电压提升一倍，能量提高四倍。2、电场发电机是超能发电机，它的能量超出部分体现在提升“势能”上，因此，提高 功率变容器的耐压值，即意味着是在提高超能输出功率。3、我国交流电网的单相峰值电压高于300V，如超能发电机需要切入交流电网，就 必须将功率变容器的耐压提高到400V以上。4、为了向“无碳经济”平稳过渡，最终淘汰磁场发电系统，就要求功率变容器的耐 压至少达到200V以上。5、高电压有利于电能变换。现今的电能变换技术虽已较成熟，但电能变换是有损 耗的，根据经验，电能变换的输入电压为200V时经济性较好。6、提高功率变容器的耐压值，有利于拓宽它的普适性。今后，超能发电机是以一 机一用、一机几用，至多一个家庭，一个单位，乃至一座建筑共用一机的形式出现的，因此， 要求功率变容器能够根据用电设备和用电场合的客观需要，来设计它的输出电压和输出功率。 目前，提高功率变容器耐压的有效办法，是在金属电极表面生成一层绝缘层，形成 “绝缘电介质”。绝缘电介质在功率变容器中有如下作用和意义1、传递电场电压，将电荷“阻挡，，在电极上。2、替代液体电介质“储存电场能量”的地位，减轻液体电介质的“负担”，从而降低 对液体电介质的要求。3、绝缘电介质将使两电极有正、负之分，带有绝缘电介质的电极为“正电极”，另一 电极为“负电极”，与电场发电机的直流发电机本质相一致。4、使当正、负电极分离时，电荷能在两电极上无阻抗(可忽略)迁移。5、使能通过调整绝缘电解质的厚度，获得不同耐压。6、使能通过调整绝缘电解质的厚度，获得不同比容。——总之，绝缘电介质能够使两电极建立理想电场。绝缘电介质虽然可以在多种金属上、用多种绝缘材料和多种方法获得，但比较起 来，都不如在铝金属上通过“电解法”直接生成氧化膜(该方法习惯被称为“赋能”)，即绝 缘电介质的传统方法来得好1、地球的铝金属蕴藏丰富，能够满足人类普及超能发电机的需要。2、铝金属易于回收，纯铝可用电解法直接制得，用超能制铝适得其所，可大大降低 功率变容器的造价。3、纯铝生成的绝缘电介质的耐压可高达600V以上，通过控制绝缘电介质的厚度 可以获得不同的耐压值和不同的比容。4、用于纯铝生成绝缘电介质的电解液，可以直接当功率变容器液体电介质使用， 因而对绝缘电介质具有“修补”作用，可使破损的绝缘电介质在运行中自愈。5、铝电极腐蚀后增大的表面积高达数十倍，其它金属无法与之相比。最后，解决功率变容器的容量问题——按电容器公式，增大功率变容器容量有三种途径，即采用介电常数大的电介质、增 大两电极的面积和缩小两电极的间距；然而，功率变容器是个“变容器本文档来自技高网...

【技术保护点】
功率变容器，包括带有绝缘电介质的正电极，负电极，液体电介质；所述正电极和负电极为圆片形、筒形；所述正电极和负电极平行且有间隙；所述正电极和负电极为分频／倍频／串频／分频分路／串频分路；所述功率变容器的正电极和负电极为组合／混装；所述功率变容器还包括转轴、轴承；所述功率变容器为罐型／槽型／半槽型／筒形电极滚筒型／圆片形电极滚筒型；所述功率变容器的变容方式为转动离合／流动离合；。

【技术特征摘要】
1.功率变容器，包括带有绝缘电介质的正电极，负电极，液体电介质；所述正电极和负 电极为圆片形、筒形；所述正电极和负电极平行且有间隙；所述正电极和负电极为分频/倍 频/串频/分频分路/串频分路；所述功率变容器的正电极和负电极为组合/混装；所述 功率变容器还包括转轴、轴承；所述功率变容器为罐型/槽型/半槽型/筒形电极滚筒型/ 圆片形电极滚筒型；所述功率变容器的变容方式为转...

【专利技术属性】
技术研发人员：周符明，
申请(专利权)人：周符明，
类型：发明
国别省市：84[中国|南京]