[發明專利]免換向直流發電機及其發電方法

無效

• 申請號: 200910065354.3
• 申請日: 2009-07-02
• 公開（公告）號: CN101635492A
• 公開（公告）日: 2010-01-27
• 發明（設計）人: 王露
• 申請（專利權）人: 王露
• 主分類號: H02K16/02
• 分類號: H02K16/02;H02K1/22;H02K3/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種直接發出直流電的發電方法，還涉及利用該方法產生電流的發電機。

背景技術

現有的單極電機，電機的電樞部分為鑄鋼或鍛鋼光軸，它利用光軸在單極磁場中做切割磁力線運動而產生直流電，然后用電刷將電流引入外電路。該電機的電樞沒有繞組，因此感應電動勢受到一定限制，電壓較低，機體較大，電刷磨損較快。由于用引出電流需要用電刷，單機容量受到限制。

常用的直流電機，在本質上是一臺裝有換向器的交流電機，它利用換向器將交流電變成直流電輸出。由于電樞中還是交流電，阻抗較大，效率較低，電刷磨損較快，由于用換向器，產生的電火花會損壞電刷及換向器，單機容量也受到限制。交流電換向后電流還有脈動，不可能得到穩恒直流電。

以上兩項均為公知公用技術，電機類專業刊物中均有記載，以上引自章明濤主編的《電機學》。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種不經換向，整流，直接發出穩恒直流電，且輸出電流電壓均不受限制的發電方法。

本發明要解決的另一個技術問題是提供一種不經換向，整流，直接發出穩恒直流電，單機容量較大，且輸出電壓電流均不受限制的發電機。

對于本發明的發電方法來說，上述問題是這樣解決的：線圈與磁力線十字交叉放置，如N極面向線圈的磁體順時針方向旋轉，那么S極面向線圈的磁體將逆時針方向旋轉，使線圈兩側受到磁力線的切割方向相反，而磁場的方向保持不變，線圈受到切割的方向也不變，從而在線圈中直接感應出直流電。由于線圈中感生電動勢的大小與穿過線圈的磁通量的變化率成正比，用上述切割磁力線的方式，磁通量的變化率不可能很高，為提高變化率，將面向線圈上的兩個磁極，以磁極中心為起點向外圍呈放射狀制造數個凸起與凹陷，磁力線都集中在凸起部分，凹陷部分幾乎無磁場，造成磁場的不均勻分布，提高穿過線圈的磁通量變化率，提高感應效率。線圈也要分割成幾個，不能繞成整體環形，幾個帶獨立鐵心的線圈首尾相對，組成一圓周，線圈與線圈之間要留有和線圈等長的空檔，使它們感生電流產生的磁場各自獨立，有利于與原磁場產生相互作用，提高感應效率。

對于本發明的直流發電機來說，上述問題是這樣解決的：發電機主要由轉子，定子及磁軛組成。轉子產生磁場，是兩個獨立磁體，分別放置在電樞的兩側，并異極相對，建立平行磁場，每個磁體面向電樞的磁極，以磁極中心為起點呈放射狀制造數個凸起與凹陷。定子為電樞，用來感生電流，由數個帶有獨立鐵心的線圈組成，線圈與線圈之間要留有與線圈等長的空檔，每個線圈長度應等于直徑。磁軛連接兩個磁體磁場，使轉子磁力線進入磁軛內部，以加強磁場。在發電時，轉子的兩個磁體，向相反的方向做自轉運動，磁場不會來回翻轉，電樞線圈的兩側受到磁力線的切割方向相反，所以發出的是直流電。

上述的發電機，由于電樞靜止，且在發電時，磁場切割線圈的方向不變，與交流機翻轉切割不同，所以在電樞中直接感生出直流電，省去了換向，整流。此外，由于電樞為導線繞制而成，而不像單極電機的電樞是整體軟磁光軸，因此可根據需要改變電樞線圈的圈數，粗細或連接方式來改變輸出電壓，電流的大小，低到幾伏，十幾伏的低壓電源，高到幾萬，幾十萬伏的高壓電源，均可采用本發明，單機容量也不受限制。另外，由于電機的電樞線圈可直接感生出直流電，因此不存在感抗，這就使本發明的電機相對于傳統的換向式直流機及交流機內阻更小，效率更高。

由于本發明的發電機磁極的凸起與凹陷使磁場不均勻分布，因此，發電機低速運轉時，發出的電流出現脈動。在電機低速運轉時，線圈通過磁場空白區的時間較長，電流處于時斷時續狀態，所以出現脈動，電機進入高速后，線圈通過空白區的時間變短，進入連續狀態，所以發出的是穩恒直流電，因此磁極上一個凸起到另一個凸起的間隔越寬，越要提高速度，才能使電流穩恒，如果一個凸起到另一個凸起的間隔變短，磁場接近均勻分布，雖說低速時電流接近穩恒，但減小了穿過線圈的磁通量變化率，發電機效率降低。

附圖說明

下面結合附圖對本發明的發電方法及發電機作進一步詳細說明：

附圖為本發明發電機的立體示意圖，從易于觀察的角度去除部分作為機殼的磁軛。

具體實施方式

由于本發電方法用于發電機的設計制造，因此該發電方法只能以發電機的形式來實施。

附圖為發電機的立體示意圖，它主要由定子電樞，轉子磁體，機座磁軛三部分組成。