[實用新型]一種恒直流發(fā)電機

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201520575009.5
• 申請日: 2015-08-04
• 公開（公告）號: CN204993004U
• 公開（公告）日: 2016-01-20
• 發(fā)明（設計）人: 呂坤頤;牟洪江;彭勇;向舜然;蔡川
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶城市管理職業(yè)學院
• 主分類號: H02K21/24
• 分類號: H02K21/24
• 代理公司: 廣州市華學知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 楊燕珠

技術領域

本實用新型涉及一種發(fā)電裝置，尤其涉及一種恒直流發(fā)電機。

背景技術

目前，廣泛使用的發(fā)電機基本為交流發(fā)電機，而一些所謂的直流發(fā)電機都是依靠交流發(fā)電機采用換向器得到直流輸出，而恒定直流則還要用電路整流才能得到。換向器中的電刷在發(fā)電機運行中多次摩擦，容易損壞，而且在傳導電能時會產(chǎn)生熱量，降低發(fā)電機的機械能變?yōu)橛行щ娔艿霓D(zhuǎn)化效率?，F(xiàn)今，雖說有一些沒有換向器的直流發(fā)電機的設計，但它們都沒有很好的解決多組線圈串聯(lián)產(chǎn)生高電壓輸出的問題，都是通過增加磁場強度、轉(zhuǎn)速、或是切割區(qū)域?qū)w尺寸這三者來增大感生電動勢，但當這幾個可變量受外界條件限制無法增大時，感生電動勢也就不能再增加了?，F(xiàn)有直流電機結(jié)構(gòu)中，雖然有多個切割磁場的導體，但它們都是并聯(lián)關系，而并聯(lián)的電壓源并不能疊加電壓，最終得到的感生電動勢和單個導體產(chǎn)生的大小是一樣的。

實用新型內(nèi)容

本實用新型所要解決的技術問題是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、制造成本低廉，不需要換向器和電路整流就能直接輸出恒定直流，并且能實現(xiàn)多個切割磁場導體的串聯(lián)，完成電壓源的串聯(lián)疊加，在磁場強度、轉(zhuǎn)速、切割尺寸恒定不變時，能得到更大的感生電動勢及輸出電壓的恒直流發(fā)電機。

本實用新型解決上述技術問題的技術方案如下：一種恒直流發(fā)電機，包括對稱圓柱形磁體，以及設置在對稱圓柱形磁體之間的線圈支架，所述線圈支架中設置有對稱弧形安裝結(jié)構(gòu)，所述對稱弧形安裝結(jié)構(gòu)與同心輪軸配合安裝實現(xiàn)線圈支架的不完全固定，所述同心輪軸兩端分別與對稱圓柱形磁體固定連接。

在上述技術方案的基礎上，本實用新型還可以做如下改進。

進一步，所述圓柱形磁體為永久性磁體材料，所述永久性磁體材料在不同環(huán)境條件下，導磁率變化較小，因此可產(chǎn)生恒定的磁場強度，最終實現(xiàn)恒定的直流輸出。

進一步，所述線圈支架設置有多個對稱弧形凹槽，每個對稱弧形凹槽上設有線圈繞組，所述線圈繞組呈倒8字形環(huán)繞在對稱弧形凹槽上，所述線圈繞組之間并聯(lián)連接，用于實現(xiàn)導體垂直切割磁感線來產(chǎn)生感生電動勢。

所述對稱弧形凹槽內(nèi)壁上設置有導磁率極低的材料涂層，用于改變磁感線的傳遞方向。當磁感線傳遞至線圈支架時，由于對稱弧形凹槽內(nèi)壁導磁率低，磁感線繞過對稱弧形凹槽進行傳遞，使得線圈支架外側(cè)的磁感線密度遠大于對稱弧形凹槽中的磁感線密度，有利于得到更大的感生電動勢。

進一步，所述線圈支架由導磁率極高的材料制成，所述導磁率極高的材料具有較高的導磁率，有利于磁感線的傳遞，提高感生電動勢，從而提高恒直流發(fā)電機的機械與電能的轉(zhuǎn)換效率。

進一步，所述同心輪軸為導磁率極低的耐磨材料制成，用于防止磁感線從同心輪軸傳遞，產(chǎn)生不同方向的感生電動勢，降低總感生電動勢，從而降低恒直流發(fā)電機的直流輸出。

本實用新型工作原理如下：當對稱圓柱形磁體轉(zhuǎn)動時，產(chǎn)生垂直切割磁感線的運動，所述運動可以使線圈上產(chǎn)生當時情況下最大的感應電動勢，所述每個實心導體產(chǎn)生的電動勢為一個電壓元，記為V_生，由于每個實心導體產(chǎn)生的電動勢方向不同，正向記為V_生⁺，反向記為V_生^-。因此，總電勢V有：V=N（V_生⁺-V_生^-），式中N表示有N個相同的串聯(lián)線圈繞組，由于對稱弧形凹槽內(nèi)壁導磁率低，磁感線繞過對稱弧形凹槽進行傳遞，使得線圈支架外側(cè)的磁感線密度遠大于對稱弧形凹槽中的磁感線密度，即V_生⁺>>V_生^-,則V≈NV_生⁺，從而實現(xiàn)在磁場強度、轉(zhuǎn)速、切割尺寸恒定不變時，提高恒直流發(fā)電機的直流輸出。同時，線圈支架相對于外部是不轉(zhuǎn)動的，所以線圈繞組可以直接與外電路相連，而不需要換向器。

本實用新型的有益效果是：結(jié)構(gòu)簡單、制造成本低廉，不需要換向器和電路整流就能直接輸出恒定直流，并且能實現(xiàn)多個切割磁場導體的串聯(lián)，完成電壓源的串聯(lián)疊加，在磁場強度、轉(zhuǎn)速、切割尺寸恒定不變時，能得到更大的感生電動勢及輸出電壓。

附圖說明

圖1為本實用新型一種恒直流發(fā)電機結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實用新型一種恒直流發(fā)電機無線圈繞組的線圈支架結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實用新型一種恒直流發(fā)電機有線圈繞組的線圈支架結(jié)構(gòu)示意圖；