[其他]低轉(zhuǎn)速矩形波正弦波兩用發(fā)電機(jī)

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 85100386
• 申請(qǐng)日: 1985-07-26
• 公開（公告）號(hào): CN85100386A
• 公開（公告）日: 1986-10-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳雅羅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 陳雅羅
• 主分類號(hào): H02K57/00
• 分類號(hào): H02K57/00;H02K39/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)電機(jī)與眾不同的關(guān)鍵技術(shù)在于采用了高效率的連續(xù)交流矩形波送發(fā)電，正弦交流電的各次諧波成份在電樞線圈磁通飽和的情況下有增大的趨勢(shì)。本發(fā)明利用這一點(diǎn)，在發(fā)電機(jī)單相或三相電功輸出線串入適當(dāng)容量的電容器與電流周期過程中變化的磁通和電壓形成豐富的多諧振蕩成份將電磁轉(zhuǎn)換的能量全部轉(zhuǎn)變?yōu)榫匦尾ń涣麟娤蛲馑桶l(fā)。這與串入電容器補(bǔ)償功率因數(shù)電流波形仍是正弦波做法不同。并且串入電容器獲得連續(xù)交流矩形波是一種最簡(jiǎn)單、成本最低的方法，得到了下述的技術(shù)效果：

一、在同一輸出電壓時(shí)，采用矩形波可比正弦波多送發(fā)1/5或1/3電能。電機(jī)功比，電機(jī)效率和電磁轉(zhuǎn)換效率高于正弦波，這一點(diǎn)在小功率電機(jī)更加特出。

二、發(fā)電機(jī)采用矩形波具有優(yōu)異的低轉(zhuǎn)速滿載輸出性能。矩形波交流電無最大值，平均值、有效值之分。以正弦波最大值比較矩形波其電流包絡(luò)分量小于矩形波。以有效值平均值與矩形波比較功率因素小于矩形波，以平均值有效值對(duì)應(yīng)矩形波，其最大值必須高于矩形波，也就是說：矩形波功率因數(shù)以功率除以電壓和電流的乘積得出。正弦波功率因數(shù)必須以有功功率除以電壓和電流的乘積得出。由于發(fā)電機(jī)電壓正比于轉(zhuǎn)速，也就是說正弦波發(fā)電必須更大的轉(zhuǎn)速才能達(dá)到等效于矩形波的電流電壓值和功率因數(shù)，等于矩形波可在比正弦波低的的轉(zhuǎn)速下滿載輸出。這種低轉(zhuǎn)速能夠滿載發(fā)電的電機(jī)對(duì)于利用低流速的波力、風(fēng)力、潮汐力、海流力和常處于低速運(yùn)轉(zhuǎn)的各種熱機(jī)發(fā)電是非常重要的。因?yàn)檫@種電機(jī)能簡(jiǎn)化或省略變速機(jī)構(gòu)，降低動(dòng)力一發(fā)電裝置的造價(jià)。提高機(jī) 率和利用率。根據(jù)制作的永磁激磁單相220伏60瓦，120瓦和三相電激磁380伏400瓦三種樣機(jī)試驗(yàn)結(jié)果。已能做到：一、采用矩形波可比用正弦波低1/3或1/2轉(zhuǎn)速滿負(fù)荷輸出。二、用矩形波在相同電壓下可比正弦波多送發(fā)1/5或1/3電能。三、用矩形波電機(jī)電磁一機(jī)械能轉(zhuǎn)換效率和電機(jī)功比高于正弦波發(fā)電。上述試驗(yàn)樣機(jī)在電機(jī)與負(fù)載之間串入電容可作矩形波發(fā)電機(jī)使用。不串接電容可作正弦波發(fā)電機(jī)用，因此樣機(jī)具有發(fā)送兩種波形交流電的功能，能適應(yīng)電阻性、整流性和電感性不同負(fù)載的需要。以60瓦永磁激磁樣機(jī)試驗(yàn)?zāi)M風(fēng)力發(fā)電，用1∶8齒輪變速，在相當(dāng)于風(fēng)漿每秒兩轉(zhuǎn)（約4級(jí)風(fēng)）已220伏60瓦交流矩形波滿載輸出。由于磁通飽和的穩(wěn)壓作用，電容對(duì)過電壓的吸收和交流機(jī)本身的限流作用，滿負(fù)載轉(zhuǎn)速上升到3倍，電壓上升未過20%， 1/3 負(fù)載未超過25%

即使短路電流也不增加，一般P＝I²R，增加的電壓不能成為有功功率，不會(huì)給電器造成過載損壞，220V，60W樣機(jī)是用45W，6V手扶拖拉機(jī)飛輪發(fā)電機(jī)改成，串入4微法電容改作矩形波發(fā)電增加15W功率，降低1/3轉(zhuǎn)速滿載。400W三相矩形波發(fā)電機(jī)采用電激電磁其輸出電壓可以調(diào)整。是用2500轉(zhuǎn)350瓦12V汽車爪極式發(fā)電機(jī)改成，以矩形波送發(fā)電1500轉(zhuǎn)時(shí)已380伏，400瓦瓦滿載，與原正弦波發(fā)電方式比較降低 1/3 轉(zhuǎn)速滿載。增加輸出50瓦以上電功。120瓦永磁激磁單相220伏樣機(jī)用原90瓦12V永磁交流發(fā)電機(jī)改制。用矩形波在原轉(zhuǎn)速一半時(shí)已220伏120瓦滿載輸出。綜合上述試驗(yàn)結(jié)果證明矩形波發(fā)送電伏于正弦波。

利用本項(xiàng)技術(shù)可制造生產(chǎn)下列發(fā)電機(jī)

一、制造單家獨(dú)戶用的永磁式或電激磁式家用風(fēng)力發(fā)電機(jī)。以開發(fā)和利用風(fēng)能這種便于吸取的能源，制造各種類型交通工具專用高功比，低轉(zhuǎn)速矩形波交流發(fā)電機(jī)。制造各種不同功率、電壓的移動(dòng)式、固定式電站的高功比，矩形波、正弦波兩用發(fā)電機(jī)。

二、在本項(xiàng)發(fā)明發(fā)電機(jī)中由于電容器容量Q_C、電壓V、電流I，磁通φ、頻率f_n都是互相連系的變量呈正比變化，因此本發(fā)電機(jī)有一個(gè)寶貴的特性：發(fā)出的電壓越高滿載需要的轉(zhuǎn)速就越小、機(jī)組的造價(jià)和成本也就越低。這種特性使本項(xiàng)技術(shù)制造的發(fā)電機(jī)比其它發(fā)電機(jī)更能適應(yīng)低轉(zhuǎn)速、大扭矩力的內(nèi)河低壩低水頭水力發(fā)電，風(fēng)力發(fā)電、波力發(fā)電，海流力、潮汐力等自然能源發(fā)電。同樣也適應(yīng)利用低溫差，處于低轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)和奧鈦諾記憶合金發(fā)動(dòng)機(jī)及其它熱機(jī)發(fā)電。按公式：I＝ (U)/(R) 和Q＝ (ω_OL)/(R) ＝ 1/(ω₀CR) ;利用本項(xiàng)技術(shù)將電容器制成超導(dǎo)的形式與超導(dǎo)發(fā)電機(jī)電樞線圈串連，那么就可以制成在極低轉(zhuǎn)速下滿載發(fā)電，效率接近于1的超導(dǎo)矩形波交流發(fā)電機(jī)，上述各機(jī)種發(fā)出的大功率矩形波交流電可直接利用大功率高壓倍壓整流裝置變?yōu)楦邏褐绷飨蛲怵佀汀?/p>