[其他]低轉速矩形波正弦波兩用發電機

無效

• 申請號: 86100392
• 申請日: 1986-01-23
• 公開（公告）號: CN86100392A
• 公開（公告）日: 1986-09-03
• 發明（設計）人: 陳雅羅
• 申請（專利權）人: 陳雅羅
• 主分類號: H02K11/00
• 分類號: H02K11/00;H02K3/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發電機與眾不同的關鍵技術在于采用了高效率的連續交流矩形波送發電，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。本發明利用這一點，在發電機單相或三相電功輸出線串入適當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換的能量全部轉變為矩形波交流電向外送發。這與串入電容器補償功率因數電流波形仍是正弦波做法不同。并且串入電容器獲得連續交流矩形波是一種最簡單、成本最低的方法，得到了下述的技術效果：

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

二、發電機采用矩形波具有優異的低轉速滿載輸出性能。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，以平均值有效值對應矩形波，其最大值必須高于矩形波，也就是說：矩形波功率因數以功率除以電壓和電流的乘積得出。正弦波功率因數必須以有功功率除以電壓和電流的乘積得出。由于發電機電壓正比于轉速，也就是說正弦波發電必須更大的轉速才能達到等效于矩形波的電流電壓值和功率因數，等于矩形波可在比正弦波低的的轉速下滿載輸出。這種低轉速能夠滿載發電的電機對于利用低流速的波力、風力、潮汐力、海流力和常處于低速運轉的各種熱機發電是非常重要的。因為這種電機能簡化或省略變速機構，降低動力一發電裝置的造價。提高機組的效率和利用率。根據制作的永磁激磁單相220伏60瓦，120瓦和三相電激磁380伏400瓦三種樣機試驗結果。已能做到：一、采用矩形波可比用正弦波低1/3或1/2轉速滿負荷輸出。二、用矩形波在相同電壓下可比正弦波多送發1/5或1/3電能。三、用矩形波電機電磁一機械能轉換效率和電機功比高于正弦波發電。上述試驗樣機在電機與負載之間串入電容可作矩形波發電機使用。不串接電容可作正弦波發電機用，因此樣機具有發送兩種波形交流電的功能，能適應電阻性、整流性和電感性不同負載的需要。以60瓦永磁激磁樣機試驗模擬風力發電，用1∶8齒輪變速，在相當于風漿每秒兩轉（約4級風）已220伏60瓦交流矩形波滿載輸出。由于磁通飽和的穩壓作用，電容對過電壓的吸收和交流機本身的限流作用，滿負載轉速上升到3倍，電壓上升未過20%， 1/3 負載未超過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，不會給電器造成過載損壞，220V，60W樣機是用45W，6V手扶拖拉機飛輪發電機改成，串入4微法電容改作矩形波發電增加15W功率，降低1/3轉速滿載。400W三相矩形波發電機采用電激電磁其輸出電壓可以調整。是用2500轉350瓦12V汽車爪極式發電機改成，以矩形波送發電1500轉時已380伏，400瓦瓦滿載，與原正弦波發電方式比較降低 1/3 轉速滿載。增加輸出50瓦以上電功。120瓦永磁激磁單相220伏樣機用原90瓦12V永磁交流發電機改制。用矩形波在原轉速一半時已220伏120瓦滿載輸出。綜合上述試驗結果證明矩形波發送電伏于正弦波。

利用本項技術可制造生產下例發電機

一、制造單家獨戶用的永磁式或電激磁式家用風力發電機。以開發和利用風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，低轉速矩形波交流發電機。制造各種不同功率、電壓的移動式、固定式電站的高功比，矩形波、正弦波兩用發電機。

二、在本項發明發電機中由于電容器容量Q_c、電壓V、電流I，磁通Φ、頻率f都是互相連系的變量呈正比變化，因此本發電機有一個寶貴的特性：發出的電壓越高滿載需要的轉速就越小、機組的造價和成本也就越低。這種特性使本項技術制造的發電機比其它發電機更能適應低轉速、大扭矩力的內河低壩低水頭水力發電，風力發電、波力發電，海流力、潮汐力等自然能源發電。同樣也適應利用低溫差，處于低轉速運轉的斯特林發動機和奧鈦諾記憶合金發動機及其它熱機發電。按公式：I＝ (U)/(R) 和Q= (ω_OL)/(R) = 1/(ω_oCR) ;利用本項技術將電容器制成超導的形式與超導發電機電樞線圈串連，那么就可以制成在極低轉速下滿載發電，效率接近于1的超導矩形波交流發電機，上述各機種發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為高壓直流向外饋送。