[其他]圓環低中高頻交流發電機

無效

• 申請號: 87104898
• 申請日: 1987-07-12
• 公開（公告）號: CN87104898A
• 公開（公告）日: 1988-01-20
• 發明（設計）人: 王煥生
• 申請（專利權）人: 王煥生
• 主分類號: H02K16/00
• 分類號: H02K16/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明是關于低中高頻交流發電機，特別是圓環型低中高頻交流發電機的發明，該電機是用多個兩側鑲有凸起三角齒的圓環鐵心，在每個鐵心上按螺旋式繞線構成它的定子，用框架和螺桿把它們連接在一起，用一個轉軸連接多個長方型電磁鐵轉子，其轉子的兩端單極安裝在圓環定子之間。

有一種公知的低頻交流發電機，它的工作原理是電磁鐵的異名磁極同時切割定子繞組產生交流電。

另一種公知的中高頻感應子式交流發電機，它的工作原理基于轉子（也稱感應子）表面齒槽的存在而使氣隙磁導率發生周期性變化，它的勵磁繞組是安裝在定子上，使得這種發電機利用率低。

本發明目的在于改變這兩種發電機的工作原理減少鐵損過大耗能高和磁場能量不能充分利用的因素，應用同一單極切割的發電原理方法產生低中高頻交流電，降低交流發電機的造價成本。

該發電機的工作原理是這樣實現的：如工作原理電路與磁路圖一，圓環中的實線表示電磁體單極的N極，該單極運動方向是順時針，環中的橫虛線和箭頭表示被磁極切割的繞組產生的磁力線方向，豎向箭頭表示電流方向，三角齒上的NS極是磁極切割所形成的磁極，在兩個圓環定子之間兩側是用單極切割的方法，圓環定子上有多個螺旋繞組構成，被單極切割的每個螺旋繞組兩端分別產生N極S極（用右手螺旋定則判斷），對它相鄰另一個未被單極切割螺旋繞組激磁，使這個相鄰的繞組受到它的磁力線切割產生與被切割的繞組方向相反的交流電，這樣每一個單極切割可使兩個螺旋繞組同時產生電動勢和電流，并且電流方向相反，由于多個單極的切割和多個螺旋繞組，每當轉子旋轉一周時就可以產生變化頻率高的交流電。減少其繞組個數和轉子個數可產生低頻交流電。

圓環定子是用鑄造的硅鋼或沖剪的硅鋼片兩側都鑲有凸起三角齒1，在凸起三角齒之間每一個長方格內按順時針方向螺旋式繞組，每一格內的繞組同另一格內繞組首和首相連接，尾和尾相連接如圖所示。

如果定子環是8個螺旋繞組，轉子的單極與其相對應是4個。如圖所示。

增大該機頻率時可用16個繞組與其相對應的是8個單極相對應的方法，根據電機轉速需繼續增大頻率時，應增大定子環的直徑，并依此方法遞增繞組個數和轉子個數。

降低頻率以此方法遞減，如果增大單極功率可增多定子環和磁極個數。圖二、圓環定子鐵心。

實施例圖三、一個轉軸安裝兩個轉子，每個轉子每端四個單極，通過電刷1經集電環輸入直流電和3電磁鐵心上螺旋勵磁繞組接通，接線方法按箭頭所示的電流方向接通集電環兩端十一極輸入直流電，在兩個轉子之間6的位置安裝中間圓環定子，另一轉子電磁鐵7和3相同，它的勵磁電流是通過導線沿轉軸引入前端集電環輸入的直流電，在電磁鐵轉子兩端長齒分別形成NS極，這樣中間圓環定子螺旋繞組兩側是受同名單極的磁極相對應切割，使中間圓環定子每個螺旋繞組電流是沿同一方向運動，如圖四所示，磁極運動方向向里，電流方向如箭頭所示。

實施例圖五、低中高頻交流發電機示意圖，把圖三所示的轉子裝在三個圓環定子之間，電刷架（同步發電機的電刷架）固定在電機框架1的位置，轉子勵磁繞組2，轉子主磁極單極3，中間圓環定子4。

勵磁系統：該發電機可利用它的輸出端引線通過整流器經電刷和集電環對轉子勵磁繞組勵磁，也可以通過直流發電機勵磁，勵磁電流的大小可參照現有同步交流發電機勵磁參數。

對轉子體積定子體積的確定可參照現有同步發電機計算方式設計，參閱《電機工程手冊》第四卷第19篇，一九八二年版機械工業出版社出版。

圓環鐵心直徑、內徑、厚度的確定

在確定該機圓環鐵心總體積的前提下，設計順序應當如下參閱附圖二。

1、確定圓環外圓半徑R。

2、根據圓環外圓直徑確定內徑D與外徑L，L必須與轉子主磁極直徑相等，設計時要相互對應考慮。

3、內徑與外徑長L和內圓直徑D的比值一般應接近1∶1λ＝ (L)/(D) ＝1∶1

4、該機圓環鐵心總體積V比圓環面積S余下的數值為圓環鐵心的厚度h。

計算式如下：S＝π（R²-r²）

式中：S-圓環面積;R-圓環半徑;r-圓環內圓直徑。

圓環鐵心的總體積V比圓環面積S。余下數值為鐵心的總厚度：h＝ (V)/(S) 。

如果是由兩個圓環組成的發電機，那么每片圓環的厚度應是h＝ (V)/(S×2) 。

如果是由三個圓環組成，中間定子片的厚度比邊緣兩個定子厚度大一倍。

例如：兩個邊緣定子片的厚度分別為1Cm，中間這個定子片的厚度就是2Cm，