一種引導磁場迴路變化的發電機的製作方法

2023-08-02 06:01:46

專利名稱：一種引導磁場迴路變化的發電機的製作方法
技術領域：
本發明涉及機械發電裝置，特別是採用了引導磁場迴路發生變化方法，使通過線圈的磁通量大小、方向隨之改變，產生感生電動勢的機械裝置。
背景技術：
現有發電機通常採用線圈與磁極相對運動，切割磁力線產生電流。具有發電量大， 製造技術成熟等優點。缺點是，轉子結構複雜，且質量大，體積大。在工作時，產生的機械阻力大、渦流大、升溫高。鐵芯開槽，漏磁大。由於輸出電流或勵磁電流要通過電刷，會產生很大的火花消耗，並極容易造成事故。
發明內容本發明目的在於克服上述現有技術的缺點，提供一種磁極、線圈(含鐵芯)固定， 線圈集中環繞在鐵芯上，特別是轉子結構簡單、無線圈、無電刷，產生械阻力較小的一種引導磁場迴路變化的發電機。本發明的目的是通過以下技術方案實現的一種引導磁場迴路變化的發電機，包括有殼體，殼體內固定設置有磁極、鐵芯、線圈，線圈集中環繞在鐵芯上，形成含鐵芯線圈，線圈接頭直接與殼體外部接線柱相連，其特徵在於磁極、含鐵芯線圈為定子，磁極設置於含鐵芯線圈的兩側，含鐵芯線圈至少有上下兩組，且同性磁極相對設置於一組含鐵芯線圈的兩端，即上組含鐵芯線圈兩側為雙N極或雙S ；下組鐵芯線圈兩側為雙S極或雙N ；鐵芯的端部設置有凸起，在上下鐵芯凸起部之間設有轉軸或推拉杆，位於殼體內的轉軸或推拉杆上固定有導磁體。所述的兩端磁極為同性相對，即左磁極上部為N (或S極)，右磁極上部也為N (或 S極)；左磁極下部為S (或N極)，右磁極下部也為S (或N極)。本發明還可通過以下方案進一步實現採用轉軸時，轉軸通過軸承固定在殼體上，導磁體至少為2個，2個導磁體分居軸上的左右位置，2個導磁體平行且相對成90 °角，且垂直固定在轉軸上。採用推拉杆時，導磁體在推拉杆的帶動下作往返移動(如活塞式運動)；導磁體至少為1個，垂直固定於推拉杆上，往返於上下鐵芯兩端的凸起部之間；當推拉杆上固定2個導磁體時，它們相對平行；左、右導磁體分別進、出於上下鐵芯兩端凸起部之間，推拉杆的右端連接曲軸及動力。所述的磁極、含鐵芯線圈對稱設置2組或4組或6組或8組；與之相對應，導磁體形狀為「 I，，字形或「十」字形或「女，，字形或「米」字形；其頂端為凸弧面或平面；左右兩個導磁體平行且相對分別為90 Q、45 Q、30 Q、22. 5 Q角。所述的鐵芯為「門」字形或「H」字形，兩端有鐵芯凸起，線圈集中環繞在中間；鐵芯凸起的截面大小與導磁體截面大小相等或相近。所述的鐵芯凸起端為與導磁體配合的凹弧面或平面。[0013]一端的磁極分為上下兩個，兩個磁極之間通過磁軛相連接(兩端磁極固定在磁軛上，並由磁軛導通內磁路);隨著磁極的增加，磁軛的形狀對應為「I」字形或「十」字形或字形或「米」字形(或「 O，，字形)。所述的磁極為N、S間隔對稱固定；磁軛中心設有軸孔，磁軛採用鐵磁性材料製成。所述的導磁體採用多層鐵磁性材料疊加製成。所述的一個轉軸上設置三組共六個導磁體，三組的左邊導磁體Al、A2、A3，相對交錯120角度，三組的右邊導磁體Bi、B2、B3，相對交錯120角度，同組左邊導磁體Al和右邊導磁體Bl垂直，同組左邊導磁體A2和右邊導磁體B2垂直，同組左邊導磁體A3和右邊導磁體B3垂直；同時相應地設置線圈接頭，從而形成三相同步發電機的結構(這種結構，相當於三個單體發電機連軸)。本發明根據「磁感線(磁通量)總是集中於磁阻最小的路徑，自然形成閉合迴路」的原理進行設計的。本發明中磁極、線圈(含鐵芯)固定，形成「定子」；同性磁極相對於線圈 (含鐵芯)的兩側，磁性相抗；兩個導磁體相對成90°角且垂直固定在轉軸上，組成「轉子」， 位於上下鐵芯凸起部之間。由於同性磁極相對於線圈鐵芯的兩側，磁性相抗使磁感線不能形成迴路。只能在導磁體的引導下磁感線才能形成迴路。這樣，在導磁體的引導作用下，穿過線圈中的磁通量大小、方向發生變化，從而產生感生電動勢。本發明具有以下有益效果本發明的磁極、線圈(含鐵芯)，同為「定子」；而「轉子」 僅為導磁體，由於導磁體是由較薄的鐵磁性材料疊加製成的，結構簡單、質量輕、體積小，且無線圈、無須電刷，鐵芯不開槽，無漏磁。在工作時，產生的機械阻力小、渦流小、升溫低。因此，相對於現有發電機笨重的轉子和開槽鐵芯的發電機而言，而言，本發明的「轉子」有明顯的節能、高效及功能上的優點。由於線圈和磁極固定，電流可直接輸出，不需用電刷，可確保發電機安全運行。本發明突破了磁極與線圈相對運動的方式，開闢了發電機新的技術領域。

圖1為本發明轉動式結構原理示意圖；圖2為本發明平動式結構原理示意圖。圖1中1為左端磁極，2為右端磁極，3為上鐵芯，4為上線圈，5為下鐵芯，6為下線圈，7為接線柱，8為左導磁體，9為右導磁體，10為轉軸，11為左磁軛，12為右磁軛，13為軸承，14為殼體，15為鐵芯凸起。圖2中1為左端磁極，2為右端磁極，3為上鐵芯，4為上線圈，5為下鐵芯，6為下線圈，7為接線柱，8為左導磁體，9為右導磁體，10為推拉杆，11為左磁軛，12為右磁軛，13 為滑動軸承，14為殼體，15為鐵芯凸起。
具體實施方式
為了使本技術領域的人員更好地理解本發明方案，並使本發明的上述目的、特徵和優點能夠更加明顯易懂，
以下結合附圖和實施例對本發明作進一步詳細的說明。實施例1 如圖1所示，一種引導磁場迴路變化的發電機包括有殼體14，殼體14內固定設置有左磁極1和右磁極2，上鐵芯3與上線圈4、下鐵芯5與下線圈6。所述上(下)線圈集中環繞在上(下)鐵芯上，且線圈接頭直接通向殼體14外部與接線柱7相連接。所述的左磁極1右磁極2，分別位於上鐵芯3及下鐵芯5的左右兩側。且磁極同性相對，即左磁極1上部為N極，右磁極2上部也為N極；左磁極1下部為S極，右磁極2下部也為S極。所述上磁極與下磁極之間設有磁軛(左磁軛11、右磁軛12)相連接，且磁軛中心設有軸孔。殼體14 通過軸承13設有轉軸10，轉軸10位於上下鐵芯之間，轉軸10上固裝有長方體形狀的左導磁體8和右導磁體9，且兩導磁體相對成90 °角。為便於磁感線的聚集，鐵芯為「H」形，兩端設有鐵芯凸起15，是兩條磁路通道。線圈集中環繞於鐵芯中間；鐵芯凸起15的截面大小與導磁體截面大小相等或相近。工作時，轉軸10的外端(殼體外)與外部動力連接，通過轉軸10轉動左右兩個導磁體8、9。交替導通通過上下鐵芯的磁通迴路。如圖1中，當轉軸10轉動0-90°時，左導磁體8兩端離開鐵芯左端凸起15，斷開磁路；右導磁體9兩端接近右端凸起15，導通磁路。 這時右磁極2的磁感線由N極出發，經右導磁體9到右S極形成迴路；同時左磁極1的磁感線由N極出發，經上鐵芯3進入右導磁體9經下鐵芯5到左S極形成迴路。通過線圈4、 6的磁通量發生變化，產生交流正半周感生電動勢。當轉軸10轉動90 c^-180 c^時，右導磁體 9離開磁路，左導磁體8導通磁路。這時左磁極1的磁感線由N極出發，經左導磁體8到左S極形成迴路；同時右磁極2的磁感線由N極出發，經上鐵芯3進入左導磁體8經下鐵芯5到右S極形成迴路；這期間通過上下線圈4、6的磁通量的大小、方向都發生了改變。使上下線圈4、6產生交流負半周感生電動勢。這樣不斷地旋轉導磁體，使得通過上、下線圈的磁通量大小和方向隨時間不斷地發生改變，上、下線圈中產生持續的感生交變電動勢。每轉動線圈產生一個正弦電動勢，360 c^能產生2個。(本例相當於現有技術兩對磁極的狀況)。電流可通過接線柱7向外輸出。上、下線圈在工作時，可串聯也可並聯。輸出電壓可以成倍調整。本實施例中，殼體內可以對稱設置多組磁極、線圈(含鐵芯)，如2組、4組、6組、8組線；與之相對應，兩個導磁體各居一側，導磁體形狀為「I」字形或「十」字形、字形、「米」 字形等；與之相對應，磁軛的形狀為「I」字形或「十」字形或「 *，，字形或「米」字形等。磁軛中心設有軸孔。實施例2 本例中，原轉動的導磁體，設置為平動。即導磁體不再旋轉，而是在推拉杆10上通過一拉一推的活塞式往返運動，以實現導通左、右磁極的磁路。採用推拉方式平移導磁體時，方向如圖2中箭頭所示。如圖2所示，設置左右導磁體8、9為2個，則相對平行固定在推拉杆10上；推拉杆 10通過滑動軸承13，一端與曲軸及動力相連接。經推拉導磁體8、9，進、出於上下鐵芯3、5 凸起15之間，分別導通鐵芯兩端的兩條磁路。如圖2所示，當拉動推拉杆向右平動時左導磁體8退出凸起位置，斷開磁路；右導磁體9進入凸起位置，導通磁路；反之，推動推拉杆向左平動時9退出，8進入。這樣往復運動，從而達到實施例1的效果(見實施例1分析)。本實施例其餘結構基本同實施例1，不再累述。本例中，導磁體至少設置1個，為長方體，豎直固定於推拉杆10上。工作時，一個導磁體往返進、出於上下鐵芯3、5兩端凸起15之間，交替導通鐵芯兩端的兩條磁路。當拉動推拉杆向右平動時，導磁體導通鐵芯右端磁路；反之，推動推拉杆向左平動時，導磁體移向鐵芯左端導通磁路。這樣往復運動，使鐵芯3、5上形成交變磁通，穿過線圈4、6產生感生電動勢。從而達到上述2個導磁體平動的效果及實施例1的效果(見實施例1分析)。 以上所述，僅為本實用新型的具體實施方式
，但本實用新型的保護範圍並不局限於此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本實用新型揭露的技術範圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本實用新型的保護範圍之內。
權利要求1.一種引導磁場迴路變化的發電機，包括有殼體，殼體內固定設置有磁極、鐵芯、線圈， 線圈集中環繞在鐵芯上，形成含鐵芯線圈，線圈接頭直接與殼體外部接線柱相連，其特徵在於磁極、含鐵芯線圈為定子，磁極設置於含鐵芯線圈的兩側，含鐵芯線圈至少有上下兩組， 且同性磁極相對設置於一組含鐵芯線圈的兩端，即上組含鐵芯線圈兩側為雙N極或雙S;下組鐵芯線圈兩側為雙S極或雙N ；鐵芯的端部設置有凸起，在上下鐵芯凸起部之間設有轉軸或推拉杆，位於殼體內的轉軸或推拉杆上固定有導磁體。
2.根據權利要求1所述的引導磁場迴路變化的發電機，其特徵在於採用轉軸時，轉軸通過軸承固定在殼體上，導磁體至少為2個，2個導磁體分居軸上的左右位置，2個導磁體平行且相對成90 °角，且垂直固定在轉軸上。
3.根據權利要求1所述的引導磁場迴路變化的發電機，其特徵在於採用推拉杆時，導磁體在推拉杆的帶動下作往返移動；導磁體至少為1個，垂直固定於推拉杆上，往返於上下鐵芯兩端的凸起部之間；當推拉杆上固定2個導磁體時，它們相對平行；左、右導磁體分別進、出於上下鐵芯兩端凸起部之間，推拉杆的右端連接曲軸及動力。
4.根據權利要求1所述的引導磁場迴路變化的發電機，其特徵在於所述的磁極、含鐵芯線圈對稱設置2組或4組或6組或8組；與之相對應，導磁體形狀為「I」字形或「十」字形或「*」字形或「米」字形；其頂端為凸弧面或平面；左右兩個導磁體平行且相對分別為 90ο、45ο、30ο、22. 5 角。
5.根據權利要求1或3或4所述的引導磁場迴路變化的發電機，其特徵在於所述的鐵芯為「門」字形或「H」字形，兩端有鐵芯凸起，線圈集中環繞在中間；鐵芯凸起的截面大小與導磁體截面大小相等或相近。
6.根據權利要求5所述的引導磁場迴路變化的發電機，其特徵在於所述的鐵芯凸起端為與導磁體配合的凹弧面或平面。
7.根據權利要求1或4所述的引導磁場迴路變化的發電機，其特徵在於一端的磁極分為上下兩個，兩個磁極之間通過磁軛相連接；隨著磁極的增加，磁軛的形狀對應為「I」字形或「十」字形或「女，，字形或「米」字形或「〇」字形。
8.根據權利要求7所述的引導磁場迴路變化的發電機，其特徵在於所述的磁極為N、 S間隔對稱固定；磁軛中心設有軸孔，磁軛採用鐵磁性材料製成。
9.根據權利要求1或4所述的引導磁場迴路變化的發電機，其特徵在於所述的導磁體採用多層鐵磁性材料疊加製成。
10.根據權利要求1所述的引導磁場迴路變化的發電機，其特徵在於所述的一個轉軸上設置三組共六個導磁體，三組的左邊導磁體Α1、Α2、Α3，相對交錯120角度，三組的右邊導磁體Β1、Β2、Β3，相對交錯120角度，同組左邊導磁體Al和右邊導磁體Bl垂直，同組左邊導磁體Α2和右邊導磁體Β2垂直，同組左邊導磁體A3和右邊導磁體Β3垂直；同時相應地設置線圈接頭，從而形成三相同步發電機的結構。
專利摘要一種引導磁場迴路變化的發電機，涉及機械發電裝置，包括有殼體，殼體內固定設置有磁極、鐵芯、線圈，線圈集中環繞在鐵芯上，形成含鐵芯線圈，線圈接頭直接與殼體外部接線柱相連，磁極、含鐵芯線圈為定子，磁極設置於含鐵芯線圈的兩側，含鐵芯線圈至少有上下兩組，且同性磁極相對設置於一組含鐵芯線圈的兩端，即上組含鐵芯線圈兩側為雙N極或雙S；下組鐵芯線圈兩側為雙S極或雙N；鐵芯的端部設置有凸起，在上下鐵芯凸起部之間設有轉軸或推拉杆，位於殼體內的轉軸或推拉杆上固定有導磁體。本實用新型的有益效果是由於「轉子」是導磁體，它結構簡單、體積小、機械阻力小，相對於現有笨重轉子和開槽鐵芯的發電機而言，具有明顯的節能、高效等優點。
文檔編號H02N11/00GK202231649SQ20112036752
公開日2012年5月23日 申請日期2011年9月30日 優先權日2011年9月30日
發明者張新東 申請人:張新東