一種無轉子發電機的製作方法

2023-05-13 02:31:46 2

專利名稱：一種無轉子發電機的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種動力機械裝置，尤其涉及一種發電機領域。
背景技術：
目前發電機領域的原動力有水輪機，通過水來推動水輪機發電，有火力發電廠的 汽輪機，它的工質是熱蒸汽，有風力發電機，它的工質是流動的空氣等，無論使用何種工質 的原動機，這些發電機的發電原理要麼是通過原動機帶動轉子中的勵磁線圈旋轉，從而使 定子線圈相當於作導體切割磁力線運動所產生感應電勢和電流的，或者是通過原動機直接 帶動轉子中的線圈旋轉切割磁力線運動來產生感應電勢和電流的，因此無論採用哪種方 式，原動機需要克服旋轉線圈的磁場力，並且所需要克服的磁場力與發電機的輸出功率是 成比例的，所以，發電機的輸出功率越大，原動機的功率也越大。這種方式雖然也可實現其 他形式的能量轉化為電能，但是這種方式由於轉化效率低，因此，大大影響了能量的利用效 率。本發明將現有的發電機的勵磁繞組與電流交換器連接，通過電流交換器來使勵磁 繞組產生一個相當於與原動機直接帶動勵磁繞組所產生的旋轉旋轉一樣的旋轉磁場，從而 使電樞繞組產生電流和電壓。

發明內容
本發明的主要目的在於提供一種結構簡單、無需勵磁繞組或電樞繞組旋轉可產生 發電機所需的旋轉磁場的無轉子發電機裝置。為了達到上述目的，本發明提供一種無轉子發電機，包括勵磁繞組、電樞繞組和一 個電流交換器，磁繞組、電樞繞組都固定不動，還包括一個電流交換器，通過電流交換器使 勵磁繞組中的勵磁電流隨時間和空間發生切換，從而形成一個能使電樞繞組產生電流和電 壓的旋轉磁場。本發明進一步的技術方案，所述的電流交換器包括兩個半圓柱狀的滑環，所述的 兩個半圓柱狀的滑環接觸面具有絕緣層，靠近所述的滑環兩端通過兩個碳刷分別於一直流 電源的正負極相連，所述的勵磁繞組兩端分別與滑環的中間的兩個對稱碳刷連接，所述的 絕緣層圓周長度應略大於相鄰兩碳刷中心之間的圓周長度，並且少於相鄰兩碳刷外邊緣之 間的圓周長度，所述的滑環通過轉軸與原動機相連。本發明有益效果是本發明只是將現有的發電機的勵磁繞組與電流交換器連接， 該電流交換器使勵磁繞組產生一個相當於與原動機直接帶動的勵磁繞組所產生的旋轉旋 轉一樣的旋轉磁場，從而使電樞繞組產生電流和電壓。本發明中由於原動機不是直接帶動 線圈轉動的，因此並不需要克服巨大的磁場力，所以可以大大提高能量的轉換效率。因此， 本發明的特點是1.發電機的電樞繞組(定子)及勵磁繞組部分均不需轉動。2.通過電流 切換來產生發電所需的旋轉磁場。為使本發明更加容易理解，下面將結合附圖進一步闡述本發明一種無轉子發電機的具體實施例。


圖1為本發明無轉子發電機結構示意圖；圖2為本發明無轉子發電機發電過程示意圖。
具體實施例方式圖1中，電流交換器A由滑環Al、A2和絕緣層F組成，電流交換器滑環Al和A2是 由導電材質做成的兩個一端是圓筒狀，另一端是半圓筒狀的，可以通過絕緣層F裝配成圓 筒狀，電流交換器A通過轉軸D與原動機E連接，原動機通過轉軸D帶動電流交換器A轉 動。電流交換器A靠近兩端分別安裝碳刷Bl和B2，直流電源B的兩極通過碳刷Bl和B2與 電流交換器A的滑環A1、A2兩端電性連接。直流電源B通過碳刷Bl和B2將電流輸送到電 流交換器滑環Al、A2，再通過電流交換器滑環Al、A2中部圓周上的碳刷C輸送到勵磁線圈 (圖中未示出)。電流交換器A中間有一圈間隔均勻的碳刷C分別與勵磁繞組的連接，如當 勵磁繞組的線圈為12個時，每一對繞組一端電性連接，接線如圖2所示，勵磁繞組的一個線 圈一端與電流交換器滑環上的碳刷1連接時，其另一端應與對稱的碳刷7連接，勵磁繞組的 一個線圈一端與電流交換滑環上的碳刷2連接時，其另一端應與對稱的碳刷8連接，這樣依 次將勵磁繞組每個線圈的兩端分別與電流交換器滑環上的碳刷C連接。電流交換器A的滑 環Al、A2之間絕緣層F，是保證兩個兩個半圓柱狀滑環Al、A2是絕緣的。絕緣層F圓周長 度(厚度)應略大於相鄰兩碳刷中心之間的圓周長度，大於單個碳刷與滑環接觸的圓周長 度，並且少於相鄰兩碳刷外邊緣之間的圓周長度。如圖2(1)所示，當電流交換器滑環通過轉軸與原動機一起轉到如圖1位置時，電 流交換器滑環上碳刷11、12、1、2和3與電源正極相連，電流交換器滑環碳刷5、6、7、8和9 與電源負極相連，電流交換器滑環上碳刷4和碳刷10剛好與絕緣層相接觸。如圖2(2)所示，當電流交換器滑環與原動機一起轉到如圖2位置時，電流交換器 滑環上碳刷12、1、2、3和4與電源正極相連，電流交換器滑環上碳刷的6、7、8、9和10與電 源負極相連，電流交換器滑環上碳刷5和上碳刷11剛好與絕緣層相接觸。如圖2(3)所示，當電流交換器滑與環原動機一起轉到如圖3位置時，電流交換器 滑環Al上碳刷1、2、3、4和5與電源正極相連，電流交換器滑環A2上碳刷7、8、9、10和11 與電源負極相連，電流交換器滑環上碳刷12和碳刷6剛好與絕緣層相接觸。如圖2(4)所示，當電流交換器滑環與原動機一起轉到如圖4位置時，電流交換器 滑環上碳刷2、3、4、5和6與電源正極相連，電流交換器滑環上碳刷8、9、10、11和12與電源 負極相連，電流交換器滑環上碳刷7和A2碳刷1剛好與絕緣層相接觸。如圖2(5)所示，當電流交換器滑環與原動機一起轉到如圖5位置時，電流交換器 滑環上碳刷5、6、7、8和9與電源正極相連，電流交換器滑環上碳刷11、12、1、2和3與電源 負極相連，電流交換器滑環上碳刷10和碳刷4剛好與絕緣層相接觸。當電流交換器滑環A1、A2原動機E—起再轉到時，就會周而復始的循環。所以，當 電流交換器滑環A1、A2轉動半周時，每個碳刷C都將經過從正極到無電流再到負極的變化， 或經過從負極到無電流再到正極的變化，如滑環A1、A2轉動一周時，所有的碳刷C都將經歷一次從正極到無電流再到正電流到無電流到正電流的過程，或相反過程。這樣，當滑環Al、 A2隨原動機E轉到時，勵磁繞組(圖中未示出)的線圈所產生的南北磁極也將旋轉，當滑環 Al、A2旋轉一周，勵磁繞組(圖中未示出)的線圈所產生的磁極也將旋轉一周，這樣勵磁繞 組的線圈產生了發電機電樞繞組(圖中未示出)所需的旋轉磁場。
以上所揭露的僅為本發明的優選實施例而已，當然不能以此來限定本發明之權利 範圍，因此依本發明申請專利範圍所作的等同變化，仍屬本發明所涵蓋的範圍。
權利要求
1.一種無轉子發電機，包括勵磁繞組、電樞繞組，其特徵在於勵磁繞組、電樞繞組都 固定不動，還包括一個電流交換器，通過電流交換器使勵磁繞組中的勵磁電流隨時間和空 間發生切換，從而形成一個能使電樞繞組產生電流和電壓的旋轉磁場。
2.如權利要求1所述的無轉子發電機，其特徵在於所述的電流交換器包括兩個半圓 柱狀的滑環及碳刷，所述的兩個半圓柱狀的滑環接觸面具有絕緣層，靠近所述的滑環兩端 通過兩個碳刷分別與一直流電源的正負極相連，所述的勵磁繞組兩端分別與滑環的中間的 兩個對稱碳刷連接，所述的絕緣層圓周長度應略大於相鄰兩碳刷中心之間的圓周長度，大 於單個碳刷與滑環接觸的圓周長度，並且少於相鄰兩碳刷外邊緣之間的圓周長度，所述電 流交換器的滑環通過轉軸與原動機相連。
全文摘要
本發明提供了一種無轉子發電機，包括勵磁繞組、電樞繞組及一個電流交換器，勵磁繞組、電樞繞組都固定不動，電流交換器包括兩個半圓柱狀的滑環和碳刷，電流交換器的滑環通過轉軸與原動機相連，因此，本發明通過原動機帶動電流交換器的滑環轉動，從而使勵磁繞組產生電樞繞組所需的旋轉磁場來產生電流和電壓的。
文檔編號H02K23/00GK102005885SQ20091004233
公開日2011年4月6日 申請日期2009年9月1日 優先權日2009年9月1日
發明者胡曉會 申請人:胡曉會