CN101478261A - 静电感应发电机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种静电感应发电机，机壳(1)内腔为圆柱体空腔，机壳(1)与机壳内绝缘层(5)连接，机壳内绝缘层(5)与定子片(6)连接，机壳(1)中设置有轴承(7)，轴(2)设置在轴承(7)内，轴(2)上绝缘设置有转子片(4)，转子片(4)和定子片(6)相互插入，均匀间隔且绝缘，轴(2)上设置导体材料的转子集电环(9)，转子集电环(9)与转子电极(10)之间留有空气或真空间隙，转子电极(10)与转子电源(12)连接，各转子片(4)通过转子内引线(3)与转子集电环(9)连接，各定子片(6)通过定子引线(8)连接引出机壳(1)外。本发明可大大提高发电机功率，不使用硅钢片和铜材，可降低成本，结构简单，便于生产和维护。
Description
技术领域
本发明属于一种发电机，具体涉及一种静电感应发电机。
背景技术
目前无静电感应发电机的相关报道，经检索有如下专利：专利号为87103646、90105336.8和200410075314.4的专利中仅提出了静电感应产生电流的可行性，没有完整详细的结构设计，难以产生大功率。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种静电感应发电机，它可提高发电机功率，不使用硅钢片和铜材，因此可大幅降低成本，且该发电机结构简单，便于生产和维修。
本发明的技术方案：一种静电感应发电机，它包括机壳1、轴2、转子内引线3、转子片4、机壳内绝缘层5、定子片6、轴承7、定子引线8、转子集电环9、转子电极10、转子电源引线11和转子电源12，机壳1内腔为圆柱体空腔，机壳1与机壳内绝缘层5连接，机壳内绝缘层5与定子片6连接，机壳1前后盖内侧居中设置有轴承7，轴2设置在轴承7内，轴2上绝缘设置有转子片4，转子片4和定子片6相互插入，均匀间隔且绝缘，轴2上设置导体材料的转子集电环9，转子集电环9与转子电极10之间留有空气或真空间隙，转子电极10与转子电源12连接，各转子片4通过转子内引线3与转子集电环9连接，各定子片6通过定子引线8连接引出机壳1外。
定子片6和转子片4由扇形薄片组成，薄片的材料是金属材料外敷设绝缘材料和绝缘材料内夹导体薄膜中的任一种；转子片4的半径小于定子片6的半径，定子片6由2n片扇形薄片组成，每层定子片6沿机壳1内腔一周对称分布垂直设置在机壳内绝缘层5上，定子片6中的扇形薄片之间绝缘，定子片6纵向依次设置多层并使每层之间保持均匀间隔，每层扇形薄片的角度相加等于360度，转子片4由2片扇形薄片组成，对称垂直设置在轴2上，转子片4两片扇形薄片之间的间隙的角度大于等于定子片6中扇形薄片的角度。转子电极10使用的导体材料做成尖形，轴2选用高机械强度的绝缘材料和金属轴表面增设绝缘层中的任一种。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：该发电机可大大提高发电机功率，不使用硅钢片和铜材，因此，可大幅降低成本，且该发电机结构简单，便于生产和维护。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明中定子片的结构示意图；
图3是本发明中转子片的结构示意图。
具体实施方式
一种静电感应发电机，它包括机壳1、轴2、转子内引线3、转子片4、机壳内绝缘层5、定子片6、轴承7、定子引线8、转子集电环9、转子电极10、转子电源引线11和转子电源12，机壳1内腔为圆柱体空腔，机壳1与机壳内绝缘层5连接，机壳内绝缘层5与定子片6连接，机壳1前后盖内侧居中设置有轴承7，轴2设置在轴承7内，轴2上绝缘设置有转子片4，转子片4和定子片6相互插入，均匀间隔且绝缘，轴2上设置导体材料的转子集电环9，转子集电环9与转子电极10之间留有空气或真空间隙，转子电极10与转子电源12连接，各转子片4通过转子内引线3与转子集电环9连接，各定子片6通过定子引线8连接引出机壳1外。
定子片6和转子片4由扇形薄片组成，薄片的材料是金属材料外敷设绝缘材料和绝缘材料内夹导体薄膜中的任一种；转子片4的半径小于定子片6的半径，定子片6由2n片扇形薄片组成，每层定子片6沿机壳1内腔一周对称分布垂直设置在机壳内绝缘层5上，定子片6中的扇形薄片之间绝缘，定子片6纵向依次设置多层并使每层之间保持均匀间隔，每层扇形薄片的角度相加等于360度，转子片4由2片扇形薄片组成，对称垂直设置在轴2上，转子片4两片扇形薄片之间的间隙的角度大于等于定子片6中扇形薄片的角度。转子电极10使用的导体材料做成尖形，轴2选用高机械强度的绝缘材料和金属轴表面增设绝缘层中的任一种。
该发电机的具体参数：定子片6半径R＝0.5m，转子片4半径r＝0.49m，定子片6和转子片4均为绝缘材料内夹导体薄膜组成，薄片厚2mm，定子片6取60度扇形片，转子片4取120度扇形片，定子片6和转子片纵向间距为2mm，转速50转/秒，转子电源电压500KV，定子每层6片，装设300层，忽略定子片横向绝缘间隙和转子片略小于定子片，则定子片和一组转子之间的对应面积：
S≈2×π×0.52×120/360×300＝157m2
忽略定子片和转子片内夹导体膜厚度则定子片和转子片之间的间距大约＝4mm，一组转子片对应定子片分布电容值：
C1≈εs/d＝(8.85×10-12×157m2)/4×10-3m＝3.47×10-7F，
负载连接后两转子之间分布电容：
C＝1/(1/C1+1/C1)＝C1/2＝3.47×10-7/2＝1.735×10-7F，
接通电源后转子片可携带电荷量q＝C·U＝1.735×10-7×5×105＝8.68×10-2库仑，转子每秒旋转50转则三组定子感应的总电流：
I总＝2×8.68×10-2×50＝8.68A，
定子感应电压U＝5×105V，
定子输出电能功率：P＝U·I＝5×105×8.68＝4340KW。
工作原理：当定子片外引线和负载相连后每组转子和它所对应的定子片之间相当于电容器，给两组转子通电可使转子薄片携带电荷。电荷的泄露时间由所选绝缘材料性能决定，根据泄露时间也可将转子电源设计为间歇供电转子电源在转子电极处击穿空气或真空将电荷通过集电环输送给转子片。转子片携带电荷后在定子片上感应同等量的电荷，因此两组转子片在机体内转动相当于在静电场内旋转电偶极子，功率计算可参照P＝2cosθ·QE。
Claims (4)
1、一种静电感应发电机，它包括机壳(1)、轴(2)、转子内引线(3)、转子片(4)、机壳内绝缘层(5)、定子片(6)、轴承(7)、定子引线(8)、转子集电环(9)、转子电极(10)、转子电源引线(11)和转子电源(12)，其特征在于机壳(1)内腔为圆柱体空腔，机壳(1)与机壳内绝缘层(5)连接，机壳内绝缘层(5)与定子片(6)连接，机壳(1)前后盖内侧居中设置有轴承(7)，轴(2)设置在轴承(7)内，轴(2)上绝缘设置有转子片(4)，转子片(4)和定子片(6)相互插入，均匀间隔且绝缘，轴(2)上设置导体材料的转子集电环(9)，转子集电环(9)与转子电极(10)之间留有空气或真空间隙，转子电极(10)与转子电源(12)连接，各转子片(4)通过转子内引线(3)与转子集电环(9)连接，各定子片(6)通过定子引线(8)连接引出机壳(1)外。
2、根据权利要求1所述的静电感应发电机，其特征在于定子片(6)和转子片(4)由扇形薄片组成，薄片的材料是金属材料外敷设绝缘材料和绝缘材料内夹导体薄膜中的任一种；转子片(4)的半径小于定子片(6)的半径，定子片(6)由2n片扇形薄片组成，每层定子片(6)沿机壳(1)内腔一周对称分布垂直设置在机壳内绝缘层(5)上，定子片(6)中的扇形薄片之间绝缘，定子片(6)纵向依次设置多层并使每层之间保持均匀间隔，每层扇形薄片的角度相加等于360度，转子片(4)由2片扇形薄片组成，对称垂直设置在轴(2)上，转子片(4)两片扇形薄片之间的间隙的角度大于等于定子片(6)中扇形薄片的角度。
3、根据权利要求1所述的静电感应发电机，其特征在于转子电极(10)使用的导体材料做成尖形。
4、根据权利要求1所述的静电感应发电机，其特征在于轴(2)选用高机械强度的绝缘材料和金属轴表面增设绝缘层中的任一种。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CNA2009100737337A CN101478261A (zh) | 2009-01-21 | 2009-01-21 | 静电感应发电机 |
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| CN101478261A true CN101478261A (zh) | 2009-07-08 |
Family
ID=40838902
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| CNA2009100737337A Pending CN101478261A (zh) | 2009-01-21 | 2009-01-21 | 静电感应发电机 |
Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN101478261A (zh) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102035433A (zh) * | 2010-12-10 | 2011-04-27 | 周符明 | 功率变容器 |
| CN104167951A (zh) * | 2014-08-15 | 2014-11-26 | 李鹏卓 | 一种静电感应发电机 |
| CN106253738A (zh) * | 2016-08-12 | 2016-12-21 | 王海清 | 一种高密度电荷电场发电机 |
| CN109217712A (zh) * | 2018-09-18 | 2019-01-15 | 刀春会 | 一种静电感应无刷交流发电机及其使用方法 |
| CN113922697A (zh) * | 2020-07-10 | 2022-01-11 | 中国科学院理化技术研究所 | 一种静电感应发电机 |
-
2009
- 2009-01-21 CN CNA2009100737337A patent/CN101478261A/zh active Pending
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| CN106253738B (zh) * | 2016-08-12 | 2019-04-05 | 王海清 | 一种高密度电荷电场发电机 |
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Open date: 20090708 |