CN101741223A - 感生变磁交流发电机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种感生变磁交流发电机，包括铁芯支架，铁芯支架上安装转轴，转轴的两端分别安装第一转盘和第二转盘，铁芯支架上安装第一铁芯，第一铁芯的外周安装第一线圈，第一转盘上安装第一磁铁，第二转盘上安装第四磁铁，第一磁铁和第四磁铁与第一铁芯的两端相对应，第一磁铁与第四磁铁的异极相对。它是通过改变发电机铁芯中磁通量的大小在线圈中产生感生电动势。它通过改变铁芯中磁通量的大小的方式产生感生电动势，而非通过线圈切割磁力线，磁力线始终与铁芯上的线圈垂直，铁芯与磁铁相对转动的方向也与磁力线垂直，因此，线圈内的感应电流产生的旋转磁场不会对铁芯与磁铁的相对转动产生阻碍作用，可节省发电所需的能量消耗。

Description

感生变磁交流发电机
技术领域
本发明涉及一种发电装置，确切地说是一种感生变磁交流发电机。
背景技术
传统的发电机存在以下不足：第一，由于传统发电机转子即磁极，与定子即线圈，两者之间作相对圆周运动过程中，磁力线和线圈做相对切割运动，线圈的感应电流产生的旋转磁场对转子起到阻碍作用，线圈和磁力线的位置在0到90度之间角度越大，磁力线的阻力越大，消耗的能量越大。这种发电方式只是完成了能量的转化，转化效率低，能耗较大。第二，传统发电机的铁芯中容易产生漏磁，增加阻力，浪费动力，还产生谐波，对电网有危害。
发明内容
本发明的目的，是提供了一种感生变磁交流发电机，它通过改变铁芯中磁通量的大小的方式产生感生电动势，而非通过线圈切割磁力线，磁力线始终与铁芯上的线圈垂直，铁芯与磁铁相对转动的方向也与磁力线垂直，因此，线圈内的感应电流产生的旋转磁场不会对铁芯与磁铁的相对转动产生阻碍作用，可节省发电所需的能量消耗；它的铁芯中不易产生漏磁和谐波，不会对电网造成危害，从而，可解决现有发电机存在的不足。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：感生变磁交流发电机，包括铁芯支架，铁芯支架上安装转轴，转轴的两端分别安装第一转盘和第二转盘，铁芯支架上安装第一铁芯，第一铁芯的外周安装第一线圈，第一转盘上安装第一磁铁，第二转盘上安装第四磁铁，第一磁铁和第四磁铁与第一铁芯的两端相对应，第一磁铁与第四磁铁的异极相对。
为进一步实现本发明的目的，还可以采用以下技术方案实现：铁芯支架上安装第二铁芯和第三铁芯，第一铁芯、第二铁芯和第三铁芯均匀分布于转轴的外周，第一铁芯、第二铁芯和第三铁芯的中心共圆，第二铁芯的外周安装第二线圈，第三铁芯的外周安装第三线圈，第一转盘上安装第二磁铁，第二磁铁和第一磁铁与转轴的间距相等，第二磁铁和第一磁铁相隔180度，第二转盘上安装第五磁铁，第五磁铁和第四磁铁与转轴的间距相等，第五磁铁与第四磁铁相隔180度，第五磁铁与第二磁铁异极相对。第一铁芯、第二铁芯、第三铁芯、第一磁铁、第二磁铁、第四磁铁和第五磁铁的端面形状和大小相同。第一磁铁和第二磁铁的磁极方向相反。
本发明的积极效果在于：它是通过改变发电机铁芯中磁通量的大小在线圈中产生感生电动势，产生感生电流的大小与磁通量的变化率和导线负载的电阻大小有关。本发电机工作时，铁芯与磁铁相对转动过程中，磁铁的磁力线始终垂直于铁芯端面，即改变铁芯中磁通量大小的旋转方向始终与磁铁磁力线的方向始终成90度角，以该结构方式发电，可大幅减小发电机定子转子之间转动的阻力，同时还可提高发电效率，有很好的节能效果。本发电装置在铁芯中不产生漏磁，没有谐波产生，还可减少一部分阻力，节约能源，并且对电网不产生危害。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；图2是图1的A-A剖视结构示意图；图3是图1的C-C剖视结构示意图；图4是图1的B-B剖视结构示意图。
图中标号：1铁芯支架 2第一转盘 3第二转盘 4转轴 5第一铁芯 6第二铁芯 7第三铁芯 8第一磁铁 9第二磁铁 11第四磁铁 12第五磁铁 14第一线圈15第三线圈 16第二线圈。
具体实施方式
本发明所述的感生变磁交流发电机，包括铁芯支架1，铁芯支架1上安装转轴4，转轴4的两端分别安装第一转盘2和第二转盘3，铁芯支架1上安装第一铁芯5，第一铁芯5的外周安装第一线圈14，第一转盘2上安装第一磁铁8，第二转盘3上安装第四磁铁11，第一磁铁8和第四磁铁11与第一铁芯5的两端相对应，第一磁铁8与第四磁铁11的异极相对，第一磁铁8和第四磁铁11的磁力线经过第一铁芯5。
本发明加工制作时，可分为两大方案，一类是磁铁旋转，另一类是铁芯旋转。
磁铁旋转的方案。
将第一转盘2和第二转盘3与转轴4固定连接，将转轴4与电动机或液压马达等动力装置连接。转轴4上还可以安装叶片，以便可借助风力或水力带动转轴4转动。发电机工作时，铁芯支架1固定，转轴4带动第一转盘2和第二转盘3相对第一铁芯5转动，从而使第一磁铁8和第四磁铁11同步转动。
在上述转动过程中，第一铁芯5端面的磁通量变化如下：当第一磁铁8和第四磁铁11转动到与第一铁芯5共线的位置时，第一铁芯5的磁通量最大，随着第一磁铁8和第四磁铁11的继续转动，第一铁芯5的磁通量逐渐减小直至为零，再由零增加至最大，如此周而复始的改变磁通量的大小，第一铁芯5上的安装的第一线圈14内便可产生感生电动势。
铁芯旋转的方案。
将第一铁芯5通过铁芯支架1与转轴4固定连接，铁芯支架1和其上安装的铁芯可在转轴4的带动下，相对于第一转盘2和第二转盘3转动。磁通量的变化以及发电原理与磁铁旋转方案相同。
如图2至4所示，铁芯支架1上可再安装第二铁芯6和第三铁芯7，第一铁芯5、第二铁芯6和第三铁芯7均匀分布于转轴4的外周，第一铁芯5、第二铁芯6和第三铁芯7的中心共圆，第二铁芯6的外周安装第二线圈16，第三铁芯7的外周安装第三线圈15，第一转盘2上安装第二磁铁9，第二磁铁9和第一磁铁8与转轴4的间距相等，第二磁铁9和第一磁铁8相隔180度，第二转盘3上安装第五磁铁12，第五磁铁12和第四磁铁11与转轴4的间距相等，第五磁铁12与第四磁铁11相隔180度，第五磁铁12与第二磁铁9异极相对。转动时，第一线圈14、第三线圈15和第二线圈16内均可产生感生电动势，从而形成三相电。铁芯的数量与发电的相数相同，即铁芯支架1上安装一根铁芯可产生单相电，安装两根铁芯可产生两相电，安装四根铁芯可产生四相电，按此规律类推，可制造更多相的发电机，以满足不同用户的需求。
为增强发电效果，如图2至4所示，第一铁芯5、第二铁芯6、第三铁芯7、第一磁铁8、第二磁铁9、第四磁铁11和第五磁铁12的端面形状和大小应相同，可确保在转速相同的情况下，单位时间内第一铁芯5端面的磁通量变化最大。本发电机的第一磁铁8与第四磁铁11的异极相对构成一对异性磁极，称为一极或单极。本发电机可以是单极也可以是两极、三极或多极，例如图1所示的发电机具有两极，其中一极由第一磁铁8与第四磁铁11构成，另一极由第二磁铁9和第五磁铁12构成。上述的每极由两个独立的磁铁组成，一方面便于加工制造降低成本，另一方面可防止铁芯与磁铁之间发生相对转动时相互影响，便于铁芯上线圈的两端导线由发电机中引出时不受铁芯或磁铁转动的影响。
本发电机一极时，转轴4转速达到6000转/分钟，所发交流电频率为50赫兹，两极时，转轴4转速达到3000转/分钟，所发交流电频率为50赫兹，四极时，转轴4转速达到1500转/分钟，所发交流电频率为50赫兹。
为使本发明所述的发电机产生三相正弦交流电，以方便并入现有的电网供用户使用，第一磁铁8和第二磁铁9的磁极方向应相反。
本发明未详尽描述的技术内容均为公知技术。

Claims (4)

1.感生变磁交流发电机，其特征在于：包括铁芯支架(1)，铁芯支架(1)上安装转轴(4)，转轴(4)的两端分别安装第一转盘(2)和第二转盘(3)，铁芯支架(1)上安装第一铁芯(5)，第一铁芯(5)的外周安装第一线圈(14)，第一转盘(2)上安装第一磁铁(8)，第二转盘(3)上安装第四磁铁(11)，第一磁铁(8)和第四磁铁(11)与第一铁芯(5)的两端相对应，第一磁铁(8)与第四磁铁(11)的异极相对。
2.根据权利要求1所述的感生变磁交流发电机，其特征在于：铁芯支架(1)上安装第二铁芯(6)和第三铁芯(7)，第一铁芯(5)、第二铁芯(6)和第三铁芯(7)均匀分布于转轴(4)的外周，第一铁芯(5)、第二铁芯(6)和第三铁芯(7)的中心共圆，第二铁芯(6)的外周安装第二线圈(16)，第三铁芯(7)的外周安装第三线圈(15)，第一转盘(2)上安装第二磁铁(9)，第二磁铁(9)和第一磁铁(8)与转轴(4)的间距相等，第二磁铁(9)和第一磁铁(8)相隔180度，第二转盘(3)上安装第五磁铁(12)，第五磁铁(12)和第四磁铁(11)与转轴(4)的间距相等，第五磁铁(12)与第四磁铁(11)相隔180度，第五磁铁(12)与第二磁铁(9)异极相对。
3.根据权利要求2所述的感生变磁交流发电机，其特征在于：第一铁芯(5)、第二铁芯(6)、第三铁芯(7)、第一磁铁(8)、第二磁铁(9)、第四磁铁(11)和第五磁铁(12)的端面形状和大小相同。
4.根据权利要求2所述的感生变磁交流发电机，其特征在于：第一磁铁(8)和第二磁铁(9)的磁极方向相反。
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Open date: 20100616