CN102668344B - 通过场极发生器和旋转的直流供电刷的交流发电装置及直流发电装置 - Google Patents
通过场极发生器和旋转的直流供电刷的交流发电装置及直流发电装置 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种通过场极发生器和旋转的直流供电刷的交流发电装置及直流发电装置。本发明包括：场极发生器，具备卷绕有绕组线圈的多个铁芯；发电用绕组，以预定间隔两等分所述场极发生器的周围并围绕；整流器，具备多个整流片，所述整流片在所述场极发生器的一端排列成圆形而与每个绕组线圈一对一连接；旋转体，具备紧贴于所述整流片的外侧面的直流供电刷；马达，用于使所述旋转体旋转；滑环，形成在所述马达的轴；直流供电装置，用于对所述滑环供给直流电。为了得到交流电流或直流电流，不需要勉强旋转场极发生器，因此不但节省因勉强旋转场极发生器而所需的资源、能量及多余的设备，而且，能以低廉的费用生产电力，所以本发明非常有用。
Description
技术领域
本发明涉及一种交流发电装置及直流发电装置，更详细而言，涉及通过旋转的直流供电刷对具有卷绕有绕组线圈的多个铁芯的场极发生器供给直流电，从而对场极发生器的各铁芯诱导磁力，对卷绕在所述场极发生器的一对发电用绕组诱导磁性与所述场极发生器的铁芯相反的磁力，由此能产生电流的交流发电装置及直流发电装置。
背景技术
一般，发电机分为交流发电机和直流发电机的两大类，所述交流发电机包括转子和形成在所述转子外侧的定子和固定所述定子的中空形的圆筒形机壳，当所述转子旋转时，从转子磁铁的磁通量与定子绕组相互作用的同时将电流向定子绕组内诱导。大体上，定子以同心配置在转子机壳内，并包含软磁芯和导电性绕组，通过所述交流发电机供给的电力根据转子的速度有所不同。此时，定子也可以以同心交替配置在转子内。即，交流发电的原理是在左侧配置N极，在右侧配置S极，并在线圈与磁力线成垂直的状态下向逆时针方向连续旋转，则在旋转0～90°时，线圈的磁通量增加，感应电动势在N极侧的线圈和S极侧的线圈同时朝逆时针方向产生电动势。当旋转90～180°时，线圈的磁通量减小，感应电动势在N极侧的线圈和S极侧的线圈同时朝顺时针方向产生电动势，从而产生电流。
另外，直流发电机包括转子和形成在所述转子外侧的定子和固定所述定子的中空形的圆筒形机壳，当所述转子旋转时，从转子磁铁的磁通量与定子绕组相互作用的同时将电流向定子绕组内诱导。大体上，定子以同心配置在转子机壳内，并包含软磁芯和导电性绕组，通过所述直流发电机所产生的电力根据转子的速度有所不同。此时，定子也可以以同心交替配置在转子内。
发明的详细说明
技术问题
但是，现有交流发电机和直流发电机包括与安装在旋转轴上的定子以同心配置的转子，所述转子通过动力源的旋转力在定子内旋转的同时与定子相互作用，通过所述相互作用产生电动势，反复所述电动势循环而产生电流，结果，为了用现有的发电装置(交流发电装置、直流发电装置)产生电流，应通过动力源勉强旋转转子，为了使重量重的转子旋转，不但浪费所需的能量，而且，因摩擦及其他因素而导致效率降低的问题。
技术方案
本发明是为了解决所述问题点而提出的，其目的在于，提供一种发电装置，其由缠绕有绕组线圈的多个铁芯构成且不旋转的场极发生器来代替现有必须旋转转子才能发电的发电装置，通过旋转的直流供电刷选择性地供给直流电至所述场极发生器的各绕组线圈，从而对场极发生器的各铁芯诱导磁力，对卷绕所述场极发生器的一对发电用绕组诱导磁性与所述场极发生器的铁芯相反的磁力，从而对发电用绕组反复地产生及消失电动势，并产生电流。
技术功效
如此，本发明为了得到电流，不需要勉强旋转场极发生器，因此不但节省因勉强旋转场极发生器而所需的资源、能量及多余设备，而且，能以低廉的费用生产电力，所以本发明非常有用。
即，获得电流时，并不是使重量重的转子旋转，而是旋转轻量的电刷，对发电用绕组反复产生及消失电动势来产生电流，因此与现有发电机相比，最大限度地减低能量的浪费，并能够提供效率高的发电机。
附图说明
图1是示出根据本发明的第一实施例的交流发电装置的分离立体图。
图2是示出结合图1的交流发电装置的状态的立体图。
图3是示出图1的交流发电装置的概略结构的结构图。
图4是在图1所示的交流发电装置中表示场极发生器的整流片和铁芯之间的线圈绕组状态的参考图。
图5是在图1所示的交流发电装置中表示场极发生器和发电用绕组之间的磁力形成状态的参考图。
图6是示出根据本发明的第二实施例的直流发电装置的分离立体图。
图7是示出结合图6的直流发电装置的状态的立体图。
图8是示出图6的直流发电装置的概略结构的结构图。
图9是在图6所示的直流发电装置中表示场极发生器的整流片和铁芯之间的线圈绕组状态的参考图。
图10是在图6所示的直流发电装置中表示场极发生器和发电用绕组之间的磁力形成状态的参考图。
图11是示出图6的另一概略结构的结构图。
图中：
100：本发明交流发电装置，100’：本发明直流发电装置；
110、110’：马达，111、111’：轴
112、112’：滑环，113、113’：旋转体
113a、113a’：直流供电刷，120、120’：蓄电池
121、121’：电刷，130、130’：机壳
140、140’：场极发生器，141、141’：铁芯
142、142’：绕组线圈，150、150’：发电用绕组
160、160’：整流器，161、161’：整流片
170：转换器
具体实施方式
以下，详细说明图1至图5所示的通过场极发生器和旋转的直流供电刷的交流发电装置。
本发明包括：场极发生器140，具备卷绕有绕组线圈142的多个铁芯141；发电用绕组150，将所述场极发生器140的周围以预定间隔分为两部分并围绕；整流器160，具备整流片161，所述整流片在所述场极发生器140的一端排列成圆形而与每个绕组线圈142一对一连接；旋转体113，具备紧贴于所述整流器160的外侧面的直流供电刷113a；马达110，用于使所述旋转体113旋转；滑环112，形成在所述马达110的轴111；直流供电装置，用于对所述滑环112供给直流电。
所述直流供电装置包括：电刷121，不受因马达轴111旋转而引起的妨碍，用于对滑环112供给直流电；蓄电池120，用于贮存所述直流电。
本发明中，所述场极发生器140和发电用绕组150是固定在机壳130的结构，在所述场极发生器140的各铁芯141卷绕有用于产生磁极的绕组线圈142。
如图2所示，所述场极发生器140的铁芯141是卷绕有绕组线圈142的状态，所述绕组线圈142通过线圈线161a与多个整流片161分别对应连接。
通过直流供电刷113a供给直流电到所述整流片161，相面对的整流片161分别连接阳极(+)和阴极(-)，对应的场极发生器140的绕组线圈142也流着阳极(+)和阴极(-)电流。
因此，若在所述场极发生器140的绕组线圈142形成阳极(+)和阴极(-)，则在场极发生器140的铁芯141产生磁力，此时，因在场极发生器140的铁芯141已向预定方向卷绕有绕组线圈142的状态，所以，以场极发生器140的轴为中心，一侧方向成为N极或S极，而另一侧方向具有与一侧方向相反的极性。由此，对卷绕场极发生器140的发电用绕组150诱导极性与场极发生器140的铁芯141相反的磁力。
结果，直流供电刷113a以通过由马达110旋转的旋转体113紧贴在整流器160表面的状态进行旋转，所以，在每个整流片161依次供给阳极(+)和阴极(-)电流，由此，在场极发生器140的铁芯141也依次产生N极或S极的磁力，同时对发电用绕组150诱导电动势而产生电流，通过连接在所述发电用绕组150的电流引出用电线180输出交流电流。
本发明中，整流器160是分配直流电流而供给至场极发生器140的绕组线圈142的构成。此时，整流器由通过薄的云母片相绝缘的楔形多个整流片而成，所述整流片互相绝缘。
参照图4更加详细说明本发明的发电原理。
即，当直流供电刷113a连接在整流片161的第1(+极)和第1a(-极)时，场极发生器140的铁芯141的第1至第7成为S极，第1a至第7a成为N极。此时，在与第1至第7邻接的发电用绕组150诱导N极，在与第1a至第7a邻接的发电用绕组150诱导S极。
接着，直流供电刷113a旋转而同时连接在整流片161的第1和第2、第1a和第2a时，场极发生器140的铁芯141的第1和第1a的极性会消失。再次，直流供电刷113a旋转而连接在整流片161的第2和第2a时，第2至第1a成为S极，第2a至第1成为N极。
由此顺序，通过直流供电刷113a的旋转，极性在场极发生器140和发电用绕组150反复变化，同时诱导电动势，由此在发电用绕组150产生电流。
如此，本发明是通过旋转的直流供电刷将通过直流供电装置供给的直流电供给至场极发生器，并通过由场极发生器产生的磁力对发电用绕组产生感应电动势，从而获得电流的结构。因此，若提高直流供电刷的旋转速度或增加磁场极数量，则可以增加所产生的电流量。
以下，详细说明图6至图11所示的通过场极发生器和旋转的直流供电刷的直流发电装置。
以下，参照附图详细说明根据本发明的通过场极发生器和旋转的直流供电刷的直流发电装置。
本实施例的直流发电装置包括：场极发生器140’，具备卷绕有绕组线圈142’的多个铁芯141’；发电用绕组150’，将所述场极发生器140’的周围以预定间隔分为两部分并围绕；整流器160’，具备整流片161’，所述整流片在所述场极发生器140’的一端排列成圆形’而与每个绕组线圈142’一对一连接；旋转体113’，具备紧贴于所述整流器160’的外侧面的直流供电刷113a’；马达110’，用于使所述旋转体113’旋转；滑环112’，形成在所述马达110’的轴111’；直流供电装置，用于对所述滑环112’供给直流电。
所谓所述预定间隔是指不妨碍场极发生器140’在发电用绕组150’内侧旋转时的程度的间隔。
所述直流供电装置包括：电刷121’，不受因马达轴111’旋转而引起的妨碍，用于对滑环112’供给直流电源；直流发生装置，用于供给所述直流电；蓄电池120’。
本发明中，所述场极发生器140’和发电用绕组150’是固定在机壳130’的结构，在所述场极发生器140’的各铁芯141’卷绕有用于产生磁极’的绕组线圈142’。
如图6所示，所述场极发生器140’的铁芯141’是卷绕有绕组线圈142’的状态，所述绕组线圈142’通过线圈线161’a与多个整流片161’分别对应连接。
通过直流供电刷113a’对所述整流片161’供给直流电，相面对’的整流片161’分别连接阳极(+’)和阴极(-’)，对应的场极发生器140’的绕组线圈142’也流着阳极(+’)和阴极(-’)电流。因此，若在所述场极发生器140’的绕组线圈142’形成阳极(+’)和阴极(-’)，则在场极发生器140’的铁芯141’产生磁力，此时，因在场极发生器140’的铁芯141’已向预定方向卷绕有绕组线圈142’的状态，所以，以场极发生器140’的轴为中心，一侧方向成为N极或S极，而另一侧方向具有与一侧方向相反的极性。
由此，对卷绕场极发生器140’的发电用绕组150’诱导极性与场极发生器140’的铁芯141’相反的磁力。结果，直流供电电刷113a’以通过由马达110’旋转的旋转体113’紧贴在整流器160’表面的状态进行旋转，所以，在每个整流片161’依次供给阳极(+’)和阴极(-’)电流，由此，在场极发生器140’的铁芯141’也依次产生N极或S极的磁力，同时对发电用绕组150’诱导电动势而产生电流，通过连接在所述发电用绕组150’的电流引出用电线180输出直流电流。
但是，如图8所示，由于直流供电刷113a’形成在旋转体113’内侧面，所述直流供电刷113a’与形成在整流器160’的外侧面的整流片161’接触的结构，因此会发生当所述旋转体113’旋转时，因离心力的作用直流供电刷113a’从整流器160’的整流片161’脱离的现象，随此产生发电效率降低的问题。
在此，本发明为了解决所述问题，如图11所示，将直流供电刷113a’形成在旋转体113’的外侧面，并将整流片161’在整流器160’的内侧面配置成圆形’，此时，具有旋转体113’插入于整流器160’的内侧面的结构，由此，通过旋转体113’的旋转，离心力的作用越大，越可以提高直流供电刷113a’和整流器160’的整流片161’的接触力。
本发明中，整流器160’是分配直流电流而供给至场极发生器140’的绕组线圈142’的结构。此时，整流器由通过薄的云母片相绝缘的楔形多个整流片而成，所述整流片互相绝缘。
参照图9更加详细说明本发明的发电原理。即，当直流供电刷113a’连接在整流片161’的第1(+极)和第1a(-极)时，场极发生器140’的铁芯141’的第1至第7成为S极，第1a至第7a成为N极。
此时，在与第1至第7邻接的发电用绕组150’诱导N极，在与第1a至第7a邻接的发电用绕组150’诱导S极。接着，直流供电刷113a’旋转而同时连接在整流片161’的第1和第2、第1a和第2a时，场极发生器140’的铁芯141’的第1和第1a的极性会消失。再次，直流供电刷113a’旋转而连接在整流片161’的第2和第2a时，第2至第1a成为S极，第2a至第1成为N极。由此顺序，通过直流供电刷113a’的旋转，极性在场极发生器140’和发电用绕组150’反复变化，同时诱导电动势，在发电用绕组150’产生电流。
如此，本发明将通过直流供电装置供给的直流电通过旋转的直流供电刷供给至场极发生器，并通过由场极发生器产生的磁力对发电用绕组产生感应电动势，从而获得电流。因此，若提高直流供电刷的旋转速度或增加磁场极的数量，则可以增加所产生的电流量。
如上所述，在不脱离本发明的思想及范围内对本发明进行各种修改及变形是对本领域的技术人员来说是显而易见的。因此，应理解为这些变形例或修改例属于本发明的权利要求范围内。
Claims (3)
1.一种具有场极发生器和旋转的直流供电刷的发电装置，所述发电装置为交流发电装置，其特征在于，包括：场极发生器(140)，具备卷绕有绕组线圈(142)的多个铁芯(141)；发电用绕组(150)，将所述场极发生器(140)的周围以预定间隔分为两部分并围绕；整流器(160)，具备多个整流片(161)，所述整流片在所述场极发生器(140)的一端排列成圆形而与每个绕组线圈(142)一对一连接；旋转体(113)，具备紧贴于所述整流器(160)的内侧面的直流供电刷(113a)；马达(110)，用于使所述旋转体(113)旋转；滑环(112)，形成在所述马达(110)的轴(111)；直流供电装置，用于对所述滑环(112)供给直流电，其中，将所述直流供电刷(113a)形成在旋转体(113)的外侧面，并将整流片(161)在整流器(160)的内侧面配置成圆形，此时，直流供电刷(113a)位于整流器(160)的内侧面，由此，通过旋转体(113)的旋转，离心力的作用越大，越可以提高直流供电刷(113a)和整流器(160)的整流片(161)的接触力。
2.根据权利要求1所述的具有场极发生器和旋转的直流供电刷的发电装置，其特征在于，所述直流供电装置包括：电刷(121)，不受因马达轴(11)的旋转而引起的妨碍，用于对滑环(112)供给直流电；蓄电池(120)，用于贮存所述直流电。
3.一种具有场极发生器和旋转的直流供电刷的发电装置，所述发电装置为直流发电装置，其特征在于，包括：场极发生器(140')，具备卷绕有绕组线圈(142')的多个铁芯(141')；发电用绕组(150')，将所述场极发生器(140')的周围以预定间隔分为两部分并围绕；整流器(160')，具备多个整流片(161')，所述整流片(161')在所述场极发生器(140')的一端排列成圆形而与每个绕组线圈(142')一对一连接；旋转体(113')，具备紧贴于所述整流器(160')的内侧面的直流供电刷(113a')；马达(110')，用于使所述旋转体(113')旋转；滑环(112')，形成在所述马达(110')的轴(111')；直流供电装置，用于对所述滑环(112')供给直流电，其中，将所述直流供电刷(113a')形成在旋转体(113')的外侧面，并将整流片(161')在整流器(160')的内侧面配置成圆形，此时，直流供电刷(113a')位于整流器(160')的内侧面，由此，通过旋转体(113')的旋转，离心力的作用越大，越可以提高直流供电刷(113a')和整流器(160')的整流片(161')的接触力。
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