CN106169825A - 一种用于发电转子线圈的高效绕组结构 - Google Patents

Abstract

一种用于发电转子线圈的高效绕组结构，所述绕组结构由若干并列重叠的绕组单元构成，每个绕组单元由至少一个基本结构组成，每个基本结构包括由漆包线围成的四边形，四边形的两对边分别平行；该四边形中，构成四条边的漆包线中的电流方向具有如下关系：四边形的四条边按相邻关系分为两组，每组中每条边的电流方向都指向相邻两边的交角方向，两个交角为四边形的一组对角。该线圈具有较高的电磁转换效率，能够以相对较小的输入获得相对较大的电流输出。

Description

一种用于发电转子线圈的高效绕组结构

技术领域

本发明涉及一种发电转子线圈。

背景技术

磁场是一种看不见、摸不着的特殊物质，磁场不是由原子或分子组成的，但磁场是客观存在的。磁场具有波粒的辐射特性。磁体周围存在磁场，磁体间的相互作用就是以磁场作为媒介的，所以两磁体不用接触就能发生作用。电流、运动电荷、磁体或变化电场周围空间存在的一种特殊形态的物质。由于磁体的磁性来源于电流，电流是电荷的运动，因而概括地说，磁场是由运动电荷或电场的变化而产生的。用现代物理的观点来考察，物质中能够形成电荷的终极成分只有电子(带单位负电荷)和质子(带单位正电荷)，因此负电荷就是带有过剩电子的点物体，正电荷就是带有过剩质子的点物体。运动电荷产生磁场的真正场源是运动电子或运动质子所产生的磁场。例如电流所产生的磁场就是在导线中运动的电子所产生的磁场。

经典磁场理论中，绝大多数的公式都是正确的，并且也一直沿用至今，但是在整个理论中最根本的问题是它采用了一个实际上并不存在的所谓单独的磁极的假设。这就是经典磁学理论中的所谓库伦方法的一个致命弱点。

电流在周围空间产生磁场，小磁针在该磁场中受到力的作用。磁极和电流之间的相互作用也是通过磁场发生的。

电流和电流之间的相互作用也是通过磁场产生的，磁场是存在于磁体、电流和运动电荷周围空间的一种特殊形态的物质，磁极或电流在自己的周围空间产生磁场，而磁场的基本性质就是对放入其中的磁极或电流有力的作用。

左手定则(又称电动机定则)：1.判断安培力：伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一平面内；让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流的方向，这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。这就是判定通电导体在磁场中受力方向的左手定则。2.判断洛伦兹力：将左手掌摊平，让磁感线穿过手掌心，四指表示正电荷运动方向，则和四指垂直的大拇指所指方向即为洛伦兹力的方向。

可以用右手的手掌和手指的方向来记忆导线切割磁感线时所产生的电流的方向，即：伸开右手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一平面内；让磁感线从手心进入，并使拇指指向导线运动方向，这时四指所指的方向就是感应电流的方向。这就是判定导线切割磁感线时感应电流方向的右手定则。磁场现象的左手定则、右手定则和楞次定律中的动生电动势都可由导线电子同向相吸异向相斥的效应解释。因此我构建了一个磁场动态模型并能证明磁场不存在南北极，也不存在磁单极子。

如图1，圆圈表示电流旋转所产生的磁场切面，方向为电流方向，中间是导线，方向为电流方向。实际上磁场是由无数个上图的动态圆重叠而成，导线在磁场中无论怎样都概率性的被包含在这些动态圆里。根据两导线电流方向相同时相吸，电流方向相反时两导线相斥，则可看出导线电流方向与左半圆呈相对运动，与右半圆为相向运动，则会与左边产生相对运动形成相斥，与右边同向运动产生相吸形成导线向右运动。根据安培定则磁感线方向纸外，符合左手定则的现象。

同样可以解释右手定则。如图2中导线向右运动，导线中的电子与上半圆呈相对运动产生相斥与下半圆产生相向运动相吸，造成电流方向向下。磁感线向外，符合右手定则。

解释磁铁同极相斥异极相吸：可用上图的磁场切面解释，假设顺时针旋转的圆圈为N极，逆时针旋转的圆圈为S极。如图3,当两个旋转的圆圈面对面靠近就像是同方向旋转的电流，虽然是圆形运动但与直线运动的同向相吸的效应一致，所以相吸。如图4，当两个都是顺时针或逆时针旋转的圆圈(即同极)面对面靠近就像是方向逆向旋转的电流，与异向相斥的效应一致，所以相斥。顺时针的反面就是逆时针才有了南北极的假象，则得出磁铁没有南北极只有电流的旋转方向，也没有磁单极子。

解释楞次定律中的感应电流的磁场总要阻碍磁体和闭合导线间的相对运动。如图5，闭合导线不动磁场切面向下运动，磁场的切面为顺时针电流方向，则切面内导体的自由电子与右半圆呈相对运动与左半圆呈相向运动造成电流向左。但可以看出感应电流方向与上半圆呈相对运动与下半圆呈相向运动，由于导线不又因为力的相互作用则使磁场切面作用于磁体有一个向上的力阻碍了磁体与闭合导线间的相对运动，用虚线箭头表示。

这个图像模型理论揭示了部分磁现象的本质即电子方向同向相吸异向相斥的效应，对电磁理论做出了更形象的理解。

常规发电机要消耗机械外力克服根据楞次定律产生的负转矩才能够发电。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种线圈绕组结构，具有较高的电磁转换效率。为此，本发明采用的技术方案是，一种用于发电转子线圈的高效绕组结构，其特征在于，所述绕组结构由若干并列重叠的绕组单元构成，每个绕组单元由至少一个基本结构组成，每个基本结构包括由漆包线围成的四边形，四边形的两对边分别平行；该四边形中，构成四条边的漆包线中的电流方向具有如下关系：

四边形的四条边按相邻关系分为两组，每组中每条边的电流方向都指向相邻两边的交角方向，两个交角为四边形的一组对角。

优选地，所述四边形为正方形。

上述技术方案的运行原理，该线圈安装于转子上，置于定子中旋转,定子绕组的方向必须在立体空间上垂直于线圈的运动方向，且线圈的运动方向必须垂直于线圈端口方形的两边，因为这种线圈不能像磁铁一样从任何方向发电，只有方形横纵方向可以。这个发明是根据本人对磁场本质的研究总结的理论所发明出来的，研究出磁感应现象中导线受阻的本质。如图6，圆圈是磁铁中的磁筹的电流运动形状，中间是导线，当导线向左运动，根据左手定则导线中电流方向为向上。我解析原因是圆圈内导线中电子向左运动与上半圆同向相吸与下半圆异向相斥所以向上流动，但发现导线电流方向与左半圆异向相斥与右半圆同向相吸，产生了反向的阻碍作用，其中的阻碍作用是因为纵向电流的方向，则有了去掉纵向电流方向则能没有阻碍作用的想法，如图8，我称之为平行磁场，然后我进一步升级将之变为图7，如图7，当导线向左运动，方圈内导线中电子与上边电流方向异向相斥与下边同向相吸所以电流方向向下，再看与左边电流方向同向相吸与右边异向相斥，又额外产生了向左的力，与导线运动方向一致，使这种方形线圈所附着的转子的旋转速度加快，从而使得方形线圈切割磁力线的速度加快，产生更大的电流。发电机就可以仅用极小的机械外力也能够发出较大的电力。

由上可知，本发明的有益效果在于，该线圈具有较高的电磁转换效率，能够以相对较小的输入获得相对较大的电流输出。

下面将结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。

附图说明

图1为磁场动态模型原理图一；

图2为磁场动态模型原理图二；

图3为磁场动态模型原理图三；

图4为磁场动态模型原理图四；

图5为磁场动态模型原理图五；

图6为本发明线圈运行原理一；

图7为本发明线圈运行原理二；

图8为本发明线圈运行原理三；

图9为本发明线圈绕组单元结构示意图(横向部分和竖向部分处于分解并列状态)；

图10为本发明线圈绕组单元结构示意图(横向部分和竖向部分处于组合重叠状态)；

图11为本发明线圈结构示意图；

图12为本发明线圈装配在转子上的结构示意图。

具体实施方式

参见附图，反映本发明的一种具体结构，所述用于发电转子线圈的高效绕组结构，为了方便四边形(本例中为方形)基本结构的形成，参见图9，每个绕组单元包括连续的漆包线101构成的横向部分1和竖向部分2，漆包线101的线头102连接电源。横向部分1和竖向部分2都包括三个矩形波形103。请结合图10，横向部分1和竖向部分2的矩形波形103重叠构成九个方形结构104，每个方形结构104的大小形状一致，每个方形结构104两对边平行，该方形结构104中，构成四条边的漆包线102中的电流方向具有如下关系：

方形的四条边按相邻关系分为两组，每组中每条边的电流方向都指向相邻两边的交角方向，两个交角为方形的一组对角。(如图10所示，方形结构104的一组相邻边的电流方向指向方形的左上角，另一组相邻边的电流方向指向方形的右下角)。

请结合图11，所述绕组结构由若干并列重叠的绕组单元7构成，若干个绕组单元7重叠分布在绕组骨架上，绕组骨架包括方形骨架5、上部骨架3、侧部骨架4，方形骨架5具有中空腔6。绕组骨架采用塑料，起到支撑绕组线圈的作用。避免采用可磁化的金属或合金，以免影响或削弱磁场作用。围绕上部骨架3、侧部骨架4的绕组线圈有可能影响方形结构104的作用；应尽量减小上部骨架3、侧部骨架4的尺寸规格，使得骨架周围的绕组线圈的尺寸规格尽可能的小；使得这些小尺寸绕组线圈在定子绕组线圈所形成的磁场中受到的力较小；而方形结构104在定子绕组线圈所形成的磁场中受到的力较大；定子绕组线圈中的电流定向移动，定子绕组线圈的磁场又会推动转子加速，加速的转子又会使得定子绕组线圈中的电流定向移动增加，进一步导致转子加速，不断相互作用，转子不断加速，直至与转子阻力的增加平衡，达到稳定的转速。

方形结构104两对边的间距控制：应该将间距控制为方形对边的斥力相对比较小的距离，以减小斥力所造成的损耗。

详见图12，多个图11所示的线圈8围成一个圈固定在转子9上，转子9设有转轴10和集电环11，定子绕组12围绕转子9设置，从而产生高效率的直流电。

上述的实现方式仅是为了清楚的说明本发明的技术方案，而不能理解为对本发明做出任何限制。本发明在本技术领域具有公知的多种替代或者变形，在不脱离本发明实质意义的前提下，均落入本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种用于发电转子线圈的高效绕组结构，其特征在于，所述绕组结构由若干并列重叠的绕组单元构成，每个绕组单元由至少一个基本结构组成，每个基本结构包括由漆包线围成的四边形，四边形的两对边分别平行；该四边形中，构成四条边的漆包线中的电流方向具有如下关系：

四边形的四条边按相邻关系分为两组，每组中每条边的电流方向都指向相邻两边的交角方向，两个交角为四边形的一组对角。

2.如权利要求1所述的一种用于发电转子线圈的高效绕组结构，其特征在于，所述四边形为正方形。