CN110571995A - 交流发电机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及发电设备技术领域，尤其涉及一种交流发电机，其中，沿中心轴的周向依次固定设置的第一感应极板组件和第二感应极板组件，分别连接用电器的两个接线端，第一感应极板组件包括至少两层平行正对设置的第一感应极板，第二感应极板组件包括至少两层平行正对设置的第二感应极板；能绕中心轴转动的转动结构，包括沿中心轴的周向依次设置的正极板组件和负极板组件；正极板组件包括至少两层容纳有正电荷且平行正对的正极板，负极板组件包括至少两层容纳有负电荷且平行正对的负极板；正极板和负极板在同步转动的过程中，分别依次与第一感应极板和第二感应极板相互穿插，形成电容。本发明提供的交流发电机，发电效率较高。

Description

交流发电机

技术领域

本发明涉及发电设备技术领域，尤其涉及一种交流发电机。

背景技术

当前所普遍使用的交流发电机均利用电磁感应原理，使导体切割磁感线发电。这种发电机不仅结构复杂，而且因为转子中的电流本身也在产生变化的磁场，这种磁场的长时间存在，会导致定子上的永磁铁退磁，从而导致发电效率降低。

综上，如何克服现有的交流发电机的上述缺陷是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种交流发电机，以缓解现有技术中的交流发电机存在的发电效率较低的技术问题。

本发明提供的交流发电机，包括：

沿中心轴的周向依次固定设置的第一感应极板组件和第二感应极板组件，分别用于连接用电器的两个接线端；所述第一感应极板组件包括至少两层平行正对设置的第一感应极板，所述第二感应极板组件包括至少两层平行正对设置的第二感应极板；

能绕所述中心轴转动的转动结构，包括沿所述中心轴的周向依次设置的正极板组件和负极板组件；所述正极板组件包括至少两层容纳有正电荷且平行正对的正极板，所述负极板组件包括至少两层容纳有负电荷且平行正对的负极板；

所述正极板和所述负极板在同步转动的过程中，能够分别依次循环与所述第一感应极板和所述第二感应极板相互穿插，形成电容。

可选的，作为一种可实施方式，一组所述第一感应极板组件和一组所述第二感应极板组件形成一对感应极板组件，所述感应极板组件为一对、两对或多对，且任一对所述感应极板组件对应一个用电器。

优选的，作为一种可实施方式，所述正极板和所述负极板能够同时分别与一对所述感应极板组件中的所述第一感应极板和所述第二感应极板相互间隔穿插。

优选的，作为一种可实施方式，所述正极板、所述负极板、第一感应极板和第二感应极板均包括导电芯体，所述导电芯体的表面附设有绝缘层。

优选的，作为一种可实施方式，所述正极板和所述负极板中的所述导电芯体均为永电体。

优选的，作为一种可实施方式，所述正极板、所述负极板、所述第一感应极板和/或所述第二感应极板的形状为半圆形、扇形、矩形、三角形或梯形。

优选的，作为一种可实施方式，所述正极板、所述负极板、所述第一感应极板和所述第二感应极板的形状均为半圆形或圆心角相同的扇形。

优选的，作为一种可实施方式，所述转动结构还包括轴承，所述轴承的内圈与所述中心轴套接，所述正极板组件和所述负极板组件均与所述轴承的外圈固定连接。

优选的，作为一种可实施方式，任意相邻的两层所述正极板相互导通，任意相邻的两层所述负极板相互导通，任意相邻的两层所述第一感应极板相互导通，任意相邻的两层所述第二感应极板相互导通。

相应的，本发明还提供了一种交流发电机，包括：

沿所述中心轴的周向依次固定设置的第一感应极板组件和第二感应极板组件，分别用于连接用电器的两个接线端；所述第一感应极板组件包括至少两层平行正对设置的第一感应极板，所述第二感应极板组件包括至少两层平行正对设置的第二感应极板；

能绕所述中心轴转动的转动结构，包括正极板组件或负极板组件；

当所述转动结构包括正极板组件时，所述正极板组件包括至少两层容纳有正电荷且平行正对的正极板，所述正极板在转动的过程中，能够依次循环与所述第一感应极板和所述第二感应极板相互穿插，形成电容；

当所述转动结构包括负极板组件时，所述负极板组件包括至少两层容纳有负电荷且平行正对的负极板，所述负极板在转动的过程中，能够依次循环与所述第一感应极板和所述第二感应极板相互穿插，形成电容。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明提供的交流发电机，主要由转动结构、第一感应极板组件以及第二感应极板组件组成，其中，转动结构能够绕中心轴转动，且具体包括有沿中心轴依次设置的正极板组件和负极板组件；第一感应极板组件和第二感应极板组件沿中心轴的周向依次固定设置，并能够分别与用电器的两个接线端连接。

上述正极板组件包括至少两层容纳有正电荷且平行正对设置的正极板，上述负极板组件包括至少两层容纳有负电荷且平行正对设置的负极板；第一感应极板组件包括至少两层平行正对设置的第一感应极板，第二感应极板组件包括至少两层平行正对设置的第二感应极板。

当正极板在外力的作用下绕中心轴转动时，能够依次循环与第一感应极板和第二感应极板相互穿插，形成电容，当正极板与第一感应极板相互穿插时，在正极板的电场作用下，第二感应极板上的负电荷会经由用电器流向第一感应极板，产生电流方向为由第一感应极板到第二感应极板的电流；当正极板与第二感应极板相互穿插时，在正极板的电场作用下，第一感应极板上的负电荷会经由用电器流向第二感应极板，产生电流方向为由第二感应极板到第一感应极板的电流。同理，当负极板组件在外力的作用下绕中心轴转动时，也能够依次循环与第一感应极板和第二感应极板相互穿插，形成电容，当负极板与第一感应极板相互穿插时，在负极板的电场作用下，第一感应极板上的负电荷会经由用电器流向第二感应极板，产生电流方向为由第二感应极板到第一感应极板的电流；当负极板与第二感应极板相互穿插时，在负极板的电场作用下，第二感应极板上的负电荷会经由用电器流向第一感应极板，产生电流方向为由第一感应极板到第二感应极板的电流。

也就是说，当转动结构在外力作用下不断旋转时，第一感应极板组件与第二感应极板组件之间能够产生交流电，即存在某一时间段，电流由第一感应极板组件流向第二感应极板组件；还存在另一时间段，电流由第二感应极板组件流向第一感应极板组件。

当正极板与第一感应极板相互穿插时，至少存在一层第一感应极板能够同时与两层正极板正对，增大了第一感应极板与正极板的总正对面积，从而，可产生更大的电流，便于提高发电效率；当正极板与第二感应极板相互穿插时，至少存在一层第二感应极板能够同时与两层正极板正对，增大了第二感应极板与正极板的总正对面积，便于提高发电效率；当负极板与第一感应极板相互穿插时，至少存在一层第一感应极板能够同时与两层负极板正对，增大了第一感应极板与负极板的总正对面积，便于提高发电效率；当负极板与第二感应极板相互穿插时，至少存在一层第二感应极板能够同时与两层负极板正对，增大了第二感应极板与负极板的总正对面积，便于提高发电效率。

需要说明的是，随着第一感应极板、第二感应极板、正极板和负极板层数的增多，总正对面积会增大，也就能提高发电效率。

因此，本发明提供的交流发电机，能够提高发电效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种交流发电机的主要结构的立体结构示意图；

图2为图1中本发明实施例提供的交流发电机的部分结构的爆炸图；

图3为图1中本发明实施例提供的交流发电机连接有用电器的剖视结构示意图；

图4为本发明实施例提供的另一种交流发电机的主要结构的立体结构示意图；

图5为本发明实施例提供的又一种交流发电机的剖视结构示意图。

图标：1－正极板组件；2－负极板组件；3－第一感应极板组件；4－第二感应极板组件；5－中心轴；6－用电器；7－轴承；

11－正极板；

21－负极板；

31－第一感应极板；

41－第二感应极板。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“内”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面通过具体的实施例子并结合附图对本发明做进一步的详细描述。

参见图1－图5，本实施例提供的交流发电机，主要由转动结构、第一感应极板组件3以及第二感应极板组件4组成，其中，转动结构能够绕中心轴5转动，且具体包括有沿中心轴5依次设置的正极板组件1和负极板组件2；第一感应极板组件3和第二感应极板组件4沿中心轴5的周向依次固定设置，并能够分别与用电器6的两个接线端连接。

上述正极板组件1包括至少两层容纳有正电荷且平行正对设置的正极板11，上述负极板组件2包括至少两层容纳有负电荷且平行正对设置的负极板21；第一感应极板组件3包括至少两层平行正对设置的第一感应极板31，第二感应极板组件4包括至少两层平行正对设置的第二感应极板41。

当正极板11在外力的作用下绕中心轴5转动时，能够依次循环与第一感应极板31和第二感应极板41相互穿插，形成电容，当正极板11与第一感应极板31相互穿插时(如图1－图5所示)，在正极板11的电场作用下，第二感应极板41上的负电荷会经由用电器6流向第一感应极板31，产生电流方向为由第一感应极板31到第二感应极板41的电流；当正极板11与第二感应极板41相互穿插时(图中未示出此种状态)，在正极板11的电场作用下，第一感应极板31上的负电荷会经由用电器6流向第二感应极板41，产生电流方向为由第二感应极板41到第一感应极板31的电流。同理，当负极板21在外力的作用下绕中心轴5转动时，也能够依次循环与第一感应极板31和第二感应极板41相互穿插，形成电容，当负极板21与第一感应极板31相互穿插时(图中未示出此种状态)，在负极板21的电场作用下，第一感应极板31上的负电荷会经由用电器6流向第二感应极板41，产生电流方向为由第二感应极板41到第一感应极板31的电流；当负极板21与第二感应极板41相互穿插时(如图1－图5所示)，在负极板21的电场作用下，第二感应极板41上的负电荷会经由用电器6流向第一感应极板31，产生电流方向为由第一感应极板31到第二感应极板41的电流。

也就是说，当转动结构在外力作用下不断旋转时，第一感应极板组件3与第二感应极板组件4之间能够产生交流电，即存在某一时间段，电流由第一感应极板组件3流向第二感应极板组件4；还存在另一时间段，电流由第二感应极板组件4流向第一感应极板组件3。

当正极板11与第一感应极板31相互穿插时，至少存在一层第一感应极板31能够同时与两层正极板11正对，增大了第一感应极板31与正极板11的总正对面积，从而，可产生更大的电流，便于提高发电效率；当正极板11与第二感应极板41相互穿插时，至少存在一层第二感应极板41能够同时与两层正极板11正对，增大了第二感应极板41与正极板11的总正对面积，便于提高发电效率；当负极板21与第一感应极板31相互穿插时，至少存在一层第一感应极板31能够同时与两层负极板21正对，增大了第一感应极板31与负极板21的总正对面积，便于提高发电效率；当负极板21与第二感应极板41相互穿插时，至少存在一层第二感应极板41能够同时与两层负极板21正对，增大了第二感应极板41与负极板21的总正对面积，便于提高发电效率。

需要说明的是，随着第一感应极板31、第二感应极板41、正极板11和负极板21层数的增多，总正对面积会增大，也就能提高发电效率。

因此，本实施例提供的交流发电机，能够提高发电效率。

此外，因第一感应极板组件3和第二感应极板组件4是相对固定的，故第一感应极板组件3和第二感应极板组件4能一直处于与用电器6相连的状态，从而，可以完全杜绝因间断接触甚至瞬间点接触，而产生的有害性电弧放电。

本领域技术人员应该清楚，正极板11与第一感应极板31相互穿插时，二者相互绝缘(如互不接触)；正极板11与第二感应极板41相互穿插时，二者之间也相互绝缘(如互不接触)。负极板21与第一感应极板31相互穿插时，二者之间相互绝缘(如互不接触)；负极板21与第二感应极板41相互穿插时，二者之间相互绝缘(如互不接触)。

其中，转动结构可利用风力或水力等驱动。

可选的，一组第一感应极板组件3和一组第二感应极板组件4可形成一对感应极板组件，该感应极板组件可设置为一对、两对或多对，其中，一对感应极板组件对应一个用电器6，也就是说，多对感应极板组件能够为多个用电器6供电。

进一步的，正极板11和负极板21能够同时分别与一对感应极板组件中的第一感应极板31和第二感应极板41相互间隔穿插，便于增大流经用电器的电流值。

其中，正极板组件1和负极板组件2可对称设置，也可不对称设置，第一感应极板组件3和第二感应极板组件4可对称设置，也可不对称设置；本实施例优选将正极板组件1和负极板组件2相对中心轴5对称设置，并将第一感应极板组件3和第二感应极板组件4相对中心轴5对称设置，从而，在正极板组件1和负极板组件2绕中心轴5转动的过程中，能进一步增大流经用电器6的电流值。

优选的，可在正极板11、负极板21、第一感应极板31、第二感应极板41中均设置导电芯体，并在导电芯体的表面附设绝缘层。

进一步的，可利用永电体作为正极板11和负极板21中的导电芯体。

当正极板11和负极板21中的导电芯体为非永电体时，正极板11和负极板21中的电荷可利用电源补充，以便维持电场的稳定。

具体地，上述正极板11、负极板21、第一感应极板31、第二感应极板41的形状可根据需要选择设定，如可选择为半圆形、扇形、矩形、三角形或梯形等。

优选地，参见图1、图2和图4，可将正极板11、负极板21、第一感应极板31和第二感应极板41的形状均设置为半圆形或圆心角相同的扇形，便于加大正对面积。

在转动结构的具体结构中还包括轴承7，轴承7的内圈套接在中心轴5上，正极板组件1和负极板组件2均与轴承7的外圈固定连接，从而，在轴承7的作用下，正极板组件1与负极板组件2可绕中心轴5转动。

具体地，任意相邻的两层正极板11相互导通，即同一正极板组件1中的所有正极板11之间均相互导通；任意相邻的两层负极板21相互导通，即同一负极板组件2中的所有负极板21之间均相互导通；任意相邻的两层第一感应极板31相互导通，即同一第一感应极板组件3中的所有第一感应极板31之间均相互导通；任意相邻的两层第二感应极板41之间均能够导电，即同一第二感应极板组件4中的所有第二感应极板41之间均相互导通。

本实施例还提供了另一种交流发电机，与上述交流发电机相比，该交流发电机的转动结构中可设置正极板组件1和负极板组件2中的任一个，同样可提高发电效率，不再重复阐述发电原理。

综上所述，本发明公开了一种交流发电机，其克服了传统的交流发电机的诸多技术缺陷。本实施例提供的交流发电机，发电效率较高；此外，可以完全杜绝因间断接触甚至瞬间点接触，而产生的有害性电弧放电。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种交流发电机，其特征在于，包括：

沿中心轴(5)的周向依次固定设置的第一感应极板组件(3)和第二感应极板组件(4)，分别用于连接用电器(6)的两个接线端；所述第一感应极板组件(3)包括至少两层平行正对设置的第一感应极板(31)，所述第二感应极板组件(4)包括至少两层平行正对设置的第二感应极板(41)；

能绕所述中心轴(5)转动的转动结构，包括沿所述中心轴(5)的周向依次设置的正极板组件(1)和负极板组件(2)；所述正极板组件(1)包括至少两层容纳有正电荷且平行正对的正极板(11)，所述负极板组件(2)包括至少两层容纳有负电荷且平行正对的负极板(21)；

所述正极板(11)和所述负极板(21)在同步转动的过程中，能够分别依次循环与所述第一感应极板(31)和所述第二感应极板(41)相互穿插，形成电容。

2.根据权利要求1所述的交流发电机，其特征在于，一组所述第一感应极板组件(3)和一组所述第二感应极板组件(4)形成一对感应极板组件，所述感应极板组件为一对、两对或多对，且一对所述感应极板组件对应一个用电器(6)。

3.根据权利要求2所述的交流发电机，其特征在于，所述正极板(11)和所述负极板(21)能够同时分别与一对所述感应极板组件中的所述第一感应极板(31)和所述第二感应极板(41)相互间隔穿插。

4.根据权利要求1所述的交流发电机，其特征在于，所述正极板(11)、所述负极板(21)、第一感应极板(31)和第二感应极板(41)均包括导电芯体，所述导电芯体的表面附设有绝缘层。

5.根据权利要求4所述的交流发电机，其特征在于，所述正极板(11)和所述负极板(21)中的所述导电芯体均为永电体。

6.根据权利要求1所述的交流发电机，其特征在于，所述正极板(11)、所述负极板(21)、所述第一感应极板(31)和/或所述第二感应极板(41)的形状为半圆形、扇形、矩形、三角形或梯形。

7.根据权利要求6所述的交流发电机，其特征在于，所述正极板(11)、所述负极板(21)、所述第一感应极板(31)和所述第二感应极板(41)的形状均为半圆形或圆心角相同的扇形。

8.根据权利要求1－7任一项所述的交流发电机，其特征在于，所述转动结构还包括轴承(7)，所述轴承(7)的内圈与所述中心轴(5)套接，所述正极板组件(1)和所述负极板组件(2)均与所述轴承(7)的外圈固定连接。

9.根据权利要求1－7任一项所述的交流发电机，其特征在于，任意相邻的两层所述正极板(11)相互导通，任意相邻的两层所述负极板(21)相互导通，任意相邻的两层所述第一感应极板(31)相互导通，任意相邻的两层所述第二感应极板(41)相互导通。

10.一种交流发电机，其特征在于，包括：

沿中心轴(5)的周向依次固定设置的第一感应极板组件(3)和第二感应极板组件(4)，分别用于连接用电器(6)的两个接线端；所述第一感应极板组件(3)包括至少两层平行正对设置的第一感应极板(31)，所述第二感应极板组件(4)包括至少两层平行正对设置的第二感应极板(41)；

能绕所述中心轴(5)转动的转动结构，包括正极板组件(1)或负极板组件(2)；

当所述转动结构包括正极板组件(1)时，所述正极板组件(1)包括至少两层容纳有正电荷且平行正对的正极板(11)，所述正极板(11)在转动的过程中，能够依次循环与所述第一感应极板(31)和所述第二感应极板(41)相互穿插，形成电容；

当所述转动结构包括负极板组件(2)时，所述负极板组件(2)包括至少两层容纳有负电荷且平行正对的负极板(21)，所述负极板(21)在转动的过程中，能够依次循环与所述第一感应极板(31)和所述第二感应极板(41)相互穿插，形成电容。