CN110661391A - 一种交流励磁同步磁能发电磁极及其发电机 - Google Patents
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Abstract
一种交流励磁同步磁能发电磁极，包括初级线圈和次级线圈，所述初级线圈和次级线圈的圈数想等；所述次级线圈串联电容后与所述初级线圈并联，所述初级线圈和次级线圈联接于交流电源。利用交流励磁磁场，使发电机自行旋转并对外发电。发电机发出的电能，由交流励磁磁场与转子的合成磁场提供能量，而不是由直接由励磁电源提供能量(与现在发电机的不同之处)。
Description
技术领域
本发明涉及一种交流励磁同步磁能发电磁极及其发电机。
背景技术
发电机是指将其他形式的能源转换成电能的机械设备，它由水轮机、汽轮机、柴油机或其他动力机械驱动，将水流、气流、燃料燃烧或原子核裂变产生的能量转化为机械能传给发电机，再由发电机转换为电能。
发电机在工农业生产、国防、科技及日常生活中有广泛的用途。发电机的形式很多，但其工作原理都基于电磁感应定律和电磁力定律。因此，其构造的一般原则是：用适当的导磁和导电材料构成互相进行电磁感应的磁路和电路，以产生电磁功率，达到能量转换的目的。
发电机也可以直接由磁场提供能量，在由磁场提供能量以发出电能的发电机中，均为直接由励磁电源提供能量，能源效率较低。
发明内容
鉴于以上情形，为了解决上述技术存在的问题，本发明提出一种交流励磁同步磁能发电磁极，包括初级线圈和次级线圈，所述初级线圈和次级线圈的圈数想等；所述次级线圈串联电容后与所述初级线圈并联，所述初级线圈和次级线圈联接于交流电源。
所述初级线圈和次级线圈分别绕设在一个闭合的口字形铁芯的两个极齿上。
本发明还提出一种交流励磁同步磁能发电机，设有定子，所述定子上设有若干偶数个磁极，所述磁极分别设有两个极齿，所述两个极齿上分别设有励磁线圈。
所述励磁线圈包括初级线圈和次级线圈，所述初级线圈和次级线圈分别设置在所述磁极上设置的两个极齿上。
所述次级线圈上串联设置电容。
所述初级线圈和次级线圈联接于交流电源。
所述磁极上还分别设有输出电能的线圈。
本发明还提出一种交流励磁同步磁能发电机，设有定子，所述定子上设有六个磁极，每个磁极包括两个极齿，所述极齿上分别设有励磁线圈；每个磁极上相邻的两个极齿上的励磁线圈分别为并联设置的初级线圈和次级线圈，其中所述次级线圈上串联设置电容，所述初级线圈和次级线圈联接于交流电源；所述每个磁极上还分别设有输出电能的线圈。
在采取本发明提出的技术后，根据本发明实施例的交流励磁同步磁能发电磁极及其发电机，具有以下有益效果。
一、交流励磁磁路与众不同，由初级线圈L1、次级线圈L2和电容C共同组成一个励磁磁路(缺一不可)，在运行中负载输出的多少与励磁电能输入的多少，没有直接的等量关系。
二、交流励磁磁路中磁场强度，就是线圈中电流I与线圈圈数N的乘积，即H＝I*N。
三、利用交流励磁磁场，使发电机自行旋转并对外发电。发电机发出的电能，由交流励磁磁场与转子的合成磁场提供能量，而不是由直接由励磁电源提供能量(与现在发电机的不同之处)。
附图说明
图1为本申请的交流励磁同步磁能发电磁极连接图；
图2为图1的连接原理图；
图3为本申请的交流励磁同步磁能发电机定子图；
图4为图3的接线图。
具体实施方式
下面将参照附图对本发明的各个优选的实施方式进行描述。提供以下参照附图的描述，以帮助对由权利要求及其等价物所限定的本发明的示例实施方式的理解。其包括帮助理解的各种具体细节，但它们只能被看作是示例性的。因此，本领域技术人员将认识到，可对这里描述的实施方式进行各种改变和修改，而不脱离本发明的范围和精神。而且，为了使说明书更加清楚简洁，将省略对本领域熟知功能和构造的详细描述。
实施例1
一种交流励磁同步磁能发电磁极，在一个闭合的口字形铁芯上，两边各绕一个初级线圈L1、次级线圈L2(一个是初级，另一个是次级)。L1和L2圈数N相等，和单相变压器外形一样，如图1和2所示，线圈L2串联电容C后与线圈L1并联接上交流电源E，线圈L1两端的线电压就是电源电压。线圈L2两端的线电压，通过串联电容升压高于电源主电压E。L1、L2的电流相位相差大约180度，L1.L2的电流产生的磁通相位也相差大约180度(根据变压器的原理)。由于L1，L2线圈在同一个铁芯上，其内部闭合的铁芯中，L1和L2产生的磁场是相互低消的。但对外部磁场而言，初级线圈L1、次级线圈L2两端存在着磁场方向一致的外磁场，这个外磁场就是交流励磁磁场。所以在这个闭合的铁芯中，初级线圈L1、次级线圈L2和电容C共同组成一个交流励磁磁路，三者一个不能少。
实施例2
一种交流励磁同步磁能发电机，设有定子，定子如图3所示，定子有十二齿每齿都有励磁线圈(L1…L12)，每相邻两齿绕好线圈后，闭合成一个磁极，整个定子有六个磁极，每个合成磁极上都有输出电能的线圈(D1…D6)，实际定子旋转磁场有四个极，因为定子的电源是三相交流电，发电机输出的线圈和励磁线圈都在定子上，转子是由四极永磁体组成。把它们装好引出线固定好，接线原理如图4所示。
交流励磁磁场的产生：
为了方便说明，定子六个磁极选第一个磁极为例，如图3、初级线圈L1、次级线圈L2在同一个铁芯上，L1，L2电流的大小与L2串联电容容量的大小有关，当交流电压一定，电容C容量选一个最佳点，可以使L1，L2电流最大，电流越大线圈D1端磁场越强，这个磁场是初级线圈L1、次级线圈L2合成磁场，这个磁场的能量由电源供给也就是电能转变成磁场能，这和直流励磁不同，直流励磁能量全部损耗在电阻上，在这交流励磁磁路中一部份损耗在电阻上，还有一部份被交流励磁磁路所吸收。
交流励磁磁场能量释放：
把A、B、C三相交流电接到对应的定子引出线的励磁线圈上，这时定子中就有一个四极旋转磁场。转子会随着定子的磁场频率同步自行旋转。D1。。。D6这六个线圈按对应位置接成三相星形如图4，这个三相出线就是发电机的输出，当转子旋转时接上负载。观察交流励磁电能的输入。空载时和有负载时，输入电能的能量变化很小，也就是在负载时，D1 D6的感应电流没有阻碍转子的运动。而是消弱了励磁磁场的强度，也就是感应电流吸收了励磁磁场和转子磁场的能量(因为转子磁场越强D1 D6感应电压越高)，而不是直接吸收了电源的电能，实验可以证明。那么为什么发电机在运行中，负载输出的多少与电源输入的多少，没有发生很大的变化呢。为了方便，定子六个极选第一极为例，转子在旋转时，线圈D1中就有感应电流产生，感应电流产生的磁场同时通过线圈L1 L2，由于线圈L1 L2(一个初级，另一个次级)在同一个闭合的铁芯中，L1和L2感应电压是相互抵消的，所以线圈D1输出电能的多少与励磁线圈L1、L2输入的电能多少，没有直接的等量关系，而与定子励磁磁场有关，即空载时定子励磁磁场较强，有负载时定子励磁磁场较弱，D1感应电流产生的磁场对定子励磁磁场而言，起消磁作用的(因为线圈D1感应电压的主磁通，由线圈L1、L2和电源C构成的励磁磁场与转子磁场合成磁通有关，与电源输入的主磁通即励磁交流电压没有直楼的等量关系)，实验可以证明。
根据上面的分析，交流励磁发电机有两个磁路，第一个磁路，由线圈L1、L2、和电容C构成的交流励磁磁路。第二个磁路由交流励磁磁路的磁场，线圈D1和转子磁场构成的磁路，所以线圈D1输出能量的多少与励磁线圈输入能量的多少没有直接的等量关系。
根据本申请的交流励磁同步磁能发电磁极及其发电机，具有以下有益效果。
一、交流励磁磁路与众不同，由初级线圈L1、次级线圈L2和电容C共同组成一个励磁磁路(缺一不可)，在运行中负载输出的多少与励磁电能输入的多少，没有直接的等量关系。
二、交流励磁磁路中磁场强度，就是线圈中电流I与线圈圈数N的乘积，即H＝I*N。
三、利用交流励磁磁场，使发电机自行旋转并对外发电。发电机发出的电能，由交流励磁磁场与转子的合成磁场提供能量，而不是由直接由励磁电源提供能量(与现在发电机的不同之处)。
以上对本发明进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可实施。当然，以上所列的情况仅为示例，本发明并不仅限于此。本领域的技术人员应该理解，根据本发明技术方案的其他变形或简化，都可以适当地应用于本发明，并且应该包括在本发明的范围内。
Claims (8)
1.一种交流励磁同步磁能发电磁极，其特征在于，包括初级线圈和次级线圈，所述初级线圈和次级线圈的圈数想等；所述次级线圈串联电容后与所述初级线圈并联，所述初级线圈和次级线圈联接于交流电源。
2.根据权利要求1所述的一种交流励磁同步磁能发电磁极，其特征在于，所述初级线圈和次级线圈分别绕设在一个闭合的口字形铁芯的两个极齿上。
3.一种交流励磁同步磁能发电机，其特征在于，设有定子，所述定子上设有若干偶数个磁极，所述磁极分别设有两个极齿，所述两个极齿上分别设有励磁线圈。
4.根据权利要求3所述的一种交流励磁同步磁能发电机，其特征在于，所述励磁线圈包括初级线圈和次级线圈，所述初级线圈和次级线圈分别设置在所述磁极上设置的两个极齿上。
5.根据权利要求4所述的一种交流励磁同步磁能发电机，其特征在于，所述次级线圈上串联设置电容。
6.根据权利要求4所述的一种交流励磁同步磁能发电机，其特征在于，所述初级线圈和次级线圈联接于交流电源。
7.根据权利要求3所述的一种交流励磁同步磁能发电机，其特征在于，所述磁极上还分别设有输出电能的线圈。
8.一种交流励磁同步磁能发电机，其特征在于，设有定子，所述定子上设有六个磁极，每个磁极包括两个极齿，所述极齿上分别设有励磁线圈；每个磁极上相邻的两个极齿上的励磁线圈分别为并联设置的初级线圈和次级线圈，其中所述次级线圈上串联设置电容，所述初级线圈和次级线圈联接于交流电源；所述每个磁极上还分别设有输出电能的线圈。
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2019
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