CN201927468U - 节能发电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种节能发电机，包括闭合的铁芯，铁芯上绕有若干组原线圈和若干组副线圈，且原线圈的组数和副线圈的组数相同，原线圈和副线圈间隔设置，每组原线圈的一端分别和控制原线圈通断电的控制装置相连，每组原线圈的另一端都连接在一起，每组原线圈的匝数大于每组副线圈的匝数，副线圈和节能发电机的输出端子相连。本实用新型利用原线圈通断电的时间差使副线圈产生感应电流，不需要切割磁力线的转子，不需要克服磁阻而耗能，因此，本实用新型发电时所消耗的能量很少，发电效率极高。

Description

节能发电机

技术领域

本实用新型涉及一种发电机，尤其涉及一种非常节约能源的节能发电机。

背景技术

现有的发电机一般都有转子和定子，定子上绕有很多线圈，转子由轴和永磁体构成，转子做切割磁力线运动时要克服磁极相互吸引的阻力，也叫磁阻，因而要带动转子旋转需要消耗大量的能源。如中国专利文献200320109288.3公开的一种“永磁同步发电机”，它由外壳、转子和定子构成，外壳中设置有腔体，定子设置在外壳的内侧，转子设置在腔体中，转子由轴和永久磁体构成，永久磁体的数量至少为一对，永久磁体呈瓦状，固定设置在所述的轴上，定子的内圆周上设有直槽或斜槽。当转子在定子内转动时，定子线圈切割转子上稀土永磁材料的磁力线，从而使定子线圈内产生电能。该发电机的转子做切割磁力线时磁阻比较大，电机定子线圈负荷越重，定子线圈中的电流就越大，磁场就越强，因而磁阻就越大。这种发电机就存在磁极旋转时磁阻大、耗能大的缺点，而且发电效率不够高。

发明内容

本实用新型主要解决原有发电机由转子和定子构成，转子做切割磁力线运动时所要克服的磁阻比较大，甚至带动转子旋转消耗的能量要大于发出的电能，非常不节能，发电效率不高的技术问题；提供一种不需要切割磁力线的转子，从而大大减少发电所消耗的能量，极大地提高发电效率的节能发电机。

本实用新型的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：本实用新型包括闭合的铁芯，所述的铁芯上绕有若干组原线圈和若干组副线圈，且原线圈的组数和副线圈的组数相同，每组原线圈的一端分别和控制原线圈通断电的控制装置相连，每组原线圈的另一端都连接在一起，所述的每组原线圈的匝数大于每组副线圈的匝数，所述的副线圈和节能发电机的输出端子相连。节能发电机三相输出时，所有的副线圈需要连接成星形或三角形结构，构成三组输出；节能发电机单相输出时，所有的副线圈需要串联成一组输出。铁芯只要闭合就可以，可以呈方形、三角形、圆环形及不规则型等。本实用新型发电的原理是利用原线圈通断电的时间差使副线圈产生感应电流。发电时，通过控制装置的控制使绕制在铁芯上的原线圈依次轮流通电，即每组原线圈都是一通、一断、一通、一断的工作方式，在原线圈通电或断电的瞬间绕制在同一铁芯上的副线圈上将产生很大的感应电流，也叫做励磁电流，产生旋转的电流和旋转的磁场。当单组原线圈的匝数为单组副线圈的匝数的2倍时，例如原线圈为500匝、副线圈为250匝时，如果原线圈的输入电压为220V，则副线圈的输出电压为110V，这时如果原线圈上的电流为a，那么副线圈上就将产生2a的电流。因此，当单组原线圈的匝数大大地大于单组副线圈的匝数时，副线圈上将产生非常大的电流。然后将副线圈串联接成三相或单相输出，使每一相副线圈的匝数大于单组原线圈的匝数，就是电压型；如果每一相副线圈的匝数小于单组原线圈的匝数，就是电流型。变压器是一种静止的发电机，它的发电方式是一对一的发电方式，就是一个能量输入和一个能量输出，但只能用于升压降流和降压升流的作用。本实用新型的发电机其实是一台旋转的变压器，它是用一个能量依次给定子线圈多个绕组通电、断电的方式让每组副线圈都能得到一个同样大的磁能来产生电流。当副线圈连接成三相输出结构时，实现输入一个能量就能转换输出三个同样大的能量。本实用新型没有作切割磁力线的转子，因此不存在克服磁阻而需要消耗的能量，因此，本实用新型发电时所消耗的能量很少，发电效率极高。

作为优选，所述的控制装置包括换向器及旋转件，所述的旋转件上对称地设有成对的动电刷，所述的换向器设置于动电刷之间，所述的动电刷通过导线和直流输入电源相连，所述的每组原线圈的一个端头对应地和换向器上的一个导电片相连。发电时，旋转件转动，带动动电刷转动，随着动电刷的转动，换向器上的导电片依次轮流通电，则和导电片相连的原线圈都呈一通、一断、一通、一断的工作方式，在原线圈通电或断电的瞬间绕制在同一铁芯上的副线圈上将产生很大的感应电流。动电刷可以是一对、两对、三对或四对等，对数越多原线圈通断电的频率越高。本实用新型需要驱动的旋转件只是为了带动动电刷旋转，故而不需要很大的体积，也不会有很重的重量，由此产生的耗能很小。由于原线圈和换向器之间只有电连接关系，所以绕有原线圈和副线圈的铁芯可以和换向器、旋转件不放置在同一个地方，可以分开安装，用导线连接。

作为优选，所述的旋转件包括转轴及和转轴相连的左转臂、右转臂，所述的动电刷设于左、右转臂的顶部，所述的转轴上设有两个滑环，两个滑环分别通过导线和成对的动电刷相连，两个滑环又分别和一个静电刷紧密接触，所述的静电刷设在安装旋转件和换向器的支座上，所述的静电刷通过导线和所述的直流输入电源相连，所述的转轴和驱动装置相连。驱动装置可以是电动机、也可以是柴油机等设备，动电刷通过滑环、静电刷和直流输入电源相连。驱动装置运行带动转轴旋转，从而带动左、右转臂旋转，使动电刷依次轮流地和换向器上的导电片接通。转轴旋转时，滑环跟着旋转，静电刷不转，直流输入电源经过静电刷给滑环通电，确保连接到直流输入电源的导线不会绕转。整个旋转件结构简单，重量较轻，实现方便，驱动其旋转所耗能量很小。

作为优选，所述的控制装置为变频器。即通过控制器控制一系列电子元件开关的通断来控制原线圈的通断电，可以采用四相变频器、六相变频器或十二相变频器，也能使原线圈呈一通、一断、一通、一断的工作方式，在原线圈通电或断电的瞬间绕制在同一铁芯上的副线圈上将产生很大的感应电流。变频器和原线圈通过导线连接，变频器和铁芯可以安装在不同位置。

作为优选，所述的原线圈和副线圈间隔设置，均匀分布在所述的铁芯上。确保在原线圈通断的瞬间副线圈上能产生更大更强的感应电流，且每个副线圈上产生的感应电流都比较均匀，进一步提高发电效率。

作为优选，所述的原线圈有六组，所述的副线圈有六组，相邻两组副线圈的两个相邻端头连在一起构成一组组合副线圈，所述的副线圈一共构成三组组合副线圈，三组组合副线圈的两个端头分别和节能发电机的三对输出端子相连。本实用新型的这种结构为三相发电结构，三相之间比较均匀，发电效率较高。当然原、副线圈也可以采用其它连接方式，只要副线圈有三组输出即可。

作为优选，所述的原线圈有四组，所述的副线圈有四组，四组副线圈依次头尾相连，留出第一组副线圈的头和最后一组副线圈的尾，这两个端头和节能发电机的输出端子相连。本实用新型的这种结构为单相发电结构，当然原、副线圈也可以采用其它连接方式，只要副线圈只有一组输出即可。

本实用新型的有益效果是：本实用新型利用原线圈通断电的时间差使副线圈产生感应电流，不需要切割磁力线的转子，因而不需要克服磁阻而耗能，绕有原线圈、副线圈的铁芯和控制装置（换向器、旋转件或变频器）没有必要放置在同一个地方，控制装置的耗能很小。因此，本实用新型发电时所消耗的能量很少，发电效率极高。

附图说明

图1是本实用新型实施例1的原线圈和副线圈绕制在铁芯上的一种结构示意图。

图2是本实用新型中换向器和旋转件的一种结构示意图。

图3本实用新型实施例2的原线圈和副线圈绕制在铁芯上的一种结构示意图。

图中1.铁芯，2.换向器，3.旋转件，4.动电刷，5.直流输入电源，6.原线圈，7.副线圈，8.导电片，9.静电刷，31.转轴，32.左转臂，33.右转臂，34.滑环。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。

实施例1：本实施例的节能发电机，包括闭合成圆环形的铁芯1、换向器2及旋转件3，换向器2和旋转件3安装在一个支座上。如图1所示，铁芯1上绕有六组原线圈6和六组副线圈7，原线圈和副线圈间隔设置，均匀分布在铁芯1上，单组原线圈6的匝数大于单组副线圈7的匝数。相邻两组副线圈7的两个相邻端头连在一起构成一组组合副线圈，六组副线圈一共构成三组组合副线圈，三组组合副线圈的两个端头分别和节能发电机的三对输出端子相连。每组原线圈6的一端都互相连接在一起，每组原线圈6的另一端分别位置相对应地和换向器2上的一个导电片8相连。每一组组合副线圈的匝数大于单组原线圈的匝数。如图2所示，旋转件3包括转轴31及和转轴31连接成一体的左转臂32、右转臂33，左转臂32和右转臂33对称设置，左、右转臂的顶部各安装有一个动电刷4，换向器2设置于这对动电刷4之间，转轴31和一个能驱动其旋转的电动机相连。转轴31的下部安装有两个间隔有一段距离的滑环34，每个滑环34通过导线和一个动电刷4相连，每个滑环34又分别和一个安装在支座上的静电刷9紧密接触，两个静电刷9又通过导线和一个直流输入电源5相连。

本实施例为三相发电结构。电动机驱动转轴旋转，直流输入电源通过静电刷给滑环通电。动电刷在换向器外围旋转，依次轮流接通不同的导电片，从而依次轮流给铁芯上的原线圈通电。在原线圈通电、断电的瞬间，副线圈上产生很强的感应电流，三组组合副线圈相隔成120度，输出三相交流电。

实施例2：本实施例的节能发电机，如图3所示，铁芯1上绕有四组原线圈6和四组副线圈7，原线圈和副线圈间隔设置，均匀分布在铁芯1上。四组副线圈7依次头尾相连，留出第一组副线圈7的头和最后一组副线圈7的尾，这两个端头和节能发电机的输出端子相连。其余结构同实施例1。

本实施例为单相发电结构。在原线圈通电、断电的瞬间，副线圈上产生很强的感应电流，副线圈串联成一组，输出单相交流电。

本实用新型利用原线圈通断电的时间差使副线圈产生感应电流，不需要切割磁力线的转子，因而不需要克服磁阻而消耗能量，绕有原线圈、副线圈的铁芯和控制装置（换向器、旋转件或变频器等）可以放置或安装在不同的地方，而且需要驱动的旋转件只是为了带动动电刷旋转，故而不需要很大的体积，也不会有很重的重量，由此产生的耗能很小。因此，本实用新型发电时所消耗的能量很少，发电效率极高。

Claims (7)

1.一种节能发电机，其特征在于包括闭合的铁芯（1），所述的铁芯（1）上绕有若干组原线圈（6）和若干组副线圈（7），且原线圈（6）的组数和副线圈（7）的组数相同，每组原线圈（6）的一端分别和控制原线圈通断电的控制装置相连，每组原线圈（6）的另一端都连接在一起，所述的每组原线圈（6）的匝数大于每组副线圈（7）的匝数，所述的副线圈（7）和节能发电机的输出端子相连。

2.根据权利要求1所述的节能发电机，其特征在于所述的控制装置包括换向器（2）及旋转件（3），所述的旋转件（3）上对称地设有成对的动电刷（4），所述的换向器（2）设置于动电刷（4）之间，所述的动电刷（4）通过导线和直流输入电源（5）相连，所述的每组原线圈（6）的一个端头对应地和换向器（2）上的一个导电片（8）相连。

3.根据权利要求2所述的节能发电机，其特征在于所述的旋转件（3）包括转轴（31）及和转轴（31）相连的左转臂（32）、右转臂（33），所述的动电刷（4）设于左、右转臂的顶部，所述的转轴（31）上设有两个滑环（34），两个滑环（34）分别通过导线和成对的动电刷（4）相连，两个滑环（34）又分别和一个静电刷（9）紧密接触，所述的静电刷（9）设在安装旋转件（3）和换向器（2）的支座上，所述的静电刷（9）通过导线和所述的直流输入电源（5）相连，所述的转轴（31）和驱动装置相连。

4.根据权利要求1所述的节能发电机，其特征在于所述的控制装置为变频器。

5.根据权利要求1或2或4所述的节能发电机，其特征在于所述的原线圈（6）和副线圈（7）间隔设置，均匀分布在所述的铁芯（1）上。

6.根据权利要求5所述的节能发电机，其特征在于所述的原线圈（6）有六组，所述的副线圈（7）有六组，相邻两组副线圈（7）的两个相邻端头连在一起构成一组组合副线圈，所述的副线圈（7）一共构成三组组合副线圈，三组组合副线圈的两个端头分别和节能发电机的三对输出端子相连。

7.根据权利要求5所述的节能发电机，其特征在于所述的原线圈（6）有四组，所述的副线圈（7）有四组，四组副线圈（7）依次头尾相连，留出第一组副线圈（7）的头和最后一组副线圈（7）的尾，这两个端头和节能发电机的输出端子相连。

Images