專利名稱：磁動力發(fā)電機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及任何一個產業(yè)，并且將徹底改變產業(yè)結構的舊格局，比如汽車工業(yè)，本發(fā)明的運用將導致燃油 型汽車的生產量大大減少，而電動汽車的生產量大大增加，最終，電動汽車將取代燃油汽車。
2.
背景技術：
由于本發(fā)明可拓展出多個型號，多個配置的發(fā)電機，在此，采用其中一個型號做說明解釋。
長久以來，電力行業(yè)一直以水能，熱能，地熱能，風能，核能等能源作為生產資料來獲得電能，其發(fā)電模 式存在諸多弊端，例如耗費能源，發(fā)電量小，污染較大，耗費人力物力巨大等缺陷。
本發(fā)明摒棄傳統(tǒng)的發(fā)電模式，在不需要生產資料，無任何污染，發(fā)電量巨大，占地面積小等特點下為外界 提供電能。
本發(fā)明采用電磁鐵與永磁鐵之間的相互作用力(磁力)作為動力帶動導體棒切割磁感線產生電能。具體為 對兩個固定的電磁鐵周期性反復循環(huán)反向通電，使得電磁鐵周期性循環(huán)改變磁極方向(對電磁鐵周期性循 環(huán)反向通電由高頻率開關控制器控制完成)，處于兩個電磁鐵之間的永磁鐵在電磁鐵磁力作用下周期性反 復來回高速運動，從而由牽引軸帶動處于另一個磁場中的導體棒周期性反復來回切割磁感線，并產生巨大 的交流電能，導體棒通過導線與變壓器相連接并形成閉合回路，交流電能通過變壓器一系列的升壓和降壓 過程向外界提供電能。
3.

發(fā)明內容
本發(fā)明以磁鐵間的相互作用力作為源動力驅動導體棒切割磁感線，從而產生巨大電能。
兩磁鐵間存在相互作用力，在該作用力驅動下，導體棒周期性反復來回切割磁感線，此時，閉合回路中就 產生交變電流，本發(fā)明運用這一原理對電磁鐵輸入直流電流，并周期性改變通入的電流方向，使得電磁鐵 與永磁鐵間的相互作用力周期性改變方向，并驅動導體棒高速反復切割磁感線，在閉合回路中便產生了交 流電，從而向外界提供電能，本發(fā)明可以從外界持續(xù)對電磁鐵通入直流電流，也可以在剛啟動本發(fā)明第一 次全運動的時候從外界對電磁鐵通入直流電流，此后的工作狀態(tài)就不必從外界對其通入直流電流，而是從
每一次全運動產生的電能中抽取一部分作為下一次全運動磁化電磁鐵所需的電能，即第一次全運動產生 的電能的一部分通過蓄電器的儲備，為第二次全運動提供磁化電磁鐵所需的電能，第二次全運動產生的電 能的一部分通過蓄電器的儲備，為第三次全運動提供磁化電磁鐵所需的電能，如此 類推下去，每次全運動產生的電能減去供應給電磁鐵用于磁化的電能，所得數值即為本發(fā)明每次全運動的 發(fā)電量(在本發(fā)明中，與電磁鐵相作用的構件可以是永磁鐵，也可以是鋼板，如果是鋼板，即使用的電磁 鐵是起重電磁鐵，對電磁鐵通入直流電，不需要改變方向，只需要以另一個新的周期對電磁鐵通電和斷電 即可，但每次全運動只有一個電磁鐵與鋼板之間有作用力，例如第一次全運動由電磁鐵l與鋼板作用， 第二次全運動就由電磁鐵2與鋼板作用，當其中一個電磁鐵與鋼板作用的時候，另一個電磁鐵處于斷電狀 態(tài)，且電磁鐵與鋼板間的相互作用力為吸引力。(注起重電磁鐵是以被吸物體作為銜鐵的一種直流電磁 鐵，將多臺電磁鐵通過電控系統(tǒng)有機的組合在一起，便形成了電磁起重系統(tǒng)，電磁起重系統(tǒng)的工作原理相 對簡單，工作時根據上層網絡的指令，電控系統(tǒng)控制全部或部分電磁鐵協(xié)同工作，達到吸放鋼板的目的)
4.


附圖為737型發(fā)電機的說明圖 圖1為本發(fā)明的三維圖形 圖2為本發(fā)明的主視圖
3圖3為本發(fā)明的俯視圖 圖4為本發(fā)明的側視圖 圖5為本發(fā)明所涉及的電路圖
圖6為本發(fā)明工作的流程圖(注在過程1和過程2中，用于磁化電磁鐵的電能均周期性改變電流方向， 從而使牽引永磁鐵反復往返運動，進而使導體棒反復切割磁感線產生電能)
圖l， 2， 3， 4中的(1)為同型號的強力電磁鐵
(3) 為永磁鐵
(4) 為蹄形永磁鐵
(7) 為用于切割磁感線的導體棒
(9) 為約束永磁鐵及導體棒運動的凹槽(以下稱凹槽)
(5) 為固定蹄形永磁鐵及凹槽的臺架
(8) 為與永磁鐵中心相連接的牽引軸
(6) 為本發(fā)明輸出電能的輸出端口
(10) 為提供磁化電磁鐵所需電能的輸入端口
5.具體實施方案
圖1中n) (2) (3)的圓形部分其直徑相等，且圓心在同一直線上，該直線與放置該發(fā)明的平面平行，(4) 的寬為(1) (2)之間距離的1/3, (4)通過(5)的支撐使(9)到(4)的兩個極面距離相等。
圖2， 3中蹄形永磁鐵(4)放置在中心有圓孔的電磁鐵一側，蹄形永磁鐵(4)的兩個磁極面與電磁鐵(1) (2)的磁極面相垂直，蹄形永磁鐵(4)固定在放置蹄形永磁鐵及凹槽的臺架(5)上，且導體棒(7)的 有效切割段處于蹄形永磁鐵(4)的磁場中，蹄形永磁鐵(4)不與電磁鐵(2)接觸，隔有間隔。
圖l中，牽引軸(8)通過電磁鐵(1) (2)中心處的圓孔，而且牽引軸(8)與永磁鐵(3)相連接，連接 位置在永磁鐵(3)的中心處，牽引軸(8)垂直與永磁鐵的磁極面。
圖1中，永磁鐵(3)的兩側分別固定有滑動短軸，兩根滑動短軸的連線與永磁鐵的直徑重合，且與放置 本發(fā)明的平面平行，兩根滑動短軸處于凹槽(9)中，滑動短軸的直徑略小于凹槽的寬度，并可在凹槽中
自由滑動。
圖4中，永磁鐵(3)是處于電磁鐵(1) (2)之間的，并且永磁鐵(3)和電磁鐵(1) (2)的中心點在同 一直線上。
圖2中，導體棒(7)垂直于牽引軸(8),牽引軸(8)的一端固定于導體棒(7)的中心處，且導體棒(7) 與蹄形永磁鐵(4)的磁極面相平行，在運動過程中不與蹄形永磁鐵(4)接觸。
圖1中，蹄形永磁鐵(4)的兩個磁極面間的距離大于導體棒(7)的直徑，蹄形永磁鐵(4)的U形口的 深度大于兩個凹槽(9)之間的距離，具體數值根據發(fā)電機的型號而定。
現(xiàn)取本發(fā)明的737型號發(fā)電機(與電磁鐵相互作用的構件為永磁鐵)為例子做說明解釋，具體內容如下 發(fā)電機構造
強力電磁鐵，蹄形永磁鐵，高頻率開關控制器，永磁鐵，導體棒，牽引軸，約束永磁鐵及導體棒運動 的凹槽，約束永磁鐵及導體棒運動的凹槽內的導線，固定凹槽及蹄形永磁鐵的臺架，蓄電器，變壓器。
發(fā)電機構件參數
a.強力電磁鐵對永磁鐵具有的最大吸引力(最大排斥力)為300千牛(在本型號發(fā)電機中，強力屯 磁鐵與永磁鐵間的相互作用力取為100千牛)，冷態(tài)功率為18千瓦，熱態(tài)功率為ll千瓦，通電持續(xù)率為100%，與永磁鐵相對的磁極面為圓形。
b. 蹄形永磁鐵的磁感應強度為100特斯拉，并在兩個極面間產生均勻強度的磁場，蹄形永磁鐵尺寸 寬度為O. 12米，總長度為2.50米(其中一個磁極面的長度為1.25米，略長于導體棒的有效切割 長度)
c. 高頻率開關控制器的額定工作頻率為500赫茲。
d. 永磁鐵的磁感應強度為20特斯拉，形狀為扁圓柱形，直徑與強力電磁鐵磁極面直徑相等。
e. 牽引軸的最大拉伸屈服極限為200千牛。
f. 導體棒的長度為1. 05米，切割磁感線的有效長度為1. 00米，電阻為0. 9歐姆，允許通過的最大 電流值大于1000安培，耐熱性能優(yōu)良，不會被熔斷，硬度大，垂直于軸線方向所承受的最大拉力 為300千牛。
g. 約束永磁鐵及導體棒運動的凹槽內的導線電阻為O. 1歐姆，允許通過的最大電流值大于1000安培， 耐熱性能優(yōu)良，不會被熔斷，凹槽與導體棒間的滑動摩擦系數較小，可忽略不計。
h. 變壓器效率為99%，原線圈的電阻為4.0歐姆。
發(fā)電機重要數據設定-
通過控制通入電磁鐵的電流大小使得電磁鐵與永磁鐵之間的相互作用力恒為F-100kn，(永磁鐵+牽引軸+ 導體棒)三者的質量riFlOkg,導體棒切割磁感線的有效長度為1^1.0m，閉合回路總電阻R-5.0歐姆(變壓 器原線圈電阻Rl=4. 0歐姆)，導體棒勻加速直線運動階段的距離=導體棒勻速直線運動階段的距離=導體棒 勻減速直線運動階段的距離-S-O. 12m，導體棒經過勻加速階段后的末速度(剛進入蹄形永磁鐵時的速度)= 導體棒經過勻減速階段前的初速度(剛離開蹄形永磁鐵時的速度)=V=50m/s.
發(fā)電機運行說明
兩個強力電磁鐵豎直放置在同一平面上，磁極面相對，且平行，兩個電磁鐵分別為電磁鐵(1)和電磁鐵 (2),間隔為0.36米，兩電磁鐵之間放置著永磁鐵，進入工作狀態(tài)前。該永磁鐵處于緊帖電磁鐵(1)的 一側，由該永磁鐵通過牽引軸連接的導體棒處于蹄形永磁鐵外0. 12米處，導體棒兩端處于約束其運動的 凹槽內.并與凹槽內的導線接觸(整個全運動過程中均與導線滑動接觸)，且與變壓器形成閉合回路，當 該發(fā)電機進入工作狀態(tài)后，兩個電磁鐵對永磁鐵均有作用力，且兩個力方向相同，均使永磁鐵向同一方向 運動，兩個電磁鐵在外界電能的作用下對永磁鐵產生100千牛的作用力(此力表現(xiàn)為同方向的吸引和排斥 力的合力)，永磁鐵在IOO千牛的作用下以10000 m/s*s的加速度由靜止開始做勻加速直線運動，速度也 由0m/s加速到50m/s，導體棒在永磁鐵的牽引力作用下通過牽引軸的牽引，速度也由Om/s加速到50ra/s, 導體棒在以50m/s的速度進入磁感應強度為IOOT的蹄形永磁鐵，加速段距離為O. 12米，由電磁感應定理 可知導體棒兩端將產生感應電動勢，大小為E=BLv=5000V，導體棒兩端有電動勢，閉合回路中有電阻，則 閉合回路中將產生感應電流，根據公式I=E/R可知其大小I-1000A，由安培定理可知，導體棒將受到蹄形 永磁鐵磁場對其施加的安培力，該力與永磁鐵對導體棒的牽引力大小相等，方向相反，此后，導體棒在永 磁體牽引力和安培力拉力這一對平衡力作用下以50m/s的速度勻速通過蹄形磁鐵的磁場，通過的位移為 0.12米，導體棒通過磁場后，改變通人兩個電磁鐵的電流方向，則兩個電磁鐵與永磁鐵之間的作用力大小 不變,而方向改變，永磁鐵在該反向作用力作用下以-1000Om/s豐s的加速度做勻減速直線運動，速度由50m/s 減為Ora/s，由牽引軸連接的導體棒也以-10000m/s豐s的加速度做勻減速直線運動，速度由50m/s減為Om/s, 減速位移為0.12米，此時，發(fā)電機完成第一次全運動，永磁鐵也由電磁鐵(1)的一側移向電磁鐵(2) 的一側，通過高頻率開關控制器分別改變通人電磁鐵(1)和電磁鐵(2)的電流方向，則永磁鐵又從靜止 以10000m/s*s的加速度從距離電磁鐵(2) 0. 12米的地方勻加速運動，剛進入蹄形永磁鐵的磁場時速度增 加為50 m/s，此后，導體棒在永磁鐵牽引力和安培力拉力這一對平衡力的作用下以5(k/s的速度勻速通過蹄形永磁鐵的磁場，通過磁場的位移為0.12米，導體棒通過磁場后，改變通入兩個電磁鐵的電流方向，則 電磁鐵與永磁鐵之間的相互作用力人小不變，而方向改變，永磁鐵在該反向作用力作用下以-10000m/sfs
的加速度做勻減速直線運動，速度由50m/s減為Om/s，由牽引軸連接的導體棒也以-10000m/s、的加速度 做勻減速直線運動，速度由50m/s減為0m/s，減速位移為0.12米，此時，發(fā)電機完成第二次全運動，永磁
鐵也由電磁鐵(2)的一端移向電磁鐵(1)的一端..........................................如此周期性反復改變用
于磁化電磁鐵所通入的電流方向，則發(fā)電機將完成一系列的全運動過程，從而產生電能。
發(fā)電機數據計算及處理
蹄形永磁鐵磁感應強度B=100T，導體棒切割磁感線的有效切割長度L=1.00m，導體棒進入磁場時的 速度^50m/s (勻速切割磁感線的速度)，閉合回路的總電阻R-5.0歐姆，變壓器原線圈電阻Rl=4.0歐姆。 由公式E=BLv可知導體棒進入蹄形永磁鐵的磁場后導體棒兩端的感應電動勢E=50000V. 由公式I=E/R可知閉合回路的總電流I-IOOOA. 由公式U=IR1可知變壓器原線圈兩端的電壓U=40000V. 由公式F-BIL可知導體棒所受蹄形永磁鐵磁場對其施加的安培力F-lOOkn. 由于導體棒的勾加速運動階段距離=勻速運動階段距離=勻減速運動階段距離=0.12111. 由公式s-a"t可知導體棒勻加速運動階段時間tl-導體棒勻減速運動階段時間t2=0.005s. 由公式t=s/v可知導體棒勻速運動階段時間t3=0.0024s.
已知一次全運動過程中變壓器原線圈兩端電壓U=40000V，回路電流I-IOOOA，切割磁感線所用時間 t3=0.0024s.
由公式可知該發(fā)電機一次全運動產生的電功W1-9600J.
一次全運動所用時間t=tl+t2+t3=0.00124s。則一小時該發(fā)電機所做全運動次數n=3600/0.00124=290000次， 由此可知該發(fā)電機工作一個小時產生的電功W=9600*290000=2784000000J，已知一千瓦時電能的電功為 W2=3600000J，那么可知該發(fā)電機工作一小時產生的電量h-2784000000/3600000-773千瓦時，又因為電磁 鐵的功率為18千瓦，則兩個電磁鐵一小時所耗的電量為36千瓦時。 由上述計算及分析結果可知，該發(fā)電機工作一小時產生的電量H=773-36=737千瓦時。
本發(fā)明其余型號發(fā)電機
本發(fā)明可根據外界具體用電量調整相關構件數據，制造各種功率的發(fā)電機。另外，在對電磁鐵磁化電 能的運用途徑上，可直接采用外界電能使電磁鐵磁化，達到'較小電能一--電磁能-----機械能一—較大電能'， 從而實現(xiàn)能量轉化的目的，也可抽取一部分本發(fā)明產生的電能作為磁化電磁鐵的電能，本發(fā)明進入工作狀 態(tài)后的第一個全運動過程使用外界電能，此后的全運動過程由本發(fā)明的電能輸出端口通過蓄電器的儲備為 電磁鐵提供磁化電能，即第一次全運動產生的電能通過蓄電器儲備一部分，為第二次全運動提供電磁鐵 的磁化電能。第二次全運動產生的電能通過蓄電器儲備一部分，為第三次全運動提供電磁鐵的磁化電 能，如此循環(huán)給電磁鐵供應磁化電能，達到'電磁能一---機械能一一較大電 能'，從而實現(xiàn)直接發(fā)電的目的。
權利要求
1. 磁動力發(fā)電機，包括電磁鐵，與電磁鐵相作用的被吸(斥)構件，提供切割磁場的永磁鐵，用于切割磁感線的導體，牽引導體運動的牽引構件，約束與電磁鐵相作用的被吸(斥)構件及導體運動的有關凹槽構件，電能輸出的輸出端口，磁化電磁鐵的電能輸入端口。
2. 根據權利要求1所述的磁動力發(fā)電機,其特征在于:可用一個電磁鐵與被吸(斥)構件作用,也可用多個電 磁鐵與被吸(斥)構件作用,亦可用一個電磁鐵與一個被吸(斥)構件作用,也可用一個電磁鐵與多個被吸(斥) 構件作用,但對切割磁感線的導體的作用效果要求相同,。
3. 根據權利要求1所述的磁動力發(fā)電機,其特征在于:切割磁感線所用的導體通過牽引構件與被吸(斥)構件 相連接，驅動導體切割磁感線的動力由被吸(斥)構件與電磁鐵間的作用力提供。
4. 根據權利要求1所述的磁動力發(fā)電機,其特征在于:本發(fā)明工作時的擺放平面不受限制,可固定于任何一 個平面。
5. 根據權利要求1所述的磁動力發(fā)電機，其特征在于:本發(fā)明的電能輸出端口可直接與用電器連接，也可與 變壓器連接,并通過變壓器一系列的變壓過程向外界提供電能。
6. 根據權利要求1所述的磁動力發(fā)電機，其特征在于:本發(fā)明中,對于電磁鐵的磁化電能,可以直接采用外界 電能,也可利用本發(fā)明所產生的電能。
7. 根據權利要求1所述的磁動力發(fā)電機,其特征在于:與電磁鐵相作用的被吸(斥)構件和導體的迄動方向受 有關的凹槽構件所限制。
8. 根據權利要求1所述的磁動力發(fā)電機,其特征在于本發(fā)明的被吸(斥)構件可連接多組永磁鐵及切割磁 感線的導體。
9. 根據權利要求8所述的磁動力發(fā)電機,其特征在于:本發(fā)明中，一件永磁鐵中切割磁感線運動的導體可為 一件,也可為多件,均由與電磁鐵作用的被吸(斥)構件驅動。
10. 根據權利要求9所述的磁動力發(fā)電機，其特征在于:本發(fā)明中,切割磁感線的導體可以與與它連接的牽引 構件垂直，也可以不與其垂直而成一定角度,且切割磁感線的導體構件可為直導線，圓環(huán)導線,或其他形狀 不規(guī)則的導線，但都具有一定的有效切割段。
全文摘要
本發(fā)明涉及世界上任何一個產業(yè)，將徹底改變現(xiàn)代世界工業(yè)的生產模式，本發(fā)明具備無能源消耗，無環(huán)境污染，占地面積小，制造成本低廉，發(fā)電量巨大等優(yōu)良特點。本發(fā)明采用電磁鐵與永磁鐵之間的相互作用力作為源動力驅動導體棒切割磁感線從而產生電能，通過周期性改變電磁鐵輸入電流的大小使磁鐵間的相互作用力為一恒力，通過周期性改變電磁鐵輸入電流的方向使電磁鐵的極性周期性變化，從而達到電磁鐵對永磁鐵作用力方向周期性變化而大小恒定的穩(wěn)態(tài)，在此穩(wěn)態(tài)下，導體棒也在與永磁鐵相連接的牽引軸的牽引作用下周期性的反切割磁感線，導體棒兩端通過導線與變壓器相連接并且形成閉合回路，本發(fā)明設備便通過變壓器向外界提供電能。
文檔編號H02K53/00GK101453155SQ20071006641
公開日2009年6月10日 申請日期2007年12月5日 優(yōu)先權日2007年12月5日
發(fā)明者濤 王 申請人:濤 王