本發(fā)明涉及發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域,具體而言,涉及自循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù):
發(fā)電系統(tǒng)包括發(fā)電機(jī)、動力輸入裝置、輸出電路等結(jié)構(gòu),用于將其它形態(tài)的能量轉(zhuǎn)換為電能?,F(xiàn)有發(fā)電系統(tǒng)中,動力輸入裝置輸入的能量在發(fā)電過程中的能量損耗大,能量轉(zhuǎn)化率低,需要外界源源不斷的為動力輸入裝置提供能量,發(fā)電系統(tǒng)無法實(shí)現(xiàn)自循環(huán)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足,本發(fā)明了提供了自循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)及方法。具體地,其技術(shù)方案如下:
一種自循環(huán)發(fā)電系統(tǒng),包括:
電動機(jī),用于提供持續(xù)不斷的、穩(wěn)定的動力;
盤式無鐵芯發(fā)電機(jī),用于在所述電動機(jī)提供的持續(xù)不斷的、穩(wěn)定的動力正常運(yùn)作后,所述盤式無鐵芯發(fā)電機(jī)提供大于輸入所述電動機(jī)輸出功率的、穩(wěn)定的交流電;
逆變電路,用于將所述盤式無鐵芯發(fā)電機(jī)輸出的所述交流電整流逆變?yōu)樗鲭妱訖C(jī)的驅(qū)動電流,使所述盤式無鐵芯發(fā)電機(jī)循環(huán)發(fā)電;
初始動力輸入裝置,用于提供啟動所述電動機(jī)所需的初始輸入動力。
作為對技術(shù)方案的改進(jìn),所述初始動力輸入裝置包括啟動電池。
作為對技術(shù)方案的改進(jìn),所述初始動力輸入裝置包括風(fēng)力或水力發(fā)電裝置。
作為對技術(shù)方案的改進(jìn),所述自循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)還包括:
輸出電路,用于將所述盤式無鐵芯發(fā)電機(jī)提供的所述交流電中大于所述電動機(jī)輸出功率的部分輸出到外部用戶。
作為對技術(shù)方案的改進(jìn),所述盤式無鐵芯發(fā)電機(jī)包括:
多個定子盤,所述定子盤的一側(cè)盤面上具有多個沿所述定子盤的圓周方向均勻布置的線圈;
多個非導(dǎo)磁性轉(zhuǎn)子盤,所述非導(dǎo)磁性轉(zhuǎn)子盤與所述定子盤交替布置形成層疊結(jié)構(gòu),所述非導(dǎo)磁性轉(zhuǎn)子盤的一側(cè)盤面上具有多個沿所述非導(dǎo)磁性轉(zhuǎn)子盤的圓周方向均勻布置的磁體,設(shè)置在所述層疊結(jié)構(gòu)的兩端的盤為所述非導(dǎo)磁性轉(zhuǎn)子盤,設(shè)置在所述層疊結(jié)構(gòu)的兩端的所述非導(dǎo)磁性轉(zhuǎn)子盤設(shè)置有導(dǎo)流橋,所述導(dǎo)流橋用于將同一所述非導(dǎo)磁性轉(zhuǎn)子盤上相鄰的所述磁體的磁路導(dǎo)通;
固定座,所述定子盤固定在所述定子盤上。
本發(fā)明還提供了一種自循環(huán)發(fā)電方法,包括以下步驟:
s1:初始動力輸入裝置提供初始輸入動力,利用所述初始輸入動力啟動電動機(jī);
s2:所述電動機(jī)在啟動后,提供持續(xù)不斷的、穩(wěn)定的動力,在所述電動機(jī)提供的持續(xù)不斷的、穩(wěn)定的動力正常運(yùn)作后,盤式無鐵芯發(fā)電機(jī)提供大于輸入所述電動機(jī)輸出功率的、穩(wěn)定的交流電;
s3:逆變電路將所述盤式無鐵芯發(fā)電機(jī)輸出的所述交流電整流逆變?yōu)樗鲭妱訖C(jī)的驅(qū)動電流,使所述盤式無鐵芯發(fā)電機(jī)循環(huán)發(fā)電。
作為對技術(shù)方案的改進(jìn),所述初始動力輸入裝置包括啟動電池。
作為對技術(shù)方案的改進(jìn),所述初始動力輸入裝置包括風(fēng)力或水力發(fā)電裝置。
作為對技術(shù)方案的改進(jìn),所述自循環(huán)發(fā)電方法還包括:
s4:輸出電路將所述盤式無鐵芯發(fā)電機(jī)提供的所述交流電中大于所述電動機(jī)輸出功率的部分輸出到外部用戶。
作為對技術(shù)方案的改進(jìn),所述盤式無鐵芯發(fā)電機(jī)包括:
多個定子盤,所述定子盤的一側(cè)盤面上具有多個沿所述定子盤的圓周方向均勻布置的線圈;
多個非導(dǎo)磁性轉(zhuǎn)子盤,所述非導(dǎo)磁性轉(zhuǎn)子盤與所述定子盤交替布置形成層疊結(jié)構(gòu),所述非導(dǎo)磁性轉(zhuǎn)子盤的一側(cè)盤面上具有多個沿所述非導(dǎo)磁性轉(zhuǎn)子盤的圓周方向均勻布置的磁體,設(shè)置在所述層疊結(jié)構(gòu)的兩端的盤為所述非導(dǎo)磁性轉(zhuǎn)子盤,設(shè)置在所述層疊結(jié)構(gòu)的兩端的所述非導(dǎo)磁性轉(zhuǎn)子盤設(shè)置有導(dǎo)流橋,所述導(dǎo)流橋用于將同一所述非導(dǎo)磁性轉(zhuǎn)子盤上相鄰的所述磁體的磁路導(dǎo)通;
固定座,所述定子盤固定在所述定子盤上。
本發(fā)明至少具有以下有益效果:
在本發(fā)明中,由于盤式無鐵芯發(fā)電機(jī)能夠提供大于輸入電動機(jī)輸出功率的、穩(wěn)定的交流電,使得整個發(fā)電系統(tǒng)僅在啟動時需要外部動力,當(dāng)發(fā)電系統(tǒng)正常運(yùn)作后,盤式無鐵芯發(fā)電機(jī)輸出的電能反過來用于為電動機(jī)提供動力,使整個發(fā)電系統(tǒng)自循環(huán)。
為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂,下文特舉較佳實(shí)施例,并配合所附附圖,作詳細(xì)說明如下。
附圖說明
為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案,下面將對實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹,應(yīng)當(dāng)理解,以下附圖僅示出了本發(fā)明的某些實(shí)施例,因此不應(yīng)被看作是對范圍的限定,對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講,在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下,還可以根據(jù)這些附圖獲得其他相關(guān)的附圖。
圖1是本發(fā)明實(shí)施例中自循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2是本發(fā)明實(shí)施例中自循環(huán)發(fā)電方法的流程示意圖;
圖3是本發(fā)明實(shí)施例中盤式無鐵芯發(fā)電機(jī)的側(cè)視圖;
圖4是本發(fā)明實(shí)施例中盤式無鐵芯發(fā)電機(jī)的斜視圖;
圖5是本發(fā)明實(shí)施例中定子盤的正視圖;
圖6是本發(fā)明實(shí)施例中轉(zhuǎn)子盤的正視圖;
圖7是本發(fā)明實(shí)施例中固定座的斜視圖;
圖8是本發(fā)明實(shí)施例中盤式無鐵芯發(fā)電機(jī)的磁路圖。
主要元件符號說明:
100-盤式無鐵芯發(fā)電機(jī);200-電動機(jī);300-逆變電路;
400-啟動電池;500-輸出電路;0100-固定座;
0110-第一弧形槽;0120-隔板;0130-第二弧形槽;
0200-定子盤;0210-第一凹槽;0300-非導(dǎo)磁性轉(zhuǎn)子盤;
0310-第三凹槽;0320-中心孔;0330-第二凹槽;
0400-導(dǎo)流橋。
具體實(shí)施方式
在下文中,將更全面地描述本發(fā)明的各種實(shí)施例。本發(fā)明可具有各種實(shí)施例,并且可在其中做出調(diào)整和改變。然而,應(yīng)理解:不存在將本發(fā)明的各種實(shí)施例限于在此公開的特定實(shí)施例的意圖,而是應(yīng)將本發(fā)明理解為涵蓋落入本發(fā)明的各種實(shí)施例的精神和范圍內(nèi)的所有調(diào)整、等同物和/或可選方案。
在下文中,可在本發(fā)明的各種實(shí)施例中使用的術(shù)語“包括”或“可包括”指示所公開的功能、操作或元件的存在,并且不限制一個或更多個功能、操作或元件的增加。此外,如在本發(fā)明的各種實(shí)施例中所使用,術(shù)語“包括”、“具有”及其同源詞僅意在表示特定特征、數(shù)字、步驟、操作、元件、組件或前述項的組合,并且不應(yīng)被理解為首先排除一個或更多個其它特征、數(shù)字、步驟、操作、元件、組件或前述項的組合的存在或增加一個或更多個特征、數(shù)字、步驟、操作、元件、組件或前述項的組合的可能性。
在本發(fā)明的各種實(shí)施例中,表述“或”或“a或/和b中的至少一個”包括同時列出的文字的任何組合或所有組合。例如,表述“a或b”或“a或/和b中的至少一個”可包括a、可包括b或可包括a和b二者。
在本發(fā)明的各種實(shí)施例中使用的表述(諸如“第一”、“第二”等)可修飾在各種實(shí)施例中的各種組成元件,不過可不限制相應(yīng)組成元件。例如,以上表述并不限制所述元件的順序和/或重要性。以上表述僅用于將一個元件與其它元件區(qū)別開的目的。例如,第一用戶裝置和第二用戶裝置指示不同用戶裝置,盡管二者都是用戶裝置。例如,在不脫離本發(fā)明的各種實(shí)施例的范圍的情況下,第一元件可被稱為第二元件,同樣地,第二元件也可被稱為第一元件。
應(yīng)注意到:在本發(fā)明中,除非另有明確的規(guī)定和定義,“安裝”、“連接”、“固定”等術(shù)語應(yīng)做廣義理解,例如,可以是固定連接、也可以是可拆卸連接、或者一體地連接;可以是機(jī)械連接,也可以是電連接;可以是直接連接,也是可以通過中間媒介間接相連;可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言,可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。
在本發(fā)明中,本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員需要理解的是,文中指示方位或者位置關(guān)系的術(shù)語為基于附圖所示的方位或者位置關(guān)系,僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述,而不是指示或暗示所指的裝置或者元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作,因此不能理解為對本發(fā)明的限制。
在本發(fā)明的各種實(shí)施例中使用的術(shù)語僅用于描述特定實(shí)施例的目的并且并非意在限制本發(fā)明的各種實(shí)施例。如在此所使用,單數(shù)形式意在也包括復(fù)數(shù)形式,除非上下文清楚地另有指示。除非另有限定,否則在這里使用的所有術(shù)語(包括技術(shù)術(shù)語和科學(xué)術(shù)語)具有與本發(fā)明的各種實(shí)施例所屬領(lǐng)域普通技術(shù)人員通常理解的含義相同的含義。所述術(shù)語(諸如在一般使用的詞典中限定的術(shù)語)將被解釋為具有與在相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域中的語境含義相同的含義并且將不被解釋為具有理想化的含義或過于正式的含義,除非在本發(fā)明的各種實(shí)施例中被清楚地限定。
實(shí)施例
本實(shí)施例提供了一種自循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)及方法,如圖1所示,該自循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)包括:
電動機(jī)200,用于提供持續(xù)不斷的、穩(wěn)定的動力;
盤式無鐵芯發(fā)電機(jī)100,用于在電動機(jī)200提供的持續(xù)不斷的、穩(wěn)定的動力正常運(yùn)作后,盤式無鐵芯發(fā)電機(jī)100提供大于輸入電動機(jī)200輸出功率的、穩(wěn)定的交流電;
逆變電路300,用于將盤式無鐵芯發(fā)電機(jī)100輸出的交流電整流逆變?yōu)殡妱訖C(jī)200的驅(qū)動電流,使盤式無鐵芯發(fā)電機(jī)100循環(huán)發(fā)電;
初始動力輸入裝置,用于提供啟動電動機(jī)200所需的初始輸入動力。
如圖3所示,該自循環(huán)發(fā)電方法,包括以下步驟:
s1:初始動力輸入裝置提供初始輸入動力,利用初始輸入動力啟動電動機(jī)200;
s2:電動機(jī)200在啟動后,提供持續(xù)不斷的、穩(wěn)定的動力,在電動機(jī)200提供的持續(xù)不斷的、穩(wěn)定的動力正常運(yùn)作后,盤式無鐵芯發(fā)電機(jī)100提供大于輸入電動機(jī)200輸出功率的、穩(wěn)定的交流電;
s3:逆變電路300將盤式無鐵芯發(fā)電機(jī)100輸出的交流電整流逆變?yōu)殡妱訖C(jī)200的驅(qū)動電流,使盤式無鐵芯發(fā)電機(jī)100循環(huán)發(fā)電。
具體地,電動機(jī)200是指由電能驅(qū)動的機(jī)器,包括兩相電機(jī)、三相電機(jī)等。初始動力輸入裝置可以是啟動電池400或者風(fēng)力、水力等動力裝置。優(yōu)選地,初始動力輸入裝置為啟動電池400,其類型為鋰電池、聚合物電池、鉛鋅電池等,只要能夠為電動機(jī)200提供電能即可。優(yōu)選地,啟動電池400為鋰電池。
具體地,逆變電路300包括變壓單元、整流單元、濾波單元等,其可以將盤式無鐵芯發(fā)電機(jī)100輸出的交流電逆變、整流后轉(zhuǎn)換為與電動機(jī)200匹配的電流,本實(shí)施例中不再進(jìn)一步敘述。
具體地,如圖4-圖8所示,盤式無鐵芯發(fā)電機(jī)100包括:
多個定子盤0200,定子盤0200的一側(cè)盤面上具有多個沿定子盤0200的圓周方向均勻布置的線圈(圖中未示出)。
在本實(shí)施例中,定子盤0200優(yōu)選為圓盤狀結(jié)構(gòu),定子盤0200的中心具有通孔,用于穿設(shè)轉(zhuǎn)軸(圖中未示出),當(dāng)轉(zhuǎn)軸穿設(shè)在通孔中后,若轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動,定子盤0200不會隨轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動。
在本實(shí)施例中,線圈優(yōu)選為銅線圈,線圈的數(shù)量優(yōu)選為六個,在定子盤0200的一側(cè)盤面上沿定子盤0200的圓周方向均勻布置。
優(yōu)選地,定子盤0200的一側(cè)盤面上設(shè)置有第一凹槽0210,線圈設(shè)置在第一凹槽0210中。在本實(shí)施例中,第一凹槽0210的數(shù)量與線圈的數(shù)量相同,且一一對應(yīng)。
在本實(shí)施例中,定子盤0200的材質(zhì)為絕緣材料,以防止線圈之間發(fā)生短路。作為定子盤0200的優(yōu)選的材質(zhì)種類,定子盤0200的材質(zhì)為陶瓷或電木。陶瓷和電木均是絕緣材料,且與其它絕緣材料相比,陶瓷和電木的強(qiáng)度更高,耐熱性能更好。本實(shí)施例中,通過使定子盤0200的材質(zhì)為陶瓷或電木,大幅度提高了定子盤0200的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和耐熱性能。
在本實(shí)施例中,盤式無鐵芯發(fā)電機(jī)100還包括多個非導(dǎo)磁性轉(zhuǎn)子盤0300,非導(dǎo)磁性轉(zhuǎn)子盤0300優(yōu)選為圓盤狀結(jié)構(gòu),其材質(zhì)優(yōu)選為鋁合金、銅等非導(dǎo)磁性金屬。非導(dǎo)磁性轉(zhuǎn)子盤0300的中心具有中心孔0320,用于穿設(shè)轉(zhuǎn)軸(圖中未示出),當(dāng)轉(zhuǎn)軸穿設(shè)在通孔中后,若轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動,非導(dǎo)磁性轉(zhuǎn)子盤0300會隨轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動。
優(yōu)選地,非導(dǎo)磁性轉(zhuǎn)子盤0300內(nèi)的磁體數(shù)量為2的整數(shù)倍,定子盤0200上線圈的數(shù)量為2或3的整數(shù)倍。
非導(dǎo)磁性轉(zhuǎn)子盤0300與定子盤0200交替布置形成層疊結(jié)構(gòu)。非導(dǎo)磁性轉(zhuǎn)子盤0300的一側(cè)盤面上具有多個沿非導(dǎo)磁性轉(zhuǎn)子盤0300的圓周方向均勻布置的磁體(圖中未示出)。優(yōu)選地,非導(dǎo)磁性轉(zhuǎn)子盤0300的一側(cè)盤面上設(shè)置有第二凹槽0330,磁體設(shè)置在第二凹槽0330中。上述磁體產(chǎn)生磁場,當(dāng)非導(dǎo)磁性轉(zhuǎn)子盤0300隨轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動時,線圈會切割磁場,進(jìn)而產(chǎn)生電流。
設(shè)置在層疊結(jié)構(gòu)的兩端的盤為非導(dǎo)磁性轉(zhuǎn)子盤0300,也就是說非導(dǎo)磁性轉(zhuǎn)子盤0300的數(shù)量比定子盤0200多一個,定子盤0200被夾設(shè)在轉(zhuǎn)子盤0300之間。
在本實(shí)施例中,設(shè)置在層疊結(jié)構(gòu)的兩端的非導(dǎo)磁性轉(zhuǎn)子盤0300設(shè)置有導(dǎo)流橋0400,導(dǎo)流橋0400用于將同一非導(dǎo)磁性轉(zhuǎn)子盤0300上相鄰的磁體的磁路導(dǎo)通。具體地,導(dǎo)流橋0400為導(dǎo)磁性材質(zhì)(例如鐵)制成的連接件,導(dǎo)流橋0400可使用塊狀的導(dǎo)磁體,也可使用環(huán)狀的導(dǎo)磁體,其兩端分別連接相鄰的兩個磁體中的一個,由于導(dǎo)流橋0400的導(dǎo)磁作用,同一非導(dǎo)磁性轉(zhuǎn)子盤0300上相鄰的磁體的磁路被導(dǎo)通。
在本實(shí)施例中,盤式無鐵芯發(fā)電機(jī)100還包括固定座0100,定子盤0200固定在定子盤0200上。
作為一種優(yōu)選的固定座0100,固定座0100面向定子盤0200的一側(cè)具有交替設(shè)置的第一弧形槽0110和隔板0120,定子盤0200設(shè)置在第一弧形槽0110中。隔板0120上具有第二弧形槽0130,非導(dǎo)磁性轉(zhuǎn)子盤0300設(shè)置在第二弧形槽0130中。
優(yōu)選地,磁體之間的距離等于磁體的直徑,相鄰的非導(dǎo)磁性轉(zhuǎn)子盤0300和定子盤0200的間距小于磁體的半徑。
優(yōu)選地,層疊結(jié)構(gòu)的兩端的非導(dǎo)磁性轉(zhuǎn)子盤0300上的導(dǎo)流橋0400交錯布置,用于使非導(dǎo)磁性轉(zhuǎn)子盤0300形成的整體動平衡。
優(yōu)選地,固定座0100的材質(zhì)為陶瓷或電木。
優(yōu)選地,定子盤0200和非導(dǎo)磁性轉(zhuǎn)子盤0300同軸套設(shè)在同一轉(zhuǎn)軸上。
優(yōu)選地,第一凹槽0210和第二凹槽0330為圓形凹槽。
優(yōu)選地,設(shè)置在層疊結(jié)構(gòu)的兩端的非導(dǎo)磁性轉(zhuǎn)子盤0300設(shè)置有第三凹槽0310,導(dǎo)流橋0400設(shè)置在第三凹槽0310中。
優(yōu)選地,固定座0100設(shè)置在定子盤0200和非導(dǎo)磁性轉(zhuǎn)子盤0300的下方,定子盤0200和非導(dǎo)磁性轉(zhuǎn)子盤0300以盤面豎直的方式設(shè)置。也就是說,轉(zhuǎn)子軸呈水平放置。進(jìn)一步優(yōu)選,轉(zhuǎn)子軸的兩端各有一高速軸承,其作用為:起到將轉(zhuǎn)子的重量壓力轉(zhuǎn)變成滾動摩擦,以降低對電動機(jī)200的輸出要求,達(dá)到小扭力運(yùn)轉(zhuǎn)的要求。
優(yōu)選地,自循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)還包括:
輸出電路500,用于將盤式無鐵芯發(fā)電機(jī)100提供的交流電中大于電動機(jī)200輸出功率的部分輸出到外部用戶。
優(yōu)選地,自循環(huán)發(fā)電方法還包括:
s4:輸出電路500將盤式無鐵芯發(fā)電機(jī)100提供的交流電中大于電動機(jī)200輸出功率的部分輸出到外部用戶。
在本實(shí)施例中,盤式無鐵芯發(fā)電機(jī)100能夠提供大于輸入電動機(jī)200輸出功率的、穩(wěn)定的交流電的具體原理如下:
一:現(xiàn)有的發(fā)電機(jī)由定子和轉(zhuǎn)子及配電機(jī)構(gòu)、運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)組成,而定子和轉(zhuǎn)子則由鐵芯和線圈組成,轉(zhuǎn)子上的線圈稱為勵磁線圈。定子上的線圈稱為發(fā)電繞組。定子的鐵芯和轉(zhuǎn)子的鐵芯有一定的縫隙。工作時勵磁線圈通電產(chǎn)生磁場并使得轉(zhuǎn)子鐵芯形成極性相間的勵磁體,從而建立主磁場。電動機(jī)200拖動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)(給發(fā)電機(jī)輸入機(jī)械能),勵磁線圈產(chǎn)生的勵磁磁場跟隨軸體一起旋轉(zhuǎn),磁路通過轉(zhuǎn)子鐵芯到定子鐵芯形成閉合磁路,由于轉(zhuǎn)子在電動機(jī)200的帶動下旋轉(zhuǎn),主磁場跟隨軸體一起旋轉(zhuǎn),使得定子鐵芯及發(fā)電繞組與主磁場之間產(chǎn)生了相對的切割運(yùn)動,從而產(chǎn)生感應(yīng)電流。鐵芯的作用是增加磁導(dǎo)率,避免真空磁導(dǎo)率的負(fù)面作用,但由于鐵芯的構(gòu)成為導(dǎo)磁材料,磁場對導(dǎo)磁材料產(chǎn)生一定的磁拉力,在主磁場旋轉(zhuǎn)時鐵芯之間就會產(chǎn)生磁拉力,這個磁拉力在整個發(fā)電機(jī)系統(tǒng)中起到的是阻力的影響(負(fù)面的作用)。
同時,鐵芯是由一片片的硅鋼組成的,就會在磁路中形成渦流,從而形成鐵損(能量的損耗),鐵芯是隨著轉(zhuǎn)軸一起運(yùn)動的,鐵芯由大量的硅鋼組成,具有一定的重量,從而增加了電動機(jī)200的起動扭力和運(yùn)轉(zhuǎn)負(fù)荷,限制了發(fā)電機(jī)功率的提升。
綜合以上的情況可知現(xiàn)有發(fā)電機(jī)的弊端。本發(fā)明沒有鐵芯的影響,沒有上述的弊端,起動時扭力較小,運(yùn)轉(zhuǎn)時對電動機(jī)200的負(fù)荷要求相對小了(就是說在同等負(fù)荷下,本發(fā)明可以串聯(lián)多組。)。轉(zhuǎn)子重量較勁,能適合在高速的環(huán)境下更好的工作。
根據(jù)楞次定律e=nδφ/δt;δφ=bs;δt=1/f,可知e=nbsf。所以,影響發(fā)電機(jī)電壓的因素有四個,發(fā)電線圈的匝數(shù)n,發(fā)電線圈的面積s,磁場的強(qiáng)度b,切割磁場的頻率f。現(xiàn)在本發(fā)明沒有鐵芯磁場的強(qiáng)度b會變小,但是切割磁場的頻率f變大了。在線圈面積s線圈匝數(shù)n不變的情況下(b1,f1,e1為本發(fā)電機(jī)的)在沒有鐵芯存在時磁場強(qiáng)度為有鐵芯時的一半,而切割磁場的頻率是有鐵芯的6倍,電壓就是3倍于有鐵芯的電壓。即b=2b1,6f=f1,3e=e1,也就是說頻率越高發(fā)電機(jī)的功率越高。電動機(jī)200在有鐵芯發(fā)電機(jī)里提供了兩個作用:一:克服磁拉力,由于磁場對鐵芯(導(dǎo)磁體)的吸力。磁場對導(dǎo)磁體的的吸力為:
按以上公式可知磁場越強(qiáng),磁拉力就越大。鐵芯的間隙越小,磁拉力就越大。而發(fā)電機(jī)鐵芯之間的間隙很小。電動機(jī)200的能量在這里損耗很大。(汽車發(fā)電機(jī)勵磁線圈通電后,一般人不借助工具是沒辦法轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)子的,可見磁拉力強(qiáng)大,永磁體直徑50mm*高10mm的可以提起25kg的重量的物體,這個磁拉力在發(fā)電系統(tǒng)中是一種阻力,楞次定律中沒有該力的作用)。
克服摩擦力,維持運(yùn)動狀態(tài)。物體運(yùn)動就會產(chǎn)生摩擦,摩擦力和壓力有關(guān)(壓力和物體重量有關(guān))。
由此可知,電動機(jī)200的能量損耗大部分用在克服磁拉力之上。本裝置充分利用楞次定律中的速度因數(shù)(頻率提高6倍),弱化了磁拉力的影響(沒有鐵芯,導(dǎo)磁率降低,磁場強(qiáng)度是原磁場強(qiáng)度的0.5倍),但功率卻是原來的3倍。由于盤式無鐵芯發(fā)電機(jī)100具有:1:無鐵芯沒有磁拉力,降低了對電動機(jī)200的能量損耗(在同等動力輸入的情況下,本發(fā)電機(jī)可帶多幾組,增加效率,提高原動機(jī)的利用率,增加發(fā)電線圈的內(nèi)能輸出。)。2:水平放置,充分的利用滾動摩擦來降低摩擦力。3:轉(zhuǎn)子使用了永磁體,沒有使用勵磁線圈和鐵芯使得整體的重量變小,減少了起動和運(yùn)行的能量需求。4:根據(jù)楞次定律可知:在磁電發(fā)電系統(tǒng)中有3個能量輸入點(diǎn):(1)動力輸入(電動機(jī)200如:電動機(jī),水輪機(jī),蒸汽渦輪機(jī),風(fēng)力機(jī)等。);(2)磁場能輸入(分勵磁和永磁);(3)受影響的銅線圈內(nèi)能。從以上可知電動機(jī)200的輸入能量只是在動力提供方面上(切割頻率f或者是運(yùn)動速度v切割磁場的f或者運(yùn)動速度,還可以通過增加磁極數(shù)進(jìn)行提高)而盤式無鐵芯發(fā)電機(jī)100發(fā)電還需要磁場能和線圈的內(nèi)能(前者影響后者)才能發(fā)電的(三者缺一不可),盤式無鐵芯發(fā)電機(jī)100的能量應(yīng)該是電動機(jī)200的能量+磁場能+線圈的內(nèi)能的總和。
如此,才能使得盤式無鐵芯發(fā)電機(jī)100能夠提供大于輸入電動機(jī)200輸出功率的、穩(wěn)定的交流電。
本實(shí)施例的至少具有以下有益效果:
由于盤式無鐵芯發(fā)電機(jī)100在額定的轉(zhuǎn)速(或高于額定的轉(zhuǎn)速)能夠提供大于輸入電動機(jī)200輸出功率的、穩(wěn)定的交流電,使得整個發(fā)電系統(tǒng)僅在啟動時需要外部動力,當(dāng)發(fā)電系統(tǒng)正常運(yùn)作后,盤式無鐵芯發(fā)電機(jī)100輸出的電能反過來用于為電動機(jī)200提供動力,使整個發(fā)電系統(tǒng)自循環(huán)。
本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解附圖只是一個優(yōu)選實(shí)施場景的示意圖,附圖中的模塊或流程并不一定是實(shí)施本發(fā)明所必須的。
本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解實(shí)施場景中的裝置中的模塊可以按照實(shí)施場景描述進(jìn)行分布于實(shí)施場景的裝置中,也可以進(jìn)行相應(yīng)變化位于不同于本實(shí)施場景的一個或多個裝置中。上述實(shí)施場景的模塊可以合并為一個模塊,也可以進(jìn)一步拆分成多個子模塊。
上述本發(fā)明序號僅僅為了描述,不代表實(shí)施場景的優(yōu)劣。
以上公開的僅為本發(fā)明的幾個具體實(shí)施場景,但是,本發(fā)明并非局限于此,任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員能思之的變化都應(yīng)落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。