專利名稱：不需換向器的直流發(fā)電機的制作方法
這設(shè)想所屬電工物理技術(shù)領(lǐng)域。
我是一個中學(xué)生，聽教師說脈沖直流電經(jīng)過“口”字形變壓器，輸出的仍是脈沖直流電，這使我有了不需換向器的直流發(fā)電機的設(shè)想。此想法請看《說明書附圖》中的
圖1、圖2。圖1是發(fā)電機上頂(或下底)的俯視(或仰視)圖。圖2是圖1剖線的截面圖，即原理圖(此剖線是過定子，分磁極，軸心的)。
I、I1、I2電流強度。Φ0、Φ1、Φ2磁通量。S南極。N北極。R用電器。
①轉(zhuǎn)軸。
②定子(由磁芯上繞線圈組成)(要求磁芯的導(dǎo)磁率大、剩磁較小的物質(zhì)其作用是具有磁通量變化大的優(yōu)點)。
③磁極(作為轉(zhuǎn)子)可以是電磁鐵(如圖)或人造磁鐵等。
④這是導(dǎo)磁率較小的物質(zhì)(其作用是減小定子之間互感現(xiàn)象，具有提高感生電動勢的作用)。
看圖2，此發(fā)電機的磁極在旋轉(zhuǎn)過程中，磁極所產(chǎn)生的磁力線穿過線圈的方向始終不變。只改變磁力線穿過線圈的條數(shù)(即磁通量不斷改變)根據(jù)電磁感應(yīng)的結(jié)論不論用什么方法，只要穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化，閉合電路中就有電流產(chǎn)生?！段锢?甲種本第三冊》P51頁。所以此想法能產(chǎn)生感生電流是毫無疑問的。
為了進(jìn)一步證明此想法的正確，我從定子中取一個線圈繞組來分析它的感生電流變化情況。如圖圖3、圖4、圖5所示，此圖中的磁極運動情況相當(dāng)于圖2的磁極運動情況。做此實驗時，一定要注意磁鐵要勻速運動。不可在圖4處停止。否則所出現(xiàn)的必然是交流電，也就是楞次定律所說的電流變化情況。
我們知道定子的磁芯導(dǎo)磁率遠(yuǎn)大于空氣所以磁極離磁芯越近，穿過線圈的磁力線越多(即Φ原越大)，離磁芯越遠(yuǎn)，穿過線圈的磁力線越少。現(xiàn)在假定磁極為勻速運動，當(dāng)磁極靠近線圈時(圖3)穿過線圈的磁通量變大，即磁力線條數(shù)增加(即Φ原增加)，則此時線圈中的感生電動勢增加，則閉合電路中的感生電流強度增大。根據(jù)楞次定律可知感生電流的磁場阻礙Φ原的增加(圖3)Φ感阻Φ原)當(dāng)磁極靠到最近時(圖4)Φ原增加到最大值、因為這里假設(shè)磁極作勻速運動，此時磁通量又增大到最大值，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知此時的感生電動勢為最大值。(ε= (△φ)/(△t) )，則電流強度也應(yīng)達(dá)到最大值。磁極遠(yuǎn)離時(圖5)穿過線圈的磁力線減少，此時感生電流Φ感方向改變。阻礙Φ原的Φ感減少。磁通量的變化率減小。因此每轉(zhuǎn)一周，在線圈中就出現(xiàn)一次脈沖直流電，所以此線圈中電流圖象見圖6。
因為此發(fā)電機有六組線圈、AD、BE、CF同相(見圖1)，所以波峰疊加后應(yīng)是(圖6)的2倍，將其正極與正極相接，負(fù)極與負(fù)極相接，根據(jù)波的疊加原理，所得圖象近似于直線。如圖7。
不需換向器的直流發(fā)電機就論述到這里。它的每個線圈中產(chǎn)生的電流都是脈沖直流電，所有線圈疊加后可得到較平穩(wěn)的直流電。脈沖直流電的優(yōu)點易于變壓、直流電主要優(yōu)點是易于輸送，沒有集膚效應(yīng)，適于遠(yuǎn)程輸送。并可按需要升壓或減壓。
此設(shè)想的目的，同時也是它的優(yōu)點是具有能進(jìn)行大功率發(fā)電，不易損壞的頂點。
以上兩方面是比有換向器直流發(fā)電機優(yōu)越的地方。
權(quán)利要求
1.這種不需換向器的直流發(fā)電機由定子和轉(zhuǎn)子兩部分組成。a.定子的特征定子是發(fā)電機外部固定不動的部分。它由兩個或兩個以上的定子繞組和導(dǎo)磁率較小的物質(zhì)組成。每兩個棒形定子繞組上下兩端夾兩塊導(dǎo)磁率較小的物質(zhì)，這樣使它們彼此之間互相間隔。連接成長筒形。每個定子繞組都是由導(dǎo)磁率較大剩磁較小的磁芯棒上繞絕緣金屬線圈制成。b.轉(zhuǎn)子的特征轉(zhuǎn)子是發(fā)電機內(nèi)部轉(zhuǎn)動的部分，沿轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)軸作任意的截面圖。其截面可以得到一個“I”或“H”的形狀(注“I”是豎著放置的磁體；“H”為躺著放置的磁體。)?！癐”字形上頂和下底(即北極N和南極S)是兩組相互對應(yīng)的磁極。兩組磁極即(N或S)各有自己的分磁極(即將N極或S極分割成兩個或兩個以上的N極或S極。)?！癐”字形上頂與下底可以長短不同。但左右必須對稱。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述，不需換向器的直流發(fā)電機其主要特征是a.沿磁體的轉(zhuǎn)軸作任意截面圖，圖形為“I”字形。b.各個定子繞組之間必須由導(dǎo)磁率較小的物質(zhì)隔開。
全文摘要
一種不需換向器的直流發(fā)電機由定子和轉(zhuǎn)子兩部分組成。其定子由兩個或兩個以上的定子繞組和導(dǎo)磁率較小的物質(zhì)組成，每兩個棒形定子繞組上下兩端夾兩塊導(dǎo)磁率較小的物質(zhì)，使它們彼此之間互相間隔，每個定子繞組都是由導(dǎo)磁率較大剩磁較小的磁芯棒，上繞絕緣金屬線圈制成。沿轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)軸作任意截面。其圖形為“I”字形。
文檔編號H02K25/00GK1082263SQ9210345
公開日1994年2月16日 申請日期1992年5月1日 優(yōu)先權(quán)日1992年5月1日
發(fā)明者朱慶前 申請人:朱慶前