專利名稱：節(jié)能發(fā)電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種發(fā)電機(jī)，尤其涉及一種非常節(jié)約能源的節(jié)能發(fā)電機(jī)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的發(fā)電機(jī)一般都有轉(zhuǎn)子和定子，定子上繞有很多線圈，轉(zhuǎn)子由軸和永磁體構(gòu) 成，轉(zhuǎn)子做切割磁力線運(yùn)動(dòng)時(shí)要克服磁極相互吸引的阻力，也叫磁阻，因而要帶動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn) 需要消耗大量的能源。如中國專利文獻(xiàn)200320109288. 3公開的一種“永磁同步發(fā)電機(jī)”，它 由外殼、轉(zhuǎn)子和定子構(gòu)成，外殼中設(shè)置有腔體，定子設(shè)置在外殼的內(nèi)側(cè)，轉(zhuǎn)子設(shè)置在腔體中， 轉(zhuǎn)子由軸和永久磁體構(gòu)成，永久磁體的數(shù)量至少為一對，永久磁體呈瓦狀，固定設(shè)置在所述 的軸上，定子的內(nèi)圓周上設(shè)有直槽或斜槽。當(dāng)轉(zhuǎn)子在定子內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，定子線圈切割轉(zhuǎn)子上稀 土永磁材料的磁力線，從而使定子線圈內(nèi)產(chǎn)生電能。該發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子做切割磁力線時(shí)磁阻 比較大，電機(jī)定子線圈負(fù)荷越重，定子線圈中的電流就越大，磁場就越強(qiáng)，因而磁阻就越大。 這種發(fā)電機(jī)就存在磁極旋轉(zhuǎn)時(shí)磁阻大、耗能大的缺點(diǎn)，而且發(fā)電效率不夠高。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型主要解決原有發(fā)電機(jī)由轉(zhuǎn)子和定子構(gòu)成，轉(zhuǎn)子做切割磁力線運(yùn)動(dòng)時(shí)所 要克服的磁阻比較大，甚至帶動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)消耗的能量要大于發(fā)出的電能，非常不節(jié)能，發(fā)電 效率不高的技術(shù)問題；提供一種不需要切割磁力線的轉(zhuǎn)子，從而大大減少發(fā)電所消耗的能 量，極大地提高發(fā)電效率的節(jié)能發(fā)電機(jī)。本實(shí)用新型的上述技術(shù)問題主要是通過下述技術(shù)方案得以解決的本實(shí)用新型包 括閉合的鐵芯，所述的鐵芯上繞有若干組原線圈和若干組副線圈，且原線圈的組數(shù)和副線 圈的組數(shù)相同，每組原線圈的一端分別和控制原線圈通斷電的控制裝置相連，每組原線圈 的另一端都連接在一起，所述的每組原線圈的匝數(shù)大于每組副線圈的匝數(shù)，所述的副線圈 和節(jié)能發(fā)電機(jī)的輸出端子相連。節(jié)能發(fā)電機(jī)三相輸出時(shí)，所有的副線圈需要連接成星形或 三角形結(jié)構(gòu)，構(gòu)成三組輸出；節(jié)能發(fā)電機(jī)單相輸出時(shí)，所有的副線圈需要串聯(lián)成一組輸出。 鐵芯只要閉合就可以，可以呈方形、三角形、圓環(huán)形及不規(guī)則型等。本實(shí)用新型發(fā)電的原理 是利用原線圈通斷電的時(shí)間差使副線圈產(chǎn)生感應(yīng)電流。發(fā)電時(shí)，通過控制裝置的控制使繞 制在鐵芯上的原線圈依次輪流通電，即每組原線圈都是一通、一斷、一通、一斷的工作方式， 在原線圈通電或斷電的瞬間繞制在同一鐵芯上的副線圈上將產(chǎn)生很大的感應(yīng)電流，也叫做 勵(lì)磁電流，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的電流和旋轉(zhuǎn)的磁場。當(dāng)單組原線圈的匝數(shù)為單組副線圈的匝數(shù)的2 倍時(shí)，例如原線圈為500匝、副線圈為250匝時(shí)，如果原線圈的輸入電壓為220V，則副線圈的 輸出電壓為110V，這時(shí)如果原線圈上的電流為a，那么副線圈上就將產(chǎn)生2a的電流。因此， 當(dāng)單組原線圈的匝數(shù)大大地大于單組副線圈的匝數(shù)時(shí)，副線圈上將產(chǎn)生非常大的電流。然 后將副線圈串聯(lián)接成三相或單相輸出，使每一相副線圈的匝數(shù)大于單組原線圈的匝數(shù)，就 是電壓型；如果每一相副線圈的匝數(shù)小于單組原線圈的匝數(shù)，就是電流型。變壓器是一種靜 止的發(fā)電機(jī)，它的發(fā)電方式是一對一的發(fā)電方式，就是一個(gè)能量輸入和一個(gè)能量輸出，但只能用于升壓降流和降壓升流的作用。本實(shí)用新型的發(fā)電機(jī)其實(shí)是一臺(tái)旋轉(zhuǎn)的變壓器，它是 用一個(gè)能量依次給定子線圈多個(gè)繞組通電、斷電的方式讓每組副線圈都能得到一個(gè)同樣大 的磁能來產(chǎn)生電流。當(dāng)副線圈連接成三相輸出結(jié)構(gòu)時(shí)，實(shí)現(xiàn)輸入一個(gè)能量就能轉(zhuǎn)換輸出三 個(gè)同樣大的能量。本實(shí)用新型沒有作切割磁力線的轉(zhuǎn)子，因此不存在克服磁阻而需要消耗 的能量，因此，本實(shí)用新型發(fā)電時(shí)所消耗的能量很少，發(fā)電效率極高。作為優(yōu)選，所述的控制裝置包括換向器及旋轉(zhuǎn)件，所述的旋轉(zhuǎn)件上對稱地設(shè)有成 對的動(dòng)電刷，所述的換向器設(shè)置于動(dòng)電刷之間，所述的動(dòng)電刷通過導(dǎo)線和直流輸入電源相 連，所述的每組原線圈的一個(gè)端頭對應(yīng)地和換向器上的一個(gè)導(dǎo)電片相連。發(fā)電時(shí)，旋轉(zhuǎn)件轉(zhuǎn) 動(dòng)，帶動(dòng)動(dòng)電刷轉(zhuǎn)動(dòng)，隨著動(dòng)電刷的轉(zhuǎn)動(dòng)，換向器上的導(dǎo)電片依次輪流通電，則和導(dǎo)電片相 連的原線圈都呈一通、一斷、一通、一斷的工作方式，在原線圈通電或斷電的瞬間繞制在同 一鐵芯上的副線圈上將產(chǎn)生很大的感應(yīng)電流。動(dòng)電刷可以是一對、兩對、三對或四對等，對 數(shù)越多原線圈通斷電的頻率越高。本實(shí)用新型需要驅(qū)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)件只是為了帶動(dòng)動(dòng)電刷旋 轉(zhuǎn)，故而不需要很大的體積，也不會(huì)有很重的重量，由此產(chǎn)生的耗能很小。由于原線圈和換 向器之間只有電連接關(guān)系，所以繞有原線圈和副線圈的鐵芯可以和換向器、旋轉(zhuǎn)件不放置 在同一個(gè)地方，可以分開安裝，用導(dǎo)線連接。作為優(yōu)選，所述的旋轉(zhuǎn)件包括轉(zhuǎn)軸及和轉(zhuǎn)軸相連的左轉(zhuǎn)臂、右轉(zhuǎn)臂，所述的動(dòng)電刷 設(shè)于左、右轉(zhuǎn)臂的頂部，所述的轉(zhuǎn)軸上設(shè)有兩個(gè)滑環(huán)，兩個(gè)滑環(huán)分別通過導(dǎo)線和成對的動(dòng)電 刷相連，兩個(gè)滑環(huán)又分別和一個(gè)靜電刷緊密接觸，所述的靜電刷設(shè)在安裝旋轉(zhuǎn)件和換向器 的支座上，所述的靜電刷通過導(dǎo)線和所述的直流輸入電源相連，所述的轉(zhuǎn)軸和驅(qū)動(dòng)裝置相 連。驅(qū)動(dòng)裝置可以是電動(dòng)機(jī)、也可以是柴油機(jī)等設(shè)備，動(dòng)電刷通過滑環(huán)、靜電刷和直流輸入 電源相連。驅(qū)動(dòng)裝置運(yùn)行帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)左、右轉(zhuǎn)臂旋轉(zhuǎn)，使動(dòng)電刷依次輪流地和 換向器上的導(dǎo)電片接通。轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，滑環(huán)跟著旋轉(zhuǎn)，靜電刷不轉(zhuǎn)，直流輸入電源經(jīng)過靜電 刷給滑環(huán)通電，確保連接到直流輸入電源的導(dǎo)線不會(huì)繞轉(zhuǎn)。整個(gè)旋轉(zhuǎn)件結(jié)構(gòu)簡單，重量較 輕，實(shí)現(xiàn)方便，驅(qū)動(dòng)其旋轉(zhuǎn)所耗能量很小。作為優(yōu)選，所述的控制裝置為變頻器。即通過控制器控制一系列電子元件開關(guān)的 通斷來控制原線圈的通斷電，可以采用四相變頻器、六相變頻器或十二相變頻器，也能使原 線圈呈一通、一斷、一通、一斷的工作方式，在原線圈通電或斷電的瞬間繞制在同一鐵芯上 的副線圈上將產(chǎn)生很大的感應(yīng)電流。變頻器和原線圈通過導(dǎo)線連接，變頻器和鐵芯可以安 裝在不同位置。作為優(yōu)選，所述的原線圈和副線圈間隔設(shè)置，均勻分布在所述的鐵芯上。確保在原 線圈通斷的瞬間副線圈上能產(chǎn)生更大更強(qiáng)的感應(yīng)電流，且每個(gè)副線圈上產(chǎn)生的感應(yīng)電流都 比較均勻，進(jìn)一步提高發(fā)電效率。作為優(yōu)選，所述的原線圈有六組，所述的副線圈有六組，相鄰兩組副線圈的兩個(gè)相 鄰端頭連在一起構(gòu)成一組組合副線圈，所述的副線圈一共構(gòu)成三組組合副線圈，三組組合 副線圈的兩個(gè)端頭分別和節(jié)能發(fā)電機(jī)的三對輸出端子相連。本實(shí)用新型的這種結(jié)構(gòu)為三相 發(fā)電結(jié)構(gòu)，三相之間比較均勻，發(fā)電效率較高。當(dāng)然原、副線圈也可以采用其它連接方式，只 要副線圈有三組輸出即可。作為優(yōu)選，所述的原線圈有四組，所述的副線圈有四組，四組副線圈依次頭尾相 連，留出第一組副線圈的頭和最后一組副線圈的尾，這兩個(gè)端頭和節(jié)能發(fā)電機(jī)的輸出端子相連。本實(shí)用新型的這種結(jié)構(gòu)為單相發(fā)電結(jié)構(gòu)，當(dāng)然原、副線圈也可以采用其它連接方式， 只要副線圈只有一組輸出即可。本實(shí)用新型的有益效果是本實(shí)用新型利用原線圈通斷電的時(shí)間差使副線圈產(chǎn)生 感應(yīng)電流，不需要切割磁力線的轉(zhuǎn)子，因而不需要克服磁阻而耗能，繞有原線圈、副線圈的 鐵芯和控制裝置(換向器、旋轉(zhuǎn)件或變頻器)沒有必要放置在同一個(gè)地方，控制裝置的耗能 很小。因此，本實(shí)用新型發(fā)電時(shí)所消耗的能量很少，發(fā)電效率極高。

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例1的原線圈和副線圈繞制在鐵芯上的一種結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實(shí)用新型中換向器和旋轉(zhuǎn)件的一種結(jié)構(gòu)示意圖。圖3本實(shí)用新型實(shí)施例2的原線圈和副線圈繞制在鐵芯上的一種結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1.鐵芯，2.換向器，3.旋轉(zhuǎn)件，4.動(dòng)電刷，5.直流輸入電源，6.原線圈，7.副 線圈，8.導(dǎo)電片，9.靜電刷，31.轉(zhuǎn)軸，32.左轉(zhuǎn)臂，33.右轉(zhuǎn)臂，34.滑環(huán)。
具體實(shí)施方式
下面通過實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說明。實(shí)施例1 本實(shí)施例的節(jié)能發(fā)電機(jī)，包括閉合成圓環(huán)形的鐵芯1、換向器2及旋轉(zhuǎn)件 3，換向器2和旋轉(zhuǎn)件3安裝在一個(gè)支座上。如圖1所示，鐵芯1上繞有六組原線圈6和六 組副線圈7，原線圈和副線圈間隔設(shè)置，均勻分布在鐵芯1上，單組原線圈6的匝數(shù)大于單組 副線圈7的匝數(shù)。相鄰兩組副線圈7的兩個(gè)相鄰端頭連在一起構(gòu)成一組組合副線圈，六組 副線圈一共構(gòu)成三組組合副線圈，三組組合副線圈的兩個(gè)端頭分別和節(jié)能發(fā)電機(jī)的三對輸 出端子相連。每組原線圈6的一端都互相連接在一起，每組原線圈6的另一端分別位置相 對應(yīng)地和換向器2上的一個(gè)導(dǎo)電片8相連。每一組組合副線圈的匝數(shù)大于單組原線圈的匝 數(shù)。如圖2所示，旋轉(zhuǎn)件3包括轉(zhuǎn)軸31及和轉(zhuǎn)軸31連接成一體的左轉(zhuǎn)臂32、右轉(zhuǎn)臂33，左 轉(zhuǎn)臂32和右轉(zhuǎn)臂33對稱設(shè)置，左、右轉(zhuǎn)臂的頂部各安裝有一個(gè)動(dòng)電刷4，換向器2設(shè)置于這 對動(dòng)電刷4之間，轉(zhuǎn)軸31和一個(gè)能驅(qū)動(dòng)其旋轉(zhuǎn)的電動(dòng)機(jī)相連。轉(zhuǎn)軸31的下部安裝有兩個(gè) 間隔有一段距離的滑環(huán)34，每個(gè)滑環(huán)34通過導(dǎo)線和一個(gè)動(dòng)電刷4相連，每個(gè)滑環(huán)34又分別 和一個(gè)安裝在支座上的靜電刷9緊密接觸，兩個(gè)靜電刷9又通過導(dǎo)線和一個(gè)直流輸入電源 5相連。本實(shí)施例為三相發(fā)電結(jié)構(gòu)。電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，直流輸入電源通過靜電刷給滑 環(huán)通電。動(dòng)電刷在換向器外圍旋轉(zhuǎn)，依次輪流接通不同的導(dǎo)電片，從而依次輪流給鐵芯上的 原線圈通電。在原線圈通電、斷電的瞬間，副線圈上產(chǎn)生很強(qiáng)的感應(yīng)電流，三組組合副線圈 相隔成120度，輸出三相交流電。實(shí)施例2 本實(shí)施例的節(jié)能發(fā)電機(jī)，如圖3所示，鐵芯1上繞有四組原線圈6和四 組副線圈7，原線圈和副線圈間隔設(shè)置，均勻分布在鐵芯1上。四組副線圈7依次頭尾相連， 留出第一組副線圈7的頭和最后一組副線圈7的尾，這兩個(gè)端頭和節(jié)能發(fā)電機(jī)的輸出端子 相連。其余結(jié)構(gòu)同實(shí)施例1。本實(shí)施例為單相發(fā)電結(jié)構(gòu)。在原線圈通電、斷電的瞬間，副線圈上產(chǎn)生很強(qiáng)的感應(yīng) 電流，副線圈串聯(lián)成一組，輸出單相交流電。[0021] 本實(shí)用新型利用原線圈通斷電的時(shí)間差使副線圈產(chǎn)生感應(yīng)電流，不需要切割磁力 線的轉(zhuǎn)子，因而不需要克服磁阻而消耗能量，繞有原線圈、副線圈的鐵芯和控制裝置(換向 器、旋轉(zhuǎn)件或變頻器等)可以放置或安裝在不同的地方，而且需要驅(qū)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)件只是為了帶 動(dòng)動(dòng)電刷旋轉(zhuǎn)，故而不需要很大的體積，也不會(huì)有很重的重量，由此產(chǎn)生的耗能很小。因此， 本實(shí)用新型發(fā)電時(shí)所消耗的能量很少，發(fā)電效率極高。
權(quán)利要求1.一種節(jié)能發(fā)電機(jī)，其特征在于包括閉合的鐵芯(1 )，所述的鐵芯(1)上繞有若干組原 線圈(6)和若干組副線圈(7)，且原線圈(6)的組數(shù)和副線圈(7)的組數(shù)相同，每組原線圈 (6)的一端分別和控制原線圈通斷電的控制裝置相連，每組原線圈(6)的另一端都連接在一 起，所述的每組原線圈(6)的匝數(shù)大于每組副線圈(7)的匝數(shù)，所述的副線圈(7)和節(jié)能發(fā) 電機(jī)的輸出端子相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)能發(fā)電機(jī)，其特征在于所述的控制裝置包括換向器(2)及 旋轉(zhuǎn)件(3)，所述的旋轉(zhuǎn)件(3)上對稱地設(shè)有成對的動(dòng)電刷(4)，所述的換向器(2)設(shè)置于動(dòng) 電刷(4)之間，所述的動(dòng)電刷(4)通過導(dǎo)線和直流輸入電源(5)相連，所述的每組原線圈(6) 的一個(gè)端頭對應(yīng)地和換向器(2)上的一個(gè)導(dǎo)電片(8)相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的節(jié)能發(fā)電機(jī)，其特征在于所述的旋轉(zhuǎn)件(3)包括轉(zhuǎn)軸(31)及 和轉(zhuǎn)軸(31)相連的左轉(zhuǎn)臂(32)、右轉(zhuǎn)臂(33)，所述的動(dòng)電刷(4)設(shè)于左、右轉(zhuǎn)臂的頂部，所 述的轉(zhuǎn)軸(31)上設(shè)有兩個(gè)滑環(huán)(34)，兩個(gè)滑環(huán)(34)分別通過導(dǎo)線和成對的動(dòng)電刷(4)相 連，兩個(gè)滑環(huán)(34)又分別和一個(gè)靜電刷(9)緊密接觸，所述的靜電刷(9)設(shè)在安裝旋轉(zhuǎn)件 (3)和換向器(2)的支座上，所述的靜電刷(9)通過導(dǎo)線和所述的直流輸入電源(5)相連， 所述的轉(zhuǎn)軸(31)和驅(qū)動(dòng)裝置相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)能發(fā)電機(jī)，其特征在于所述的控制裝置為變頻器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或4所述的節(jié)能發(fā)電機(jī)，其特征在于所述的原線圈(6)和副線 圈(7 )間隔設(shè)置，均勻分布在所述的鐵芯(1)上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的節(jié)能發(fā)電機(jī)，其特征在于所述的原線圈(6)有六組，所述的副 線圈(7)有六組，相鄰兩組副線圈(7)的兩個(gè)相鄰端頭連在一起構(gòu)成一組組合副線圈，所述 的副線圈(7)—共構(gòu)成三組組合副線圈，三組組合副線圈的兩個(gè)端頭分別和節(jié)能發(fā)電機(jī)的 三對輸出端子相連。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的節(jié)能發(fā)電機(jī)，其特征在于所述的原線圈(6)有四組，所述的副 線圈(7)有四組，四組副線圈(7)依次頭尾相連，留出第一組副線圈(7)的頭和最后一組副 線圈(7)的尾，這兩個(gè)端頭和節(jié)能發(fā)電機(jī)的輸出端子相連。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種節(jié)能發(fā)電機(jī)，包括閉合的鐵芯，鐵芯上繞有若干組原線圈和若干組副線圈，且原線圈的組數(shù)和副線圈的組數(shù)相同，原線圈和副線圈間隔設(shè)置，每組原線圈的一端分別和控制原線圈通斷電的控制裝置相連，每組原線圈的另一端都連接在一起，每組原線圈的匝數(shù)大于每組副線圈的匝數(shù)，副線圈和節(jié)能發(fā)電機(jī)的輸出端子相連。本實(shí)用新型利用原線圈通斷電的時(shí)間差使副線圈產(chǎn)生感應(yīng)電流，不需要切割磁力線的轉(zhuǎn)子，不需要克服磁阻而耗能，因此，本實(shí)用新型發(fā)電時(shí)所消耗的能量很少，發(fā)電效率極高。
文檔編號(hào)H01F27/28GK201927468SQ20102067876
公開日2011年8月10日 申請日期2010年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月24日
發(fā)明者常成彪 申請人:常成彪