CN1214568A - 将永磁铁的磁能转化成电能的装置 - Google Patents

Abstract

本发明是一种将永磁铁的磁能转化成电能的装置,在磁铁的两个磁极之间设一个闭合铁芯,形成磁铁的两条磁路,每个磁路上各绕一个线圈,当其中一个线圈中通入电源、并使电流产生的磁场方向与磁铁的磁场方向相对时,两个磁场的磁力线集中在一起,穿过另一个线圈,使该线圈中磁通量发生较大变化,感生出的总电量等于电源供给的电量与磁铁的磁能转化成电能的电量之和。如果使两个线圈的感生电量的一部分在内部交替能量转化,一部分对外输出,就可得到一个磁能电源。

Description

将永磁铁的磁能转化成电能的装置

本发明涉及电磁技术领域，准确地说，是一种将永磁铁的磁能转化成电能的装置。

在现有技术中，电动机将电能通过磁能转化成机械能；发电机将机械能通过磁能转化成电能，都证明电与磁有着密切关系。但是，在电能与磁能的相互转化过程中切存在一定问题，即电能能够转化成磁能，而磁能不一定能转化成电能。当把变压器的初级线圈接入交流电源时，电流就会在铁芯内产生变化的磁场，次级线圈又能把变化的磁场转化成电源，如果把变压器的初级线圈接入直流电源时，电流也能在铁芯内产生磁场，但这个磁场并不变化，次级线圈就不能把这个磁场转化成电源。再如，把直流电源通入螺线管时，在螺线管两端就会形成两个磁极，消耗了电能得到了磁能，它表现出来的磁性，很象一根条形磁铁，而磁铁表现出来的磁性，并没有消耗电能。那么，能不能把这种不消耗其它外在能量就有的磁能转化成电能呢?在现有发电机中，大多采用在磁铁的磁场中设制线圈，由机械带动磁铁或线圈转动，使磁铁的磁场穿过线圈的磁通量发生变化，在线圈中产生感生电流，对外提供电能。但这种发电机只是利用磁铁的磁能作为媒介，并不是磁铁的磁能转化的电能，而是消耗了机械能得到的电能。

本发明的目的是提供一种将永磁铁的磁能转化成电能的装置，使人类重新认识磁能，让磁能实现它应有的价值。

本发明是在永磁铁的两个磁极之间，设一个由软磁材料制成的闭合铁芯，在两极之间形成两条磁路，使磁力线能够集中在这两条路径内通过，两条磁路(铁芯)上分别绕有一个相同的线圈。当在其中一个线圈中通入直流电源的瞬间时，由于线圈的自感作用，线圈中的电流逐渐增大，电流所产生的磁通量也随着增加，当电流产生的磁场方向与磁铁的磁场方向相对、并阻挡磁铁的磁通量由此磁路通过时，在另一个线圈中通过的磁通量就是电源在线圈中产生的磁通量与磁铁的磁通量之和，在相同时间内，所产生的感生电流的电量就大于电源放出的电量(当电流达到最大值、电流产生的磁通量不再增加时，应切断电源)。如果从这个感生电流的电量中减去电源放出的电量，剩余的电量就相当于磁铁的磁通量穿过这个闭合线圈时产生感生电流的电量。如果再把这个感生电量的一部分，相当于电源放出的电量，再加入这个闭合线圈中，使电流在线圈中产生的磁场方向与磁铁的磁场方向相对，并与磁铁的磁通量合并，共同穿过另一个磁路上的闭合线圈(上一次电源放电的线圈)，使这个线圈产生感生电流，由于这个闭合线圈中通过的磁通量也是电源在线圈中产生的磁通量与磁铁的磁通量的和，感生电流的电量就等于电源放出的电量与磁铁的磁通量穿过闭合线圈时产生感生电流的电量之和。

本发明在两个磁路的每个线圈的电路中，装设了两个电容器，当某一线圈中有磁通量通过并逐渐增加时，这个线圈就会产生感生电动势，为该电路内的两个电容器充电，在感生电动势达到最大值时，两个电容器通过一个功能开关分别放电，一个电容器对外输出，一个电容器将电能再提供给线圈，使电容器的放电电流在线圈内产生磁场，并与磁铁的磁场合并、共同穿过另一个线圈，在另一个线圈中产生感生电动势，为它所对应的两个电容器充电，当这个线圈中产生的感生电动势达到最大值时，两个电容器也通过一个功能开关、分别对外输出和为线圈提供电能，使另一个线圈中再次产生感生电动势。两个线圈中的感生电能的一部分在线圈内交替转化，使磁铁的磁通量被线圈中的磁通量带动、交替通过两个线圈，感生出的电能对外输出，在外界就可得到一个磁能电源。

在整个能量转化过程中，由于两个磁路中穿过的磁通量并不相同，在两个线圈的输入和输出匝数相同的情况下，就会造成输出电压大于输入电压。因此，本发明在每个线圈中增设了一个抽头，当电容放电时通过线圈的匝数较多；线圈为电容充电时线圈的匝数较少，保证了充入两个电容器的电压等于另一个电容器的放电电压。

在本发明中，对外提供的电能，都是永磁铁的磁能转化成的，而磁铁的磁场是由磁铁中的分子环流形成的，是物体中分子内能在外界产生的磁现象。如果我们把这种磁现象通过本发明转化成所需的电能，将对世界产生积极影响，使磁能为人类创造出不可估量的价值。

下面将对本发明附图及该装置实施例的要求加以说明。

该附图是本发明所述、将永磁铁的磁能转化成电能的装置的结构及该装置工作中某一时刻电流方向、磁场方向的示意图。

参照附图，在永磁铁的两级之间设一个闭合铁芯B，使铁芯B的左、右两边成为永磁铁的左磁路和右磁路，在右磁路上绕一个线圈a，左磁路上绕一个线圈a′。线圈a的输入端O通过功能开关A(虚线方框内)内的可控硅T₁与电容器C₁的正极相接；输出端N₁通过功能开关A的三极开关管K与电容器C₁的负极相通。输出端N₂是线圈a的一个抽头，与输入端O组成感应线圈b，输入端O通过续流二极管D₃与电源负极相通；输出端N₂分别经过二极管D₁和D₂与并联电容器C₁和C₂的正极相接，电容器C₂的正极又通过功能开关A内的可控硅T₂与用电器R的正极相通，用电器R的负极和两个电容器的负极都与电源负极相通，构成电源回路。二极管D₄设在线圈a的输出端，起正向导通、反向截止的作用。(左磁路和右磁路线圈的外电路完全相同，现不再对左磁路线圈的外电路重复解释，只在相对标记的右上角加“′”进行区分)。

当有一直流电源在一定电压下为电容器C₁充电时，电容器C₁内就有一定电量和电压(这个电压要比以后该装置正常工作时的电压高，充电量要大，因为该装置未工作时，磁铁的磁通量是均匀地通过两个磁路，正常工作时，磁铁的磁通量是交替通过一个磁路，在两种情况下，磁铁的磁通量在线圈内的变化率不一样)。当电压达到设定值时，可控硅T₁的控制极g被这个电压控制(控制电路图中未画出)，可控硅T₁导通，电容器C₁放电，三极开关管K被放电电流触发导通，电流在线圈a内产生磁场、并与磁铁的磁场方向相对，阻挡磁铁的磁通量由线圈a中通过，两个磁通量合并、共同进入左磁路，使线圈b′中产生感生电流，经过二极管D₁′和D₂′为电容器C₁′和C₂′充电。由于穿过左磁路的磁通量是线圈a产生的磁通量与磁铁磁通量的一半之和(该装置未工作前，磁铁的磁通量以有一半从左磁路线圈中通过)，在相同时间内，穿过线圈b′中的磁通量就大于线圈a产生的磁通量，线圈b′产生的感生电流的电量就大。线圈b′的电流分别通过两个二极管为电容器C₁′和C₂′充电，两个电容器的负极经续流二级管D₃′至输入端O′为线圈b′续流。当穿过线圈b′中的磁通量达到最大值、也就是感生电动势达到最大时，可控硅T₁′和T₂′的控制极g′被这个电压控制，两个可控硅都导通，电容器C₁′经可控硅T₁′放电，三级开关管K′被放电电流触发导通，电流又在线圈a′中产生磁场，并与磁铁的磁场方向相对；电容器C₂′经可控硅T₂′对用电器R放电，构成该装置对外输出电能的第一个过程。线圈(a′)产生的磁通量与磁铁的磁通量合并、共同穿过右磁路，使线圈(b)中产生感生电流，并经过二极管(D₁)和(D₂)为电容器(C₁)和(C₂)充电。电容器负极经续流二极管(D₃)至输入端(O)为线圈(b)续流。当穿过线圈(b)的磁通量达到最大值、也就感生电动势达到最大时，可控硅(T₁)和(T₂)的控制极(g)被这个电压控制，两个可控硅都导通，电容器(C₁)经可控硅(T₁)放电，三级开关管(K)被放电电流触发导通，电流又在线圈(a)中产生磁场，并与磁铁的磁场方向相对；电容器(C₂)经可控硅(T₂)对用电器(R)放电，构成该装置对外输出电能的第二个过程。

按以上所述，当电容器C₁或C₁′分别对线圈a或a′进行放电时，线圈a或a′中就会产生磁场，并带动磁铁的磁通量共同穿过另一条磁路，使线圈b′或b产生较大的感生电流，并在下一个工作过程中将剩余的电量对外输出。如果使两个线圈交替、并连续完成上述工作，用电器R上就能得到一个脉动直流电源。

在上述电容器C₁通过可控硅T₁放电时，线圈a中就会产生磁通量，由于线圈a的自感作用，磁通量逐渐增加，当达到最大值时，电容器C₁的电能全部转化成磁能，可控硅T₁自动截止，由于没有了放电电流，三极开关管也为截止状态。(电容器C₁′和电容器C₁放电电路中的开关作用相同)。

就以上本发明再次补充说明：1．除最初由外电源为某一线圈提供能量外，在以后的能量转化过程中不再由外界获得能量，电路及磁路中所消耗的能量、都由磁铁的磁能给于补偿。2．对外输出电功率的大小，主要取掘于永磁铁的磁通量的大小。3．在磁铁两极之间的两个磁路中，其中一条磁路的铁芯截面的大小，必须保证当另一条磁路中产生的磁通量与磁铁的磁通量合并、共同通过时，而不会出现磁饱和现象。4．在本发明中，两个电能对外输出电容器的电容要相同，两个电能在内部能量交替转化电容器的电容要相同，但两个电能对外输出电容器容量的大小、必须保证两个电能在内部能量交替转化电容器的容量，使它的电能在线圈中产生的磁场，足以阻挡磁铁的磁场由该线圈中通过。5．功能开关的主要作用，当某一线圈中的感生电动势达到最大值时，开关打开，使其中一个电容器的电能重新进入线圈，并使电流通过线圈的匝数较多；另一个电容器的电能对外输出。在相对线圈的电容器中电能全部转化成磁能时，开关截止，使线圈中产生的感生电流为两个电容器充电，并使产生感生电流的线圈匝数较少。它可以是全电子或全机械开关，也可以是电子与机械的组合开关，但必须达到上述目的。6．在本发明中，涉及到的铁芯截面、磁通量、线圈匝数、导线的粗细、电容的大小及它们之间的关系，电路中的辅助电路、功能开关中的辅助元件等，都以在现有技术中普通应用，在此不作说明，请凉解。

Claims (2)

1．将永磁铁的磁能转化成电能的装置。其特征在于，在永磁铁的两极之间设一个闭合铁芯(B)，使铁芯(B)的左、右两边成为永磁铁的左磁路和右磁路，在左磁路和右磁路上各绕一个线圈(a)和线圈(a′)，并在线圈(a)和(a′)中分别设一个抽头(N₂)和(N₂′)，使线圈(a)的输入端(O)与抽头(N₂)组成线圈(b)，线圈(a′)的输入端(O′)与抽头(N₂′)组成线圈(b′)，当有磁通量从右磁路中通过并逐渐增加时，线圈(b)就会产生感生电流，电流由输出端(N₂)分别经两个二极管(D₁)和(D₂)至电容器(C₁)和(C₂)的正极、电容器(C₁)和(C₂)的负极经续流二极管(D₃)至输入端(O)，使线圈为两个电容器充电，当线圈(b)的感生电动势达到最大值时，电容器(C₁)的正极通过功能开关(A)由输入端(O)进入线圈(a)，由输出端(N₁)输出，再经功能开关(A)至电容器(C₁)负极，使线圈(a)产生磁通量，电容器(C₂)正极通过功能开关进入用电器(R)至电容器(C₂)的负极，对外输出电能；当有磁通量从左磁路中通过并逐渐增加时，线圈(b′)就会产生感生电流，电流由输出端(N₂′)分别经两个二级管(D₁′)和(D₂′)至电容器(C₁′)和(C₂′)的正极、两个电容器负极经续流二级管(D₃′)至输入端(O′)，使线圈为两个电容器充电，当线圈(b′)的感生电动势达到最大值时，电容器(C₁′)正极通过功能开关(A′)由输入端(O′)进入线圈(a′)由输出端(N₁′)输出，再经功能开关(A′)至电容器(C₁′)负极，使线圈(a′)产生磁通量；电容器(C₂′)正极通过功能开关进入用电器(R)至电容器(C₂′)负极，对外输出电能。

2．将永磁铁的磁能转化成电能的方法。其特征在于，在永磁铁两极之间设一个闭合铁芯，使铁芯的左、右两边成为磁铁的两条磁路，在每条磁路上各绕一个线圈，当有一定电量在某一磁路的线圈中产生的磁通量，并逐渐增大时，电流在线圈中产生的磁通量就与磁铁的磁通量合并、共同穿过另一个磁路中的线圈，使该感应线圈产生的电量大于原来产生磁通量的线圈中消耗的电量，并将感应线圈中产生的电量的一部分再返还给该磁路中的线圈，产生新的磁通量带动磁铁的磁通量共同穿过另一个磁路，使另一个磁路中的线圈产生感生电流；电量的另一个部分对外输出，达到永磁铁的磁能转化成电能的目的。

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