CN202231649U

CN202231649U - 一种引导磁场回路变化的发电机

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Publication number: CN202231649U
Application number: CN2011203675227U
Authority: CN
Inventors: 张新东
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-09-30
Filing date: 2011-09-30
Publication date: 2012-05-23
Anticipated expiration: 2021-09-30

Abstract

一种引导磁场回路变化的发电机，涉及机械发电装置，包括有壳体，壳体内固定设置有磁极、铁芯、线圈，线圈集中环绕在铁芯上，形成含铁芯线圈，线圈接头直接与壳体外部接线柱相连，磁极、含铁芯线圈为定子，磁极设置于含铁芯线圈的两侧，含铁芯线圈至少有上下两组，且同性磁极相对设置于一组含铁芯线圈的两端，即上组含铁芯线圈两侧为双N极或双S；下组铁芯线圈两侧为双S极或双N；铁芯的端部设置有凸起，在上下铁芯凸起部之间设有转轴或推拉杆，位于壳体内的转轴或推拉杆上固定有导磁体。本实用新型的有益效果是：由于“转子”是导磁体，它结构简单、体积小、机械阻力小，相对于现有笨重转子和开槽铁芯的发电机而言，具有明显的节能、高效等优点。

Description

一种引导磁场回路变化的发电机

技术领域

本发明涉及机械发电装置，特别是采用了引导磁场回路发生变化方法，使通过线圈的磁通量大小、方向随之改变，产生感生电动势的机械装置。

背景技术

现有发电机通常采用线圈与磁极相对运动，切割磁力线产生电流。具有发电量大，制造技术成熟等优点。缺点是，转子结构复杂，且质量大，体积大。在工作时，产生的机械阻力大、涡流大、升温高。铁芯开槽，漏磁大。由于输出电流或励磁电流要通过电刷，会产生很大的火花消耗，并极容易造成事故。

发明内容

本发明目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种磁极、线圈（含铁芯）固定，线圈集中环绕在铁芯上，特别是转子结构简单、无线圈、无电刷，产生械阻力较小的一种引导磁场回路变化的发电机。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种引导磁场回路变化的发电机，包括有壳体，壳体内固定设置有磁极、铁芯、线圈，线圈集中环绕在铁芯上，形成含铁芯线圈，线圈接头直接与壳体外部接线柱相连，其特征在于：磁极、含铁芯线圈为定子，磁极设置于含铁芯线圈的两侧，含铁芯线圈至少有上下两组，且同性磁极相对设置于一组含铁芯线圈的两端，即上组含铁芯线圈两侧为双N极或双S；下组铁芯线圈两侧为双S极或双N；铁芯的端部设置有凸起，在上下铁芯凸起部之间设有转轴或推拉杆，位于壳体内的转轴或推拉杆上固定有导磁体。

所述的两端磁极为同性相对，即左磁极上部为N（或S极），右磁极上部也为N（或S极）；左磁极下部为S（或N极），右磁极下部也为S（或N极）。

本发明还可通过以下方案进一步实现：

采用转轴时，转轴通过轴承固定在壳体上，导磁体至少为2个，2个导磁体分居轴上的左右位置，2个导磁体平行且相对成90^○角，且垂直固定在转轴上。

采用推拉杆时，导磁体在推拉杆的带动下作往返移动（如活塞式运动）；导磁体至少为1个，垂直固定于推拉杆上，往返于上下铁芯两端的凸起部之间；当推拉杆上固定2个导磁体时，它们相对平行；左、右导磁体分别进、出于上下铁芯两端凸起部之间，推拉杆的右端连接曲轴及动力。

所述的磁极、含铁芯线圈对称设置2组或4组或6组或8组；与之相对应，导磁体形状为“I”字形或“十”字形或“＊”字形或“米”字形；其顶端为凸弧面或平面；左右两个导磁体平行且相对分别为 90^○、45^○、30^○、22.5^○角。

所述的铁芯为“门”字形或“H”字形，两端有铁芯凸起，线圈集中环绕在中间；铁芯凸起的截面大小与导磁体截面大小相等或相近。

所述的铁芯凸起端为与导磁体配合的凹弧面或平面。

一端的磁极分为上下两个，两个磁极之间通过磁轭相连接（两端磁极固定在磁轭上，并由磁轭导通内磁路）；随着磁极的增加，磁轭的形状对应为“I”字形或“十”字形或“＊”字形或“米”字形（或“○”字形）。

所述的磁极为N、S间隔对称固定；磁轭中心设有轴孔，磁轭采用铁磁性材料制成。

所述的导磁体采用多层铁磁性材料叠加制成。

所述的一个转轴上设置三组共六个导磁体，三组的左边导磁体A1、A2、A3，相对交错120角度，三组的右边导磁体B1、B2、B3，相对交错120角度，同组左边导磁体A1和右边导磁体B1垂直，同组左边导磁体A2和右边导磁体B2垂直，同组左边导磁体A3和右边导磁体B3垂直；同时相应地设置线圈接头，从而形成三相同步发电机的结构（这种结构，相当于三个单体发电机连轴）。

本发明根据“磁感线（磁通量）总是集中于磁阻最小的路径，自然形成闭合回路”的原理进行设计的。本发明中：磁极、线圈（含铁芯）固定，形成“定子”；同性磁极相对于线圈（含铁芯）的两侧，磁性相抗；两个导磁体相对成90^○角且垂直固定在转轴上，组成“转子”，位于上下铁芯凸起部之间。由于同性磁极相对于线圈铁芯的两侧，磁性相抗使磁感线不能形成回路。只能在导磁体的引导下磁感线才能形成回路。这样，在导磁体的引导作用下，穿过线圈中的磁通量大小、方向发生变化，从而产生感生电动势。

本发明具有以下有益效果：本发明的磁极、线圈（含铁芯），同为“定子”；而“转子”仅为导磁体，由于导磁体是由较薄的铁磁性材料叠加制成的，结构简单、质量轻、体积小，且无线圈、无须电刷，铁芯不开槽，无漏磁。在工作时，产生的机械阻力小、涡流小、升温低。因此，相对于现有发电机笨重的转子和开槽铁芯的发电机而言，而言，本发明的“转子”有明显的节能、高效及功能上的优点。由于线圈和磁极固定，电流可直接输出，不需用电刷，可确保发电机安全运行。本发明突破了磁极与线圈相对运动的方式，开辟了发电机新的技术领域。

附图说明

图1为本发明转动式结构原理示意图；

图2为本发明平动式结构原理示意图。

图1中：1为左端磁极，2为右端磁极，3为上铁芯，4为上线圈，5为下铁芯，6为下线圈，7为接线柱，8为左导磁体，9为右导磁体，10为转轴，11为左磁轭，12为右磁轭，13为轴承，14为壳体，15为铁芯凸起。

图2中：1为左端磁极，2为右端磁极，3为上铁芯，4为上线圈，5为下铁芯，6为下线圈，7为接线柱，8为左导磁体，9为右导磁体，10为推拉杆，11为左磁轭，12为右磁轭，13为滑动轴承，14为壳体，15为铁芯凸起。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，并使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明。

实施例1：

如图1所示，一种引导磁场回路变化的发电机包括有壳体14，壳体14内固定设置有左磁极1和右磁极2，上铁芯3与上线圈4、下铁芯5与下线圈6。所述上（下）线圈集中环绕在上（下）铁芯上，且线圈接头直接通向壳体14外部与接线柱7相连接。所述的左磁极1右磁极2，分别位于上铁芯3及下铁芯5的左右两侧。且磁极同性相对，即左磁极1上部为N极，右磁极2上部也为N极；左磁极1下部为S极，右磁极2下部也为S极。所述上磁极与下磁极之间设有磁轭（左磁轭11、右磁轭12）相连接，且磁轭中心设有轴孔。壳体14通过轴承13设有转轴10，转轴10位于上下铁芯之间，转轴10上固装有长方体形状的左导磁体8和右导磁体9，且两导磁体相对成90^○角。

为便于磁感线的聚集，铁芯为“H”形，两端设有铁芯凸起15，是两条磁路通道。线圈集中环绕于铁芯中间；铁芯凸起15的截面大小与导磁体截面大小相等或相近。

工作时，转轴10的外端（壳体外）与外部动力连接，通过转轴10转动左右两个导磁体8、9。交替导通通过上下铁芯的磁通回路。如图1中，当转轴10转动0-90°时，左导磁体8两端离开铁芯左端凸起15，断开磁路；右导磁体9两端接近右端凸起15，导通磁路。这时：右磁极2的磁感线由N极出发，经右导磁体9到右S极形成回路；同时左磁极1的磁感线由N极出发，经上铁芯3进入右导磁体9经下铁芯5到左S极形成回路。通过线圈4、6的磁通量发生变化，产生交流正半周感生电动势。当转轴10转动90^○-180^○时，右导磁体9离开磁路，左导磁体8导通磁路。这时：左磁极1的磁感线由N极出发，经左导磁体8到左S极形成回路；同时右磁极2的磁感线由N极出发，经上铁芯3进入左导磁体8经下铁芯5到右S极形成回路；这期间通过上下线圈4、6的磁通量的大小、方向都发生了改变。使上下线圈4、6产生交流负半周感生电动势。这样不断地旋转导磁体，使得通过上、下线圈的磁通量大小和方向随时间不断地发生改变，上、下线圈中产生持续的感生交变电动势。每转动180^○，线圈产生一个正弦电动势，360^○能产生2个。（本例相当于现有技术两对磁极的状况）。电流可通过接线柱7向外输出。上、下线圈在工作时，可串联也可并联。输出电压可以成倍调整。

本实施例中，壳体内可以对称设置多组磁极、线圈（含铁芯），如2组、4组、6组、8组线；与之相对应，两个导磁体各居一侧，导磁体形状为“I”字形或“十”字形、“＊”字形、“米”字形等；与之相对应，磁轭的形状为“I”字形或“十”字形或“＊”字形或“米”字形等。磁轭中心设有轴孔。

实施例2：

本例中，原转动的导磁体，设置为平动。即：导磁体不再旋转，而是在推拉杆10上通过一拉一推的活塞式往返运动，以实现导通左、右磁极的磁路。采用推拉方式平移导磁体时，方向如图2中箭头所示。

如图2所示，设置左右导磁体8、9为2个，则相对平行固定在推拉杆10上；推拉杆10通过滑动轴承13，一端与曲轴及动力相连接。经推拉导磁体8、9，进、出于上下铁芯3、5凸起15之间，分别导通铁芯两端的两条磁路。如图2所示，当拉动推拉杆向右平动时：左导磁体8退出凸起位置，断开磁路；右导磁体9进入凸起位置，导通磁路；反之，推动推拉杆向左平动时：9退出，8进入。这样往复运动，从而达到实施例1的效果（见实施例1分析）。本实施例其余结构基本同实施例1，不再累述。

本例中，导磁体至少设置1个，为长方体，竖直固定于推拉杆10上。工作时，一个导磁体往返进、出于上下铁芯3、5两端凸起15之间，交替导通铁芯两端的两条磁路。当拉动推拉杆向右平动时，导磁体导通铁芯右端磁路；反之，推动推拉杆向左平动时，导磁体移向铁芯左端导通磁路。这样往复运动，使铁芯3、5上形成交变磁通，穿过线圈4、6产生感生电动势。从而达到上述2 个导磁体平动的效果及实施例1的效果（见实施例1分析）。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种引导磁场回路变化的发电机，包括有壳体，壳体内固定设置有磁极、铁芯、线圈，线圈集中环绕在铁芯上，形成含铁芯线圈，线圈接头直接与壳体外部接线柱相连，其特征在于：磁极、含铁芯线圈为定子，磁极设置于含铁芯线圈的两侧，含铁芯线圈至少有上下两组，且同性磁极相对设置于一组含铁芯线圈的两端，即上组含铁芯线圈两侧为双N极或双S；下组铁芯线圈两侧为双S极或双N；铁芯的端部设置有凸起，在上下铁芯凸起部之间设有转轴或推拉杆，位于壳体内的转轴或推拉杆上固定有导磁体。

2.根据权利要求1所述的引导磁场回路变化的发电机，其特征在于：采用转轴时，转轴通过轴承固定在壳体上，导磁体至少为2个，2个导磁体分居轴上的左右位置，2个导磁体平行且相对成90^○角，且垂直固定在转轴上。

3.根据权利要求1所述的引导磁场回路变化的发电机，其特征在于：采用推拉杆时，导磁体在推拉杆的带动下作往返移动；导磁体至少为1个，垂直固定于推拉杆上，往返于上下铁芯两端的凸起部之间；当推拉杆上固定2个导磁体时，它们相对平行；左、右导磁体分别进、出于上下铁芯两端凸起部之间，推拉杆的右端连接曲轴及动力。

4.根据权利要求1所述的引导磁场回路变化的发电机，其特征在于：所述的磁极、含铁芯线圈对称设置2组或4组或6组或8组；与之相对应，导磁体形状为“I”字形或“十”字形或“＊”字形或“米”字形；其顶端为凸弧面或平面；左右两个导磁体平行且相对分别为 90^○、45^○、30^○、22.5^○角。

5.根据权利要求1或3或4所述的引导磁场回路变化的发电机，其特征在于：所述的铁芯为“门”字形或“H”字形，两端有铁芯凸起，线圈集中环绕在中间；铁芯凸起的截面大小与导磁体截面大小相等或相近。

6.根据权利要求5所述的引导磁场回路变化的发电机，其特征在于：所述的铁芯凸起端为与导磁体配合的凹弧面或平面。

7.根据权利要求1或4所述的引导磁场回路变化的发电机，其特征在于：一端的磁极分为上下两个，两个磁极之间通过磁轭相连接；随着磁极的增加，磁轭的形状对应为“I”字形或“十”字形或“＊”字形或“米”字形或“○”字形。

8.根据权利要求7所述的引导磁场回路变化的发电机，其特征在于：所述的磁极为N、S间隔对称固定；磁轭中心设有轴孔，磁轭采用铁磁性材料制成。

9.根据权利要求1或4所述的引导磁场回路变化的发电机，其特征在于：所述的导磁体采用多层铁磁性材料叠加制成。

10.根据权利要求1所述的引导磁场回路变化的发电机，其特征在于：所述的一个转轴上设置三组共六个导磁体，三组的左边导磁体A1、A2、A3，相对交错120角度，三组的右边导磁体B1、B2、B3，相对交错120角度，同组左边导磁体A1和右边导磁体B1垂直，同组左边导磁体A2和右边导磁体B2垂直，同组左边导磁体A3和右边导磁体B3垂直；同时相应地设置线圈接头，从而形成三相同步发电机的结构。