專利名稱：穩(wěn)恒電流發(fā)電機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是電力技術(shù)中用來產(chǎn)生穩(wěn)恒電流的技術(shù)。
在現(xiàn)實生活中，使用的大多是交流發(fā)電機，直流發(fā)電機發(fā)出的也只是脈動直流電，得不到穩(wěn)恒的電流。在交流輸電中由于電感和電容的存在，使海底電纜和地下電纜輸電在50千米以外就難以實現(xiàn)。電感不僅抵消一部分電壓，還會降低電流的功率因數(shù)，使很大一部分電流不能對外做功。非同步的交流發(fā)電機發(fā)出的電流在一條線路中不能疊加，限制了全國性的電力網(wǎng)的建立。同時，不能直接應(yīng)用交流電的用電器，如直流電動機、電磁起重機等的供電，以及在化學(xué)工業(yè)中的電解、電鍍等方面，都必須對交流電進(jìn)行整流、濾波后才能應(yīng)用，從而影響了用電器的工作能力和化學(xué)工業(yè)的生產(chǎn)能力。現(xiàn)代電力事業(yè)的發(fā)展要求用高壓穩(wěn)恒電流輸電。直流發(fā)電機發(fā)出的電流電壓太低，不適于遠(yuǎn)距離輸送。目前采用的方法是制造換流設(shè)備，使交流電和穩(wěn)恒電流相互轉(zhuǎn)化。但換流設(shè)備制造困難，造價高，極不經(jīng)濟，輸送電壓和功率都很有限，而且現(xiàn)在還處于工業(yè)試驗階段。
本發(fā)明則解決了高壓穩(wěn)恒電流的產(chǎn)生這一問題。高壓穩(wěn)恒電流輸電使電感和電容的作用完全消失，使電阻的作用盡可能減小。穩(wěn)恒電流不但能夠互相疊加成強電流或高電壓而不產(chǎn)生抵消現(xiàn)象，而且能夠跟交流電疊加輸送而互不影響，從而使全國性的電力網(wǎng)的建立成為可能，也便于提高化學(xué)工業(yè)的生產(chǎn)能力。穩(wěn)恒電流輸電用兩根導(dǎo)線，能夠節(jié)約電線用費30%以上。
普通的交流發(fā)電機利用穩(wěn)恒的磁場來產(chǎn)生出交變的電流。本發(fā)明則采用按正弦規(guī)律變化的交變磁場發(fā)出只有大小變化而方向不變的電流，然后讓兩相位相差π的電流相疊加，以得到穩(wěn)恒的電流。
本發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)由附圖
給出。附圖為本發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)和原理示意圖。
下面說明本發(fā)明的結(jié)構(gòu)和工作原理。
本發(fā)明由產(chǎn)生正弦交流電的線圈(2)(11)(以下稱“交流線圈”)、永磁鐵(1)(3)(10)(12)、產(chǎn)生交變磁場的線圈(4)(6)(7)(9)(以下稱“磁場線圈”)產(chǎn)生穩(wěn)恒電流的線圈(5)(8)(以下稱“恒流線圈”)和穩(wěn)恒電流輸出導(dǎo)線(13)組成。其中(1)(2)(3)(4)(5)(6)部分與(7)(8)(9)(10)(11)(12)部分的構(gòu)造原理和工作參數(shù)完全相同，只是在旋轉(zhuǎn)方向上落后90°。
永磁鐵和恒流線圈為定子，磁場線圈和交流線圈為轉(zhuǎn)子。
本發(fā)明(1)(2)(3)(4)(5)(6)部分的工作情況如下由于交流線圈在磁場中轉(zhuǎn)動而產(chǎn)生正弦交流電。假若磁感應(yīng)強度為B，線圈面積為S，線圈轉(zhuǎn)動的角速度為ω，從中性面算起，經(jīng)過的時間為t，最大電動勢為εm，線圈電阻為R，則得到的電流為i = (εmSinωt)/(R) = (BS2ωsimωt)/(R)此電流通入磁場線圈，則可產(chǎn)生正弦交變的磁場B′。因為磁感應(yīng)強度與電流的大小成正比，所以B′= K (BS2ωsinωt)/(R) (k為引入恒量)正弦交變磁場的轉(zhuǎn)動，又會在恒流線圈中產(chǎn)生電流i′i′= (B″S5ωsinωt)/(R′) ，將B″= (KBS2ωsinωt)/(R) 代入得，i′= k (BS2S5ω2sin2ωt)/(RR″) ＝k′BS2S5ω2sin2ωt(k′＝ (k)/(RR′) )同理，由(7)(8)(9)(10)(11)(12)組成的另一部分產(chǎn)生的電流為i″i″＝k′BS11S8ω2sin2(ωt- (π)/2 )＝k′BS2S5ω2cos2ωt i′與i″疊加的結(jié)果為I＝i′+i″＝k′BS2S5ω2(sin2-ωt+cos2ωt)＝k′BS2S5ω2所以，本發(fā)明發(fā)出的電流為穩(wěn)恒電流。
本發(fā)明在兩交流線圈中產(chǎn)生的正弦交流電的相位差為 (π)/2 ，而在恒流線圈中疊加的兩電流的波形發(fā)生了變化，相位差為π。
本發(fā)明與直流發(fā)電機比較，由于沒有利用電刷和滑環(huán)，故能發(fā)出較高電壓的電流，與交流發(fā)電機比較，能發(fā)出穩(wěn)恒電流。本發(fā)明理論上可以發(fā)出高達(dá)幾萬伏到幾十萬伏的電壓，可直接用于高壓穩(wěn)恒電流的輸送。
本發(fā)明主要用于穩(wěn)恒電流發(fā)電機的制造。根據(jù)本發(fā)明制造的發(fā)電機可發(fā)出穩(wěn)恒的電流，可用于日常用電器及化學(xué)工業(yè)中的電解、電鍍等各方面。在只有交流供電而又需要穩(wěn)恒電流的地區(qū)，可用交流電動機帶動穩(wěn)恒電流發(fā)電機，使之成為交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟姷脑O(shè)備。
在發(fā)電機的實際制造中，由于導(dǎo)線和線圈電感的影響，會使交流電的相位發(fā)生變化，這就需要將磁場線圈在旋轉(zhuǎn)方向上超前或落后交流線圈 (π)/2 ，使磁場線圈中電流最強時(即磁場最強時)磁場的方向恰好垂直于恒流線圈平面。附圖即已考慮電感影響的情況。
為減小發(fā)電機的體積，兩相同部分可共用一個磁場，而使交流線圈相互垂直、磁場線圈互相垂直。恒流線圈則合用一個。
權(quán)利要求
1.本發(fā)明用于產(chǎn)生穩(wěn)恒電流的磁場為正弦交變磁場。
2.本發(fā)明恒流線圈中疊加的為兩相位相差π且只有大小變化方向不變的電流。
3.本發(fā)明交流線圈中產(chǎn)生的是兩相位相差 (π)/2 的正弦交流電。
全文摘要
本發(fā)明穩(wěn)恒電流發(fā)電機，采用按正弦規(guī)律變化的交變磁場產(chǎn)生只有大小變化而方向不變的電流，使兩相位相差π的這種電流疊加而產(chǎn)生穩(wěn)恒電流。本發(fā)明可以發(fā)出高壓穩(wěn)恒電流用以輸電或用于化學(xué)工業(yè)中的電解、電鍍等，也可用作日常直流發(fā)電機或蓄電池充電等。
文檔編號H02K16/00GK1056963SQ9010382
公開日1991年12月11日 申請日期1990年5月26日 優(yōu)先權(quán)日1990年5月26日
發(fā)明者丁錫剛 申請人:丁錫剛