专利名称：对称并联感应线圈应用于电磁器机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种对称并联感应线圈应用于电磁器机。
背景技术：
电磁器机的发展经长期的研究改进，直到今日已经定型，其效率几乎无改进的余 地。这是因为研究的重点大都放置于磁路设计，构造，体积，与散热等。本发明的研究目标 针对于电路设计的改进，结果就是本发明的创新的绕线方法。然而，目前需要降低在电感器或是变电器的磁化电流，增加变电器的转换效率，减 少马达或是发电机的电能散失与体积，以符合未来的绿色环保的用电环境。
发明内容
鉴于上述的背景技术中，为了符合产业利益的需求以及达到上述的目的，本发明 提供一种对称并联感应线圈应用于电磁器机，降低在电感器或是变电器的磁化电流，增加 变电器的转换效率，减少马达或是发电机的电能散失与体积，以符合未来的绿色环保的用 电环境。本发明提出一种电磁线圈，主要是由数个线圈对称并联组合而成。本发明亦提出 一种对称并联感应线圈，其包含一磁心，以及一对或是一对以上的线圈以对称且并联方式 从前述的磁心中心向两端缠绕。本发明同时提出一种绕线机，包含两个手臂，将一对或是一 对以上的线圈以对称且并联方式从一磁心中心向两端缠绕。由于使用两个手臂进行绕线， 线圈的制造时间可以节省一半。本发明的对称并联感应线圈可应用在电感器，变电器，马达(电动机)，或是发电 机。对称并联感应线圈可应用于一般电磁器机的设计，其特色在于电磁因素(parameter) 的拘束(constraints)减少，供设计者更大的自由度(freedom in design)。Α.[绕线法的描述]请参阅图1，电感器包含磁心11 (U型电磁铁)，一对线圈12和13，环绕磁心11的 基柱。其中线圈12和13互相对称，且匝数相同。两线圈12和13的线端14和16，以及线 端15和17各自连结，而电源就接到线端16和17来磁化此铁心。B.[理论基础]依照上述的安排，两线圈12和13在电路上是并联的，所以同等线电阻变成各线圈 电阻的一半，若与标准线圈的电阻比较则只有四分的一。这个现象供给线圈设计者很大的 自由度可以选用较细的铜线以增加线圈匝数，磁化电感得以增加以致磁化电流减少，铜线 电阻损耗也减少。电力转换效率也得以增加，电感器的体积也可减少。C.[对称并联绕线机]此绕线机有以下的特征1.两线自两线圈的中心点向外缠绕；2.缠绕至外线时开始转回，向中心缠绕；
3.在中心处应有一凸出界限隔离两线圈；4.绕至中点后再向外缠绕；5.继续往返直到匝数达到设计目标。以上述的绕线方式形成的对称并联线圈可以应用在电感器，变电器，马达(电动 机)，或是发电机。其优点在于可以降低磁化电流，减少电阻损耗，增加转换效率，减少机件 体积，减少温度上升等。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。图1是本发明的对称并联感应器的结构示意图；图2是本发明的对称并联感应器的立体结构示意图；图3是本发明的对称并联感应电动机的结构示意图；图4是传统变电器的结构示意图；图5是本发明的对称并联变电器的结构示意图；图6是本发明的对称并联变电器的立体结构示意图。图中标号说明10对称并联感应线圈
11磁心
12线圈
13线圈
14线端
15线端
16线端
17线端
18传统变电器
19线轴
20铁心
21初级线圈
22次级线圈
23线端
24线端
25线端
26线端
27对称并联变电器
28初级线圈
29初级线圈
30初级线圈
31次级线圈
32次级线圈
33次级线圈
34线端
35线端
36线端
37线端
38线端
39线端
40线端
41线端
42线轴
43对称并联感应电动机或对称并联感应发电机
44旋转轴
45铁心
具体实施例方式本发明在此所探讨的是一种新式的对称并联感应线圈。为了能彻底地了解本发 明，将在下列的描述中提出详尽的步骤及其组成。显然地，本发明的施行并未限定于机械工 程的技艺者所熟悉的特殊细节。另一方面，众所周知的组成或步骤并未描述于细节中，以避 免造成本发明不必要的限制。本发明的说明实例会详细描述如下，然而除了这些详细描述 的外，本发明还可以广泛地施行在其它的实施例中，且本发明的范围不受限定，其以之后的 专利范围为准。从上述绕线法，理论基础，以及绕线机的描述，发明人提出以下实例。一 .对称并联感应器请参阅图1与图2，此对称并联电感器10由磁心11(U型电磁铁，或其它电磁材 料)，以及一对线圈12及13所构成。线圈12及13是互相对称并联，其匝数相同，大小相 同。两线圈12及13的端点14和16相接，端点15和17相接，电源就接到线端16和17来 磁化铁心11。因为此两线圈12及13对称且并联，其综合电阻值是各线圈电阻值的一半，与传统 式电感器线圈电阻比较，则只有四分之一。因此对一指定的电感量，对称并联电感应器10 可以使用较细的铜线缠绕线圈，其结果是电感应器10体积减少。如需要较大的电感量，线 圈匝数可以增加，而体积可以保持不变。电感器10广泛的应用于电波过滤器，日光灯的稳定器(安定器)等。对称并联电 感器对将来的电器体积的缩小(miniaturization)会有很大的贡献。二 .对称并联变电器(变压器)1.传统变电器(标准变电器)请参阅图4，这是一个传统式的变电器18，其构成包括线轴19，可磁化的铁心20， 绕此铁心20有初级线圈21，和次级线圈22。通常初级线圈21缠绕铁心20，有数层的线； 而次级线圈22则缠绕初级线圈21的上面。初级线圈21的线端23和M接连输入电源，而 次级线圈22则接到负载供应电力。初级线圈21和次级线圈22的匝数比就决定输入输出电压比。2.对称并联变压器参阅图5与图6，与上述传统变电器相似的构造，对称并联变电器27，其初级线圈 28由一对对称并联的初级线圈四和30缠绕铁心20，而次级线圈31则由一对对称并联的 次级线圈32和33缠绕铁心20。初级和次级线圈中间有绝缘体隔离(图中未示)。电源连 接在线端36和37进入初级线圈28，输出负载则由次级线圈31的线端40和41送出。三.对称并联感应马达(电动机)请参阅图3，对称感应电动机43有一旋转轴44，由电磁铁来推动。这电磁铁包括 铁心45以及对称并联线圈12和13。这和传统式的感应电动机唯一的不同处是线圈的缠绕 方式。这对称并联感应电动机的推动力，比传统的感应电动机更大，加速也快，效率也
尚ο四.对称并联感应发电机请继续参阅图3，对称感应发电机43有一旋转轴44，由电磁铁来推动。这电磁铁 包括铁心45以及对称并联线圈12和13。这和传统式的对称并联感应发电机唯一的不同处 是线圈的缠绕方式。当旋转轴44转动后，会从对称并联线圈12和13的线端17提供电力。这对称并联感应发电机的发电效率，比传统的感应发电机更大，加速也快，效率也
尚ο根据上述的说明，以下提供三个实际例子以阐释本发明的杰出的功效。[例一]3伏特降压器请同时参阅表一的数据。一个3伏特的标准降压器的初级线圈，内有电阻125欧 姆，次级线圈电阻是0. 2欧姆，若照这些电阻值的规格，对称并联变电器可以设计如下(a)选定较细的磁电线(magnetic wire)，其单位电阻约为标准变压器初级线圈磁 电线的4倍；(b)按照对称并联绕线法缠绕的两个对称的初级线圈，各具电阻250欧姆；(c)选定较细的磁电线，如(a)所述，缠绕两个对称的次级线圈各具有0. 4欧姆的 电阻值。如此构成的对称并联变压器其输出电压约为5. 8伏特，远超过所需电压。在此，如 果酌量减少次级线圈的匝数，就可得到所要的电压。显然，在这情形下，对称并联变压器的 线圈体积更进一步减少。电路耗损也随的减少，电力效率增加。本[例一]实际设计如下(1)初级线圈采用40号磁电线；(2)次级线圈采用22号磁电线；(3)内电阻各为250欧姆；(4)次级对称并联线圈各有65匝，分5层，每层13匝。内电阻各为0.4欧姆。[例二] 120—3伏特标准降压器和对称并联降压器比较请同时参阅表一与表二， 初步变压器测试表的数据(1)在相同的负载下，(3-6伏电灯泡)，标准变压器的输入电流是0. 19安培，对称 并联变压器的是0. 069安培，效率各为6. 4%和观.7% (看表二 a)，结果器体的温度各为约华氏145度和华氏109度(见表一 c)(2)标准变压器的无载电力损耗是5. 7瓦特时，而对称并联变压器的则只有1. 13 瓦特(见表二 a)(3)标准变压器的初级电感只有1. 5亨利，对称并联变压器的初级电感则有5. 17 亨利(见表二 b)。(4)对称并联变压器以一般的电力效率都远超过标准的变压器的效率(见表二 a)[例三]120-12伏特四角D变压器和对称并联变压器的比较请同时参阅表三的数 据(1)对称并联变压器的磁化电流18. 8mA,四角D的是150mA。(2)对称并联变压器的无载初级功率是994mW，四角D的是4. 55W。(3)对称并联变压器的效率是88-85%，四角D的是77-85%。从上面三个实例，可判定对称并联变电机具有优越电力效率，器体体积可以减小， 散热设备可以缩小。这对输电工业有潜在的应用价值。以下提供的三组图表，是与上述的[例一]到[例三]对应。在表一到表三中各 数据的量测，是由Voltechtm所进行。表一 a功率测试比较表
权利要求
1.一种二线对称并联感应线圈，其特征在于，包括 一磁心；一第一线圈与一第二线圈以对称且并联方式从该磁心中心向两端缠绕，再绕回中心， 对称来回缠绕且并联构成对称并联线圈，该二线对称并联感应线圈可应用于一般电磁器机的设计，其特色在于电磁因素的拘束 减少，供设计者更大的自由度，所形成的电磁器机将有下列的优点电力效率增加，器机本体电阻损耗减少，器机温度上升减少，散热设备可以缩小，器机 的体积减小。
2.一种电磁线圈，其特征在于，是由数个线圈以对称并联方式组合而成。
3.一种对称并联感应线圈，其特征在于，包括 一磁心；一对或是一对以上的线圈以对称且并联方式缠绕该磁心。
4.一种绕线机，其特征在于，包括两个手臂与控制同步对称绕线系统，将一对或是一对以上的线圈以对称且并联方式从 一磁心中心向两端对称缠绕，再绕回中心。
5.根据权利要求1所述的对称并联感应线圈，其特征在于上述的磁心为一U型电磁 铁，或其它形状。
6.根据权利要求1所述的对称并联感应线圈，其特征在于上述的第一线圈与该第二 线圈缠绕方式为互相对称。
7.—种对称并联电感器，其特征在于，包括 一对称并联感应线圈，包含一磁心；一对或是一对以上的线圈以对称且并联方式从该磁心中心向两端缠绕； 一电源连接到该对称并联感应线圈以磁化该磁心。
8.—种对称并联变电器，其特征在于，包括 一磁心；一第一对线圈以对称且并联方式从该磁心中心向两端缠绕；以及 一第二对线圈以对称且并联方式从该磁心中心向两端缠绕，该第一对线圈与该第二对 线圈电性隔离。
9.一种对称并联感应发电机，其特征在于，包括一旋转轴；一对称并联感应线圈，包含 一磁心；一对或是一对以上的线圈以对称且并联方式从该磁心中心向两端缠绕， 其中该磁心与该旋转轴偶合，当该旋转轴转动时会对该磁心产生随时变电场。
10.一种对称并联电动机，其特征在于，包括一旋转轴；一对称并联感应线圈，包含一磁心；一对或是一对以上的线圈以对称且并联方式从该磁心中心向两端缠绕， 其中该磁心与该旋转轴偶合，当一交流电源电源从该对称并联感应线圈输入后，该旋 转轴会转动。
全文摘要
一种对称并联感应线圈应用于电磁器机，本发明线圈缠绕法乃是自中心点用二线对称缠绕磁心构成两个对称的线圈，然后并联构成一个对称并联线圈。此线圈可应用于电感器，变电器(变压器)，电动机(马达)，或是发电机。其优点包含减少磁化电流，减少电阻损耗，增加效率，甚至减少机件体积，减少温度上升等。
文档编号H01F27/28GK102063999SQ20091021089
公开日2011年5月18日 申请日期2009年11月13日 优先权日2009年11月13日
发明者麦克·柏威尔思路尔斯 申请人:莱瑞尔世界高科技公司