专利名称：自体电流回输电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种在交变电磁场上感生电流与原电流同一方向且同步变化、其磁场作用替代了原电流作功的电流回输电路。
背景技术：
在交变电磁场上，感应电流在任何时间都和交变原电流方向都是相反的，故此现有技术不能做到应用一交流绕组来调控另一绕组的交流电流输出的大、小，只能采用有空气隙的电抗器，用螺杆来移动铁芯，改变电抗器的空气隙的距离，或用螺杆改变初、次级线圈距离，改变初、次级线圈的耦合程度来改变输出电流的大、小，这些方法因存在可移动部分受电磁力的影响、存在嘈音大及输出电流不稳定的缺点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种自体电流回输电路，以产生与电源电动势同一方向的累加、叠加效应，从而能提高产品的功率因数及效率、节省电能。
为实现上述目的本发明采用如下技术方案自体电流回输电路，包括电感性负载N、铁芯F，由自体电流回输绕组N1、电容C、双向二极管E串接成一闭合回路而形成自体电流回输电路。
本发明所述双向二极管E为两个二极管反向连接、两个可控硅反向连接、双向可控硅或电感。
本发明所述电感性负载N的绕组为电磁铁、电机或变压器初级。
本发明所述闭合电路里加入有开关及电容器。
本发明所述电感性负载的绕组为交流电抗器的电抗绕组。
本发明所述闭合回路加入电感性负载即光源或变压器。
本发明与现有技术相比，应用一绕组产生感应电动势一电容使感应电动势产生与感应电流方向相反的感生电流，一双向二极管(或一电感)推迟感生电流启动的时间(移相180°)，三者构成一闭合电路，在交变电磁场上感生电流与原电流同一方向且同步变化，其磁场作用替代了原电流作功，从而减少了输入电流。可广泛应用于电磁铁、电机、变压器产品上，介入逆变、变频、开关、电脑等已知技术，为人们提供一个可移动、可循环且环保的理想能源(如汽车电源)，大大提高了产品的功率因数及效率、节省电能。
图1(a)、(b)是本发明的感变电动势倍率释放法则电路及感应电流的方向判断试验的示意图。
图2(a)、(b)、(c)是本发明的感变电动势的叠加、累加、抵消效应示意图。
图3(a)、(b)是本发明的感变电动势倍率释放法则另一电路示意图。
图4(a)、(b)表示物体的运动也产生感生电流的示意图。
图4(c)、(d)表示运动的物体形成电与磁两极关系的平面抽象图。
图5(a)是应用自体电流回输电路的实施图。
图5(b)是在自体电流回输电路中，加入电感性负载L的实施图。
图5(c)是在自体电流回输电路中，加设电容C1及开关K的实施图。
图6(a)是测试自体电流回输电路对电磁转换过程的输入电流实验数据示意图。
图6(b)是测试自体电流回输电路产生回感效应对供电线路的关系实验示意图。。
图6(c)上是由三个匝数相同的绕组构成的电源变压器电路来测试变压器空载、负载时应用自体电流回输的实验数据示意图。
图7(a)、(b)、(c)是本发明的交流电抗器示意图。
图8是一台同体式弧焊变压器的例图。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。
如图1至图3所示，本发明在于应用一绕组N1产生感应电动势一电容C使感应电动势产生与感应电流方向相反的感生电流，一双向二极管E(或一电感)推迟感生电流启动的时间(移相180°)，三者构成一闭合电路，在交变电磁场上感生电流与原电流同一方向且同步变化，其磁场作用替代了原电流作功，从而减少了输入电流。感变电动势倍率释放法则，在图1(A)、(B)及附图3(A)、(B)上得到展示，在附图2(A)、(B)、(C)中也展示了感变电动势的叠加、累加、抵消效应；也涉及了基础物理学上没有提及的在电磁感应中，电—磁—电的转换过程、出现的回感效应1.甲线圈的感生电动势使乙线圈产生感生电流，从而乙线圈磁场产生的感应电动势在同一途径上回感于甲线圈。2.甲线圈的电流通过磁场使乙线圈产生感应电动势，乙线圈电流产生的磁力线在同一磁路上使甲线圈产生一个回感电动势。
感应电流与原电流是同一方向流动的，感应电流滞后原电流180°，其形成的磁场，促使交变原电流按正比率跟随其变化，进行电能的传递及转换。
现应用同一磁力线上的多个绕组其电流方向是相同的实验，作为对感应电流方向的判决实验附图1(a)上，S是一条形磁铁，Q是1.5V电池，K是电池开关，F是一条形叠片铁芯、N、N1、N2、N3是套在铁芯上的材料相同、匣数相等的四个线圈，A、A1、A2、A3是四线圈的同名端，B、B1、B2、B3是异名端；在四线圈两端分别并连用44L1型150/5A电流表表头改造成的简易检流计W、W1、W2、W3(线圈的同名端接检流计左接柱，异名端接检流计的右接柱)，从而形成四个闭合电路。用条形磁铁S任一极接触叠片铁芯F任一端、在接触瞬间简易检流计W、W1、W2、W3的指针都向同一方向摆动，摆动角度都一样(设为正摆动)后，指针回摆到中间起点停止；当把条形磁铁S拿开瞬间，简易检流计W、W1、W2、W3的指针都向反方向摆动，摆动角度与正摆动对称后指针回摆到起点停止。
在不改变套在叠片铁芯F线圈的位置及接线把叠片铁芯F折叠成一口形铁芯、简易检流计W、W1、W2、W3分别位于口形铁芯四边，如附图1(b)，可以看到套在叠片铁芯F磁路上平行两线圈N与N2与、N1与N3的同名端A与A2、A1与A3的方向是相反的。把1.5V电池Q串接电池开关K并连于任一线圈两端(设并连在附图1(b)线圈N3两端A3与B3上)，当把电池开关K闭合时，瞬间简易检流计W、W1、W2、W3的指针都向同一方向摆动(设为正摆动)，简易检流计W、W1、W2、指针的摆动角度都一样后回摆到起点停止；当把开关K打开时，瞬间简易检流计W、W1、W2、W3的指针都向反方向摆动，简易检流计W、W1、W2、的指针摆动角度与正摆动对称后指针回摆到起点停止。再用最快的速度把开关K一闭合就打开，简易检流计W、W1、W2、W3的指针同时同向正摆动，负摆动在指针回摆过程中开始，从而在检流计表面出现正、负摆动角度不对称、负摆动的角度小于正摆动。
通过以上的实验，检流计的指针摆动，展示了同一磁力线上的多个绕组其电流方向都是相同的物理性质。应用右手螺旋定则来复核附图1(b)上的实验准确性，假定电流从线圈N3的同名端A3端流入、异名端B3流出，知道电流的方向就知道磁力线的方向、磁力线沿条形叠片铁芯F上的箭头的方向穿过线圈N、N1、N2闭合，从而磁力线的方向决定了线圈N、N1、N2产生的感应电流的方向，其时间的关系从基础物理启示电压超前电流90°，感应电动势滞后电流90°，推导出感应电流滞后原电流180°，感应电流与原电流是同一方向的结论。物理实验是反映物理的真实现象，旧物理教科书上楞次对其感应电流的方向的实验陈述的误点1、当时人们对电的认识，认为电流的流动是从正到负。2、楞次把形成磁场的电流及磁场消失释放出的电流、抛开时间观念作为一个电流流动过程有二个方向来解释。
现代物理教科书上，对感应电流的方向表述，已经不是楞次本人陈述的楞次定律了，其引用法拉第的两个平行线圈的通电实验来解释感应电流的方向，法拉第对其实验观察时，弄错了同一磁路上两平行线圈的同名端的概念，见附图1(b)，从而得出了错误的结论。
电流方向第二定律电流从零开始，也从零终结，从始至终的过程、电流方向具同一性。磁力线从零开始，也从零闭合，从始至终的过程、感生的电动势，方向具同一性。
如图3(a)所示，N、N1、N2、N3、N4是5个用0.27漆包线同方向绕制高度9公分的方形空芯线圈，线圈N的匝数为400匝，线圈N1、N2、N3、N4匝数分别是线圈N的10倍，按东、南、西、北方位，贴身围绕线圈N放置。图3(b)是图3(a)的展开图，A、A1、A2、A3是四线圈的同名端，B、B1、B2、B3是异名端；检流计W1、W2、W3、W4分别与空芯线圈N1、N2、N3、N4并连，检流计的负端(左接柱)接线圈的同名端，为了更好观察及说明在线圈N的空芯放入硅钢片叠成的同等高度的铁芯F、线圈N的两端A、B点串接电池Q，开关K及变阻器R。
当把开关K闭合瞬间，磁力线从铁芯F的中点(零点)经铁芯F上端逸出(形成铁芯F的N极)再穿过线圈经铁芯F下端进入，从零闭合(形成铁芯F的S极)，在铁芯F上其轨迹方向具同一性，从而使处于不同方位线圈上的检流计W1、W2、W3、W4的指针向同一方向正摆动。当把开关K打开瞬间，磁力线从零的反方向经铁芯F下端退出(铁芯F的S极消失)穿过线圈从铁芯F上端进入，从零终结(铁芯F的N极消失)，在铁芯F上其轨迹方向具同一性，从而使处于不同方位线圈上的检流计W1、W2、W3、W4的指针同一方向负摆动。
把6V电池Q分别换成3V、9V的电池来测试，把开关K闭合或打开，线圈N产生磁通量的多少，只决定检流计指针的摆动幅度的大小，线圈N内磁通量从无到有及从有到无则决定检流计指针的摆动方向。
当把开关K闭合后，5个线圈内的磁通量从无到有，检流计的指针瞬间摆动的方向，展示为电流的方向(包括感应电流)。把线圈N旁任一线圈快速平行拉开、被拉开的线圈内磁通量从有到无，与其并连的检流计指针瞬间摆动的方向恰好与上述的方向相反。
当把开关K闭合后，磁力线从零开始也从零闭合的过程使检流计指针瞬间出现第一次摆动，改变变阻器的阻值大小时，随着线圈N的电动势改变(不是消失)、部份增加或减少的磁力线(从零闭合或从零终结)的方向，决定了检流计指针第二次摆动的方向，其摆幅角度均小于第一次摆动的角度(等量的磁力线闭合或终结，检流计指针产生的正、负摆动幅度是对等的)。证明了检流计指针第二次摆动不等于第一次摆动；电流强度的急促改变，导致自感电动势的形成(重组教科书上应用变阻器判断感应电流方向的实验结论新说)。从而现代教科书上应用法拉第的磁通量增加的慨念来解释感应电流的方向是不恰当的。
双拳螺旋定则(脸向掌心应用)大拇指平放于弯曲的四指上方，指向物体运动的方向，弯曲四指所指的方向，就是感应电流的方向。
如图4(a)、4(b)所示，F是从交流去磁器上拆下的凹形硅钢片叠片铁芯，N、N1是其原线圈、线圈上标有数字1730匝，F1是另用条形硅钢片叠成的条形铁芯；在线圈N、N1两端各并连检流计W、W1。当把铁芯F1向铁芯F合上时，就会看到检流计指针作瞬间摆动；把F1向上拿开时，检流计指针则向相反方向摆动。合上F1及拿开F1的速度越快，检流计的指针正、负摆动的幅度就越大。实验证明了物体的运动也产生感生电流。其机理为物体的物质分子中原子排列无章(无序状态)，物体的运动速度使物质分子中原子排列整齐且方向一致(有序状态)，从而使物体带有磁性、伴随物休的磁性出现，随即产生了感生电流。
在电路中，负电子的移动产生电流。在电容器充、放电中，正电荷的移动产生电流。人体心脏跳动促使血液的循环，产生生物电流。
最近报刊报道的加拿大科学家成功以自来水发电的实验，证明了水的流动也产生电流。
图4(C)、4(D)上的两大箭头构成的十字图表表示运动的物体形成电与磁两极关系的平面抽象图。磁力线从零逸出(表上垂直线)、电动势从零开始形成(表上水平线)，物体从静(零)开始到动(表上小箭头指的方向)三者始发轨迹方向具同一性，而磁力线垂直于电流，从而物体运动的方向决定了物体上感生电动势的正极方向，电流从负到正的自然规律则决定了物体上磁场两极的方向。应用双拳螺旋定则，从行星的自转及公转的方向关系，就可推导出其磁场的状态。
感变电动势倍率释放法则同一磁力线上，可感生多个感生电动势，任一感生电动势形成的回路，都可感应出多个感生电流。
翻开电磁学发展史，法拉第证明感生电流和一般电流在所有性质上都是相同的，因为不仅一般电流可以感应感生电流，而且感生电流本身也可感应出另一个感生电流。从图3(a)上可以推导出众多磁力线从线圈N的四面八方包围着线圈N从零闭合(及终结)，相邻的同一方向的磁力线产生的感生电动势相互间将依据图4(C)、4(D)的图表上的感生电动势的两极方向而正、负连接。感生电动势的累加效应，在线圈N的外围形成闭合回路，产生大大小小的环形感生电流，假设线圈N的体积很大，而能量很足，产生磁力线密度众多，在一定条件下，这感生电流将会以可见光的形式呈现(如行星的光环及极光)。而感生电流的本身也可感应出另一个感生电流。从而形成波的效应向外发送。可以说这就是感变电动势的倍率释放法则在无线传播中的具体表现。
附图2(a)、2(b)、2(c)的实验是附图1(a)实验的延续，是多个感生电动势顺方向上的串、并连及反向连接所产生的感生电流的多种效应的反映。
图2(a)上把线圈N、N1、N2并连(设电路内阻省略不计)只接一个检流计W形成回路，当把条形磁铁S接触叠片铁芯F时，检流计W1、W3指针摆动幅度基本一样，这说明了多个等量的感生电动势同方向叠加，因为感生电动势势能不变，其产生的感生电流的强度也不变(叠加效应)。
图2(b)上把线圈N、N1、N2串连只接一个检流计W形成回路，当把条形磁铁S接触叠片铁芯F时，检流计W的指针摆动幅度远大于检流计W3指针的摆幅。这说明了当多个感生电动势的能量累加时，其产生的感生电流的强度也跟着增加(累加效应)。
图2(c)上把线圈N、N1顺极向与线圈N2反极向串接，只接一个检流计W形成回路，当把条形磁铁S接触叠片铁芯F时，检流计W的指针摆动稍小于检流计W3指针的摆幅。这说明了当一部分的感生电动势方向接反了，必然抵消与其串接的同等量的感生电动势，余下一部分的感生电动势必然通过线圈N、N1、N2(内阻增加)及检流计W形成回路，产生感生电流(抵消效应)。
从图1(a)、图1(b)的实验上可以看到磁力线从零开始到从零闭合(及终结)过程，磁力线在磁路上穿过多个线圈，就可感生多个感生电流，感变电动势的累加效应使不同匝数的线圈感变出不同势能的感变电动势(变压)。再依据法拉第的理论“感生电流的本身也可感应出另一个感生电流”。从而在固定的磁路作用下，感应电流的线圈必然对原电流的线圈产生回感的作用。这就是感变电动势倍率释放法则在固定磁路上有线传递的具体表现。
在交变电磁场上，交流电一个周期内电流方向有两个变化，从而也感应出交变的电动势，产生交变的感应电流。依据感应电流的方向，交流电上半周的(原)电流所产生的感应电流恰好与下半周的(原)电流时间上同步而电流方向相反，而下半周的感应电流与下一周期的上半周的(原)电流时间上同步，而电流方向相反，感应电流所产生的磁场作用，抵减了同等量的磁阻抗的形成，扩大了原交变电流的增长。在固定的磁路上的多个线圈，在感变电动势倍率释放法则所形成的多个感应交变电动势，因为其时间及方向相同，在电流从负到正的自然法则下，产生的交变磁场效应只有一个，同一时间内与原交变磁场方向相反。本发明的焦点就在于使这感应交变电动势(或其中一线圈)产生与自然法则方向相反的感生电流，进行自体电流回输，其产生的交变磁场效应在时间上与原交变磁场同步且方向相同，增加磁路内的磁阻抗的形成，限制了原交变电流的增长。
依据物质的运动能产生电流的原理(见双拳螺旋定则)及电流方向第二定律，感变交变电动势在电容器的充、放电的作用下，使正向电子移动产生电流，该电流的方向，恰好与自然法则所产生的电流方向相反，而感应电动势的形成是先正后负，从而在容性电路上形成的电流超前电压90°与原交变电流在时间上不同步。
应用二极管当负电子到达PN结时正向电子才导通的特性(或应用电感推迟电流通过的原理)使正电子移动所产生的交变电流在时间上与交变原电流同步且方向相同，其产生的磁场效应替代了交变原电流作功。
附图5(a)是应用自体电流回输电路的实施图，N是电感性负载的绕组如电磁铁、电机、变压器初级，F是铁芯、N1是自体电流回输的绕组、数字0表示N1的中点，也是感应正、负电动势的零点(零电位点)，A、B点是N1的两端，C是电容，E是双向二极管(可用两个二极管反向连接、两个可控硅反向连接、双向可控硅或电感按需要来替代)。把绕组N1、电容C、双向二极管E串接成一闭合回路、形成自体电流回输电路。其实质是一个由电容限流的感应电流跟随电源电流同时、同向、同步变化的短路环。
其物理原理依据感应电流的方向，推导出绕组N1的感应电动势与绕组N的交变电动势同一时间、方向是相反的；依据双拳螺旋定则、正电子的移动产生的感生电流，与自然法则下负电子的移动产生的感生电流方向是相反的，电容器两端跟随交变电动势的方向变动进行充、放电，从而正电子移动产生的感生电流也依循电流方向第二定律从绕组N1的零点开始从A(B)点流出、从(B)A点流回零终结。从而绕组内的电流方向具同一性(A--O--B)；双向二极管E是利用负电子抵达二极管PN结时，正向电子才导通的特性(用带磁芯的电感代替时，应用电感推迟电流通过的特性)，使正向电子移动在绕组N1内产生的感生电流在时间上与绕组N内的交变电流同步且方向相同、从而其产生的磁场效应替代了绕组N内的电流作功，在感变电动势倍率释放法则的作用下，绕组N绕组内也产生了一个与输入电源。同时，同电位(正对正、负对负)，同步变化的回感电动势、其效果就是电容C通过磁场把电源前一周期的电能储存，再通过磁场把储存的电能以回感同一电位，同步变化的电动势方式，归还于后一周期的电源上、与电源电动势起了电动势的叠加效应、相当于在电源上并联了一台小型交流发电机。
图5(b)是在自体电流回输电路中，加入电感性负载L(变压器或放电效应的光源)，使回输电流不白白浪费的实施图。其物理依据为电容两端电压不能突变及电容限流的作用，在电感性负载L两端的电压也就是电容两端的电压，通过电感性负载L的电流也就是电容两端的电流，当电感性负载L为变压器的次级时，电流通过变压器初级，那么在变压器的次级可以得到一个由变压匝数比的交流电压输出。
图5(c)是在自体电流回输电路中，加设电容C1及开关K的实施图，利用开关的通断作用，瞬时改变回输电路的电容量，从而改变自体电流回输的电流。
用一个输入电压220V的旧型号CJ-10-40交流接触器拆开，把绕组拆掉，用原线径1/2截面积的漆包线在原线框上重绕与原匝数相同的两个绕组，其中一绕组有一抽头(140V电压点、测试电压与电容的关系)，再把接触器重行组装、进行测试电—磁能量转换过程(模拟电机、电磁铁)时就应用自体电流回输电路的实验。附图7(a)是实验图，图上N是接触器的输入绕组，F是接触器的铁芯，W、W1是500mA交流电流表，N1是接触器的电流回输绕组，C、C1是1.5μf无极向电容、E是双向二极管，K、K1是开关，数字0是140V电位点，虚线连接表示另一组别测试。
当把开关K闭合，接触器吸合运行，W表示接触器输入电流为120mA，计算输入功率为26.4瓦、把K1闭合，自体电流回输电路运行，当绕组N1两端电压为220V，电容C为1.5μf时，W1表示回输电流为60mA；当N1两端电压为140V、电容C为3μf时，W1表示回输电流为120mA，相对两组测试而W表同样都表示接触器输入电流为40mA、计算接触器输入功率为8.8瓦，这实验说明了自体电流回输电路所产生的磁场效应替代了原电流作功，从而使这交流接触器的运行节省了2/3的用电量。从而也联想到全国工厂应用数量众多的电磁铁类产品及电机，人们生活上应用的空调、冷柜、洗衣机、风扇、抽风机、鼓风机都装置自体电流回输电路，那么所节省的电度数将是一个天文数字。
图6(b)上虚线方框内是图6(a)的交流接触器，方框外是一台1∶1的电源隔离变压器，N是变压器的输入绕组，N1是变压器输出绕组，R是标称230V15瓦灯泡，W、W1是500mA电流表，K、K1、K2、K3是开关，把变压器N1绕组输出作为电源与接触器输入连接，测试自体电流回输电路对电源的影响及回感同一方向的电动势的效应，连接方法如图6(b)所示。
当把开关K闭合，W表示变压器的空载电流为200mA，折算功率为44瓦，再把开关K1闭合，接触器吸合运行，W表示变压器负载输入电流为295mA，折算输入功率为64.9瓦，接着又把开关K2闭合，自体电流回输电路投入运行，从而W表示变压器现时的输入电流为220mA，折算输入功率为48.4瓦，最后把K3闭合，灯泡发亮。串在灯泡回路的W1表示灯泡所耗的电流为60mA，折算功率为13.2瓦，而W表示因灯泡的加入，变压器现时输入电流245mA，折算功率为53.9瓦，灯泡只耗用电源25mA电流，折算功率5.5瓦，而35mA电流产生的功率7.5瓦则由交流接触器产生的回感同一方向电动势并联于电源的交流发电机效应提供。如果自体电流回输电路能广泛应用于电机、电磁铁、变压器上，其产生回感作用的并联于电源两端的小型交流发电机效应，将为供电线路增加的电度又是一个天文数字。
图6(c)上是由三个匝数相同的绕组构成的电源变压器，图上F为变压器铁芯，N为输入绕组，两端串有交流电流表W，开关K与电源连接，N1绕组串交流电流表W1开关K1，双向二极管E、电容C构成自体电流回输电路；N2是电源输出绕组通过开关K2、交流电流表W3接一台单相列相式电机P。
当把开关K闭合，变压器空载运行，W表示变压器的空载输入电流为250mA，再把K1闭合，自体电流回输电路运行，当C为1.5μf时，W1表示回输电流为120mA，而W表示输入电流为160mA；当C为3μf时，W1表示回输电流为200mA，而W表示输入电流为120mA，当C为3.5μf时，W1表示回输电流为220mA，W表示输入电流为105mA；当C为4μf时，W1表示回输电流为250mA，W表示输入电流仍然是105mA。说明了这台变压器因为装置了自体电流回输电路，本身功率损耗从55瓦降为23瓦，从而节省了1/2以上的电耗。因此联想到全国大大小小日夜运行的电力变压器装上自体电流回输电路，那么节省的电度也都会是一个天文数字。现继续实验，把K及K1打开，把K2闭合；把K闭合时，电动机P运行，W表示变压器负载电流为2.4A，W2表示电动机运行电流为2.2A；加大回输电路C的电容量把K1闭合，当W1表示回输电流为1.35A时，W表示输入电流为500mA(钳表测量)；当W1表示回输电流为1.65A时，W表示输入电流为390mA(钳表测量)；当W1表示回输电流为2.2A时，W表示输入电流为220mA(钳表测量)；当W1表示回输电流大于2.4A时，W表示输入电流为105mA(钳表测量)；折算这台变压器负载输入功率为23瓦，电动机耗用的功率为484瓦，应用功率大于输入功率的的21倍。假如依图5(b)在回输电路中再加进一台变压器让回输电流通过变压器的初级，那么回输电流，不单通过磁场把电源上周期的电能508瓦能量以回感电动势方式归还于下一周期的电源上，更在电路内的变压器次级输出不低于450瓦功率的电能，显示了电能感变的威力。
在上述实验中，其物理性质N产生的磁力线在感变电动势倍率释放法则下，在N1、N2上感应出同一方向、同一势能的感生电动势，N1的感生电动势，在依据三个电流方向原理而组建的电路里，产生与N同时、同向、同步变化的感性电流，其形成的磁力线与N的磁力线方向相同，起了替代N磁力线作功的作用，而N2的负载为电感性负载，其电流与N1的电流性质一样而方向相反，电流变化在时间上同步，从而N1与N2的电流产生的磁力线方向相反起了相互抵消的作用，当N1的电流大于N2的电流时，在磁路内就不存在N2的反向磁力线影响下一周期的电源电流在N内的变化。
在交变电磁场上，感应电流在任何时间都和交变原电流方向都是相反的，故此现有理论及现有技术不能做到应用一交流绕组来调控另一绕组的交流电流输出的大、小，只能采用有空气隙的电抗器，用螺杆来移动铁芯，改变电抗器的空气隙的距离，或用螺杆改变初、次级线圈距离，改变初、次级线圈的耦合程度来改变输出电流的大、小。这些方法因存在可动部分及受电磁力的影响、存在嘈音大及输出电流不稳定的缺点。
图7(a)图上是一个交流电抗器，F是闭合磁路的铁芯，N是电抗绕组L，N1是电流回输绕组(匝数是N的10倍以上)、K是转换开关，C是电容，E是双向可控硅。
交变电流通过线圈N时，在线圈N1产生感应交变电动势，开关K在1点接通，线圈N1产生的感应电流的方向与线圈N的交变电流方向相反，从而相反方向的磁力线相互抵消，导致通过线圈N的电流因电抗减少而电流增大；改变双向可控硅E的导通角来改变线圈N1的短路电压，就可调控通过线圈N的电流增大的幅度。当转换开关K转换在2点接通，那么在电路内增加了电容器，线圈N1产生感生电流的方向与线圈N的交变电流方向相同，增多同一方向的磁力线的作用使电抗增大，促使通过线圈N的电流减少；改变E的导通角来改变线圈N1的短路电压，就可调控通过线圈N的交变电流减少的幅度。
图7(b)上图是应用二个通电线圈产生磁场作用的交流电抗器图上F是闭合磁路的铁芯，N是粗导线。匝数少的绕组，也是电抗绕组L，线圈N1是细导线，匝数多的绕组，线圈N1一端接连动开关1、3触点，另一端串双向可控硅E及电容C接连动开关2、4触点，通过连动开关K、K1与电源连接。
当电源从开关K、K1在N1两端1、4触点输入时，假设N1的电流方向与通过N的电流方向相同，将形成同一方向的磁力线增加，导致电抗值的增大，空载时，在电压超前电流90°，感应电动势滞后90°的物理性质下，N1产生的感应交变电动势与通过N的交变电动势起到同一方向电动势的累加效应；在C限流及E限压的作用下，N1的电压越高，感应电动势跟着升高，产生的电流越大、电抗值也跟着增加。从而形成N的高电压供小电流输出效应；扳动开关K、K1使电源从N1的2、3触点输入，改变电源输入N1的方向，从而N1的电流方向与通过N的电流方向相反，相反方向的磁力线抵消作用促使电抗值的减少；N1产生的感应交变电动势与通过N的交变电动势起了相反方向电动势的抵减作用，形成N的低电压供大电流输出效应。扳动连动开关K1进行输出电流的粗调整，旋转电位器改变双向可控硅的导通角、就可进行输出电流的细调整。
附图7(c)上F是闭合磁路的电抗器铁芯，N是匝数少，线径粗的电抗绕组(L)，N1是匝数多线径细的电流回输绕组(也是磁放大绕组)，与电容器C、双向二极管组成一闭合电路，N2是安全电压电流输入绕组、N2一端接连动开关1、3触点，另一端串双向可控硅E1接2、4触点，安全电压电源通过开关K、K1在N2两端1、4触点输入时、无论N2的电流输入方向怎样变动，N1的感应电动势在电容C及双向二极管的作用下、N1的感生电流的方向任何时刻都跟随N2的电流方向，同一方向、同步变化、在N1与N2的匝数比率下，匝数多的N1就起了磁放大的作用，匝数比率越高，磁放大的作用越强；假设N1的电流方向与通过N的电流方向相同，那么同一方向的磁力线增加，将使电抗值的增加、促使通过N的电流减少；扳动连动开关K、K1使低电压电源从N2的2、3触点输入、改变电源输入N2的方向，从而N1的感生电流的方向也跟随N2的电流方向改变与通过N的电流方向相反，相反方向的磁力线的抵减作用使电抗值减少，将使通过N的电流增大。扳动连动开关K、K1可进行输出电流的粗调整，旋动电位器改变双向可控硅的导通角、调整输入N2的电压就可进行输出电流的细调整。(为使电路更简单，E1可使用二个可控硅反向连接替代、两可控硅控制极串一电位器连通，形成无触发电路的可控硅交流调压)。
应用新的理论组建的如上述附图7(a)、(b)、(c)的交流电抗器，因采用无空气隙的铁芯消除了电磁力所产生的震动、保证了输出电流的稳定，又做到了输出电流宽广的无级调整，从而成为唯一的应用交流电流来调控输出电流、且具有无嘈音、无级、可调优势的交流电抗器。其更重要的意义是阐明了电流与磁场的方向关系、及所产生的效应、将导致基础物理、电磁感应理论中，自感、互感现象的有关电动势的方向、电流的方向理论的修正。因为自感电动势(滞后电流90°)与原电动势方向相反的话，形成不了电动势的累加效应，不能产生磁场作用来阻碍电流的变化，就没有自感现象的出现；相邻两线圈出现磁排斥力的作用，必然是通过两线圈的电流方向相反；相邻两线圈出现磁吸引力的作用，必然是通过两线圈的电流方向相同。
附图8是一台同体式弧焊变压器的例图，它的结构特点是将分体式弧焊变压器中的交流电抗器叠加在变压器上构成一个整体，变压器和电抗器共用一个磁轭。图上F是由电抗器、变压器铁芯合成一整体铁芯，N是比常规匝数少的变压器初级绕组，N1是电流回输绕组与电容C、双向二极管E形成的一闭合电路、旁列电容C1和继电器G、N2是电流输出绕组(变压器次级)、N3是电抗器的电抗绕组，N4是电抗器的调控输出电流的绕组与电容C2、双向可控硅E1形成一闭合电路。
其原理当电源输入N时，因N匝数比常规少(内阻减少)，从而扩大了变压器的容量、其空载输入电流也必然超出规范要求，而N1的感应电动势在C、E作用下产生的感生电流与N的电流方向相同。其磁场作用，替代N作功并限制N的电流增长，从而N的空载输入电流低于规范要求；N1与N2的感应电动势方向相同，而电流方向相反，当N2负载时产生电流导致继电器作用使电容C1并入N1的电路内，增大了N1的回输电流，N1产生的磁力线与N2的磁力线方向相反，部分抵减了N2的磁力线对N起的作用后才影响到N的负载输入电流；N2与N3的连接采用反向连接、在电抗器与变压器的公共磁轭上N2产生的磁力线与N3产生的磁力线方向相反从而保证公共磁轭不出现过饱和现象；当N2通过N3负载时，在N3产生电抗压降使N4产生感应电动势，在C2和E1的作用下，产生的感生电流与通过N3的电流方向相同，改变E1的导通角就可调整输出电流的从大到小变化(同一方向的磁力线增加)。
电抗器上的磁力线一小部分通过变压器两侧闭合，与N的磁力线同一方向起了促使变压器初级电流降低，提高了变压器的效率。
在感变电动势倍率释放法则下，N1、N2两个同方向的感应电动势，产生不同方向的电流、方向相反的磁力线相互抵消作用，使N的输入电流减少达到了输出功率近似或大于输入功率的现象，从而诞生了具有简单、省材、省电的新一代弧焊电源；如在输出端接上整流元件再进行直流输出，依据以上原理也可组建在交流级调控直流输出电流的大、小的电解、电镀电源。
权利要求
1.一种自体电流回输电路，包括电感性负载(N)、铁芯(F)，其特征在于由自体电流回输绕组(N1)、电容(C)、双向二极管(E)串接成一闭合回路而形成自体电流回输电路。
2.根据权利要求1所述的自体电流回输电路，其特征在于所述双向二极管(E)为两个二极管反向连接、两个可控硅反向连接、双向可控硅或电感。
3.根据权利要求1所述的自体电流回输电路，其特征在于所述电感性负载(N)的绕组为电磁铁、电机或变压器初级。
4.根据权利要求1所述的自体电流回输电路，其特征在于所述闭合电路里加入有开关及电容器。
5.根据权利要求1所述的自体电流回输电路，其特征在于所述电感性负载(N)的绕组为交流电抗器的电抗绕组(L)。
6.根据权利要求1所述的自体电流回输电路，其特征在于所述闭合回路加入电感性负载。
全文摘要
本发明涉及一种在交变电磁场上感生电流与原电流同一方向且同步变化、其磁场作用替代了原电流作功的电流回输电路。本发明包括电感性负载、铁芯，由自体电流回输绕组、电容、双向二极管串接成一闭合回路而形成自体电流回输电路。本发明应用一绕组产生感应电动势一电容使感应电动势产生与感应电流方向相反的感生电流，一双向二极管推迟感生电流启动的时间，三者构成一闭合电路，在交变电磁场上感生电流与原电流同一方向且同步变化，其磁场作用替代了原电流作功，从而减少了输入电流，可广泛应用于电磁铁、电机、变压器产品上，介入逆变、变频、开关、电脑等领域，为人们提供一个可移动、可循环且环保的理想能源，大大提高了产品的功率因数及效率，节省电能。
文档编号H02K5/00GK1595768SQ20041002787
公开日2005年3月16日 申请日期2004年7月5日 优先权日2004年7月5日
发明者陈章泰 申请人:陈章泰