专利名称：用铁磁性材料和顺磁性材料制造发电机和电动机的方法
技术领域：
本发明涉及发电机和电动机，具体涉及用铁磁性材料和顺磁性材料制造发电机和 电动机的方法。
背景技术：
现有全世界范围内使用的一般电机的工作是由于定子与转子磁场的相互作用，特 别是磁场与不停改变其磁极方向的旋转磁场的作用结果；但是，现有的各种型号的发电机 和电动机的转子和定子的线圈和嵌条均用铜质材或铝质材料制作，而铜质材料为逆磁性材 料，铝质材料为磁化率很小的顺磁性材料，其铜的磁化率为Xm = -4.9X10—6，铝的磁化率 为Xm = +21. 4X10—6。用现有铜质、铝质材料线圈制作的各种电机(发电机和电动机)均 存在效率低，制造成本高，制造的电磁铁耗能高的缺陷。
发明内容
本发明的目的是提供一种电机的效率高，制造成本低，电磁铁耗能低的用铁磁性 材料和顺磁性材料制造发电机和电动机的方法。为了克服现有技术的不足，本发明的技术方案是这样解决的用铁磁性材料和顺 磁性材料制造发电机和电动机的方法，按下述步骤进行1)、在机壳内腔中固定至少连接一个电磁铁芯或永久磁铁芯骨架作为定子；2)、在电磁铁芯或永久磁铁芯骨架中心至少安装有一个或一组永久磁铁或电磁铁 作为转子；3)、在电磁铁芯或永久磁铁芯骨架上缠绕用铁磁性材料和顺磁性材料制成的线 圈，线圈的数量根据发电机和电动机的设计功率计算缠绕用顺磁性材料制成的线圈的匝 数；4)、所选用的电磁铁芯或永久磁铁芯骨架和用铁磁性材料和顺磁性材料制成的线 圈的材料均为纯铁质，镍质，铁碳合金，铁硅合金，铁钴合金，铁镍合金，铁镍锰合金，铁铝合 金，铁硅铝合金，铁钴镍合金，铁与稀土元素合金材料，或铁氧体材料；5)、所选用的铁磁性材料和顺磁性材料为上述的铁磁性材料和顺磁材料的一种， 或两种或叁种以上同时使用。用铁磁性材料和顺磁性材料制造发电机和电动机的方法，特殊之处在于所述当外 界输入一个动力给用电磁铁芯或永久磁铁芯制成的转子，电磁铁芯或永久磁铁芯转子旋转 产生的磁场与用铁磁性材料和顺磁性材料制成的线圈定子的磁场发生作用，从而在定子线 圈中产生连续的电动势，即为发电机。用铁磁性材料和顺磁性材料制造发电机和电动机的方法，特殊之处在于所述当外 界电能输入给用铁磁性材料和顺磁性材料制成的线圈定子，该线圈定子产生的磁场与永久 磁铁或电磁铁制成的转子或嵌入铁磁性材料和顺磁性材料制成的转子的磁场发生作用，使 转子旋转，即为电动机。
本发明与现有技术相比，用本发明提供的原理以及铁磁性材料和顺磁性材料设计 制造的各种发电机的产能和电动机的输出功率可提高30%以上，材料成本降低70%以上， 电磁铁的耗能降低50%以上。我国90%的铜材依靠进口，采用本发明的材料，可减少进口 铜材的数量，节约外汇，广泛用于普通发电机和电动机，各种车船电机，风力发电机，直线电 动机。
图1为本发明的结构示意图。
具体实施例方式下面结合附图对发明内容作进一步说明参照图1所示，用铁磁性材料和顺磁性材料制造发电机和电动机的方法，按下述 步骤进行1)、在机壳4内腔中固定连接至少一个或一组电磁铁芯或永久磁铁芯骨架2作为 定子，一组电磁铁芯或永久磁铁芯骨架2至少由两个电磁铁芯或永久磁铁芯组成；2)、在电磁铁芯或永久磁铁芯骨架2中心安装有至少一个永久磁铁或电磁铁1作 为转子；3)、在电磁铁芯或永久磁铁芯骨架2上缠绕用铁磁性材料和顺磁性材料制成的线 圈3，线圈3的数量根据发电机和电动机的设计功率计算缠绕用顺磁性材料制成的线圈3的 匝数；4)、所选用的电磁铁芯或永久磁铁芯骨架2和用铁磁性材料和顺磁性材料制成的 线圈3的材料均为纯铁质，镍质，铁碳合金，铁硅合金，铁钴合金，铁镍合金，铁镍锰合金，铁 铝合金，铁硅铝合金，铁钴镍合金，铁与稀土元素合金材料，或铁氧体材料；5)、所选用的铁磁性材料和顺磁性材料为上述的顺磁材料的一种，或两种或叁种 以上同时使用。用铁磁性材料和顺磁性材料制造发电机和电动机的方法，所述当外界输入一个动 力给用电磁铁芯或永久磁铁芯制成的转子，电磁铁芯或永久磁铁芯转子旋转产生的磁场与 用铁磁性材料和顺磁性材料制成的线圈定子的磁场发生作用，从而在定子线圈中产生连续 的电动势，即为发电机。所述当外界电能输入给用铁磁性材料和顺磁性材料制成的线圈定子，该线圈定子 产生的磁场与永久磁铁或电磁铁制成的转子或嵌入磁化率很高的铁磁性材料和顺磁性材 料制成的转子的磁场发生作用，使转子旋转，即为电动机。综上所述，长期以来人们对发电机和电动机的认识，是以法拉第_麦克斯韦电磁 感应定律为根据的。即所谓“磁能生电”，“电能生磁”。发电机之所以能产生电动势，是因为 转子线圈切割定子磁场磁力线所致。经过发明人的理论研究和实验研究证明，发明人认为法拉第-麦克斯韦的电磁感 应理论仅反应了电磁场作用的瞬时电动势现象，而瞬时的电动势不能连续工作。发明人还 从理论和实验方面证明，磁场与电场是不能直接发生作用的。因为静电场无磁场，即是说， 电场并不能“产生”磁场(因为静电场也是电场)。只有运动的电场才具有磁场。这可以用安培右手定则描述。在通用的发电机和电动机工作原理图中，在原为铜质材料作成的线 圈位置处，即的在同一磁埸中的同一位置处，用相同规格(各种几何参数都相同)，但磁化 率不相同的磁介质，如铁，则介质中会表现出不同的磁场强度。这是法拉第-麦克斯韦电 磁感应原理无法解释的。之所以有这种现象，是由于铜为逆磁性物质，其铜的磁化率为Xm =-4. 9X 10_6 ；而铁为铁磁性物质，其磁化率Xm = +IO2 +106，上述铜的磁化率与铁磁性、 顺磁性物质磁化率相比较，二者之间的磁化率相差太远，磁化率越高，显示的磁场强度越 大，磁场强度越大表明其做功的能力越大。因此，在外磁场的作用下，与逆磁性的铜质材料 比较起来，顺磁性的铁质材料很容易被磁化，从而表现出很强的磁场，也就是说磁场强度增 大。 发明人理论研究和实验研究结果证明，电机的工作原理是由于电机转子的旋转磁 场(实际上为转子的磁场不停的改变其自身的磁极方向)与定子磁场的相互作用的结果。 因此，用铁磁性和顺磁材料制作成的转子线圈的电机，与用逆磁性材料铜作成的线圈制作 的电机相比，前者不仅在理论上科学、正确，而且会具有明显的节能效果。实施例1
用旧切割机的电动机改造的样机的具体参数比较表
旧电动机参数 本发明的参数
线圈材料电解铜漆包线 纯铁线材外加绝:
线径Φ 0. 5mm Φ 0. 5mm
线圈匝数154匝 100匝
转速(交流)1000 转 / 分 > 1000 转 /
功率1260 瓦 700 瓦
实施例2
线圈材料铁碳合金线材外加绝缘层
线径Φ 0. 5mm
线圈匝数100匝
转速(交流)> 1000转/分
功率700瓦
实施例3
线圈材料铁镍合金线材外加绝缘层
线径Φ 0. 5mm
线圈匝数80匝
转速(交流)> 1000转/分
功率580瓦
实施例4
线圈材料铁钴镍合金线材外加绝缘层
线径Φ 0. 5mm
线圈匝数80匝
转速(交流)> 1000转/分
功率540瓦
实施例5线圈材料铁与稀土元素合金线材外加绝缘层线径Φ 0. 5mm 线圈匝数70匝转速(交流)> 1000转/分功率 480瓦 按2000年全国各发电厂生产的电能计算，若全国机电行业采用本发明制造的电 动机每年节约的电能相当于5个长江三峡发电站所产生的电能量，或者50个大亚湾核电站 所产生的电能量。同时，用本发明提供的用铁磁性材料和顺磁性材料制造的各种发电机，电 动机，变压器，各类线圈进行改造，其节能效果远比建多个发电厂经济效益更好，电动机的 节能可以带来对产品成本的降低，对广大消费者带来实惠。若本发明技术在全世界范围进 行推广，其节能效果远比建5个三峡发电站或者50个大亚湾核电站大的多。
权利要求
一种用铁磁性材料和顺磁性材料制造发电机和电动机的方法，按下述步骤进行1)、在机壳(4)内腔中固定至少连接一个电磁铁芯或永久磁铁芯骨架(2)作为定子；2)、在电磁铁芯或永久磁铁芯骨架(2)中心安装有至少一个或一组永久磁铁或电磁铁(1)作为转子；3)、在电磁铁芯或永久磁铁芯骨架(2)上缠绕用铁磁性材料和顺磁性材料制成的线圈(3)，线圈(3)的数量根据发电机和电动机的设计功率计算缠绕线圈(3)的匝数；4)、所选用的电磁铁芯或永久磁铁芯骨架(2)和用铁磁性材料和顺磁性材料制成的线圈(3)的材料均为纯铁质，镍质，铁碳合金，铁硅合金，铁钴合金，铁镍合金，铁镍锰合金，铁铝合金，铁硅铝合金，铁钴镍合金，铁与稀土元素合金材料，或铁氧体材料；5)、所选用的铁磁性材料和顺磁性材料为上述的铁磁性材料和顺磁材料的一种，或两种或叁种以上同时使用。
2.—种权利要求1所述的一种用铁磁性材料和顺磁性材料制造发电机和电动机的方 法，其特征在于所述当外界输入一个动力给用电磁铁芯或永久磁铁芯制成的转子，电磁铁 芯或永久磁铁芯转子旋转产生的磁场与用铁磁性材料和顺磁性材料制成的线圈定子的磁 场发生作用，从而定子线圈上产生连续的电动势即为发电机。
3.—种权利要求1所述的一种用铁磁性材料和顺磁性材料制造发电机和电动机的方 法，其特征在于所述当外界电能输入给用铁磁性材料和顺磁性材料制成的线圈定子，该线 圈定子产生的磁场与用永久磁铁或电磁铁制成的转子或嵌入铁磁性材料和顺磁性材料制 成的转子的磁场发生作用，使转子旋转，即为电动机。
全文摘要
本发明公开了一种用铁磁性材料和顺磁性材料制造发电机和电动机的方法。按步骤进行机壳内腔中固定连接电磁铁芯或永久磁铁芯；电磁铁芯或永久磁铁芯骨架中心安装有永久磁铁或电磁铁制成转子；电磁铁或永久磁铁芯骨架上缠绕用铁磁性材料和顺磁材料制成定子线圈；选用的电磁铁芯骨架铁磁性材料和顺磁性材料线圈的材料包括纯铁质，镍质，铁碳合金，铁硅合金，铁钴合金，铁镍合金，铁镍锰合金，铁铝合金，铁硅铝合金，铁钴镍合金，铁与稀土元素合金材料，或铁氧体材料；各种发电机的产能和电动机的输出功率可提高30％以上，材料成本降低70％以上，电磁铁的耗能降低50％以上。广泛用于普通发电机和电动机，各种车船电机，风力发电机。
文档编号H02K15/08GK101989783SQ20091002352
公开日2011年3月23日 申请日期2009年8月7日 优先权日2009年8月7日
发明者石宗培, 石珞 申请人:石宗培