专利名称：无换向环向立旋式高效直流发电机的制作方法
无换向环向立旋式高效直流发电机 无换向环向立旋式高效直流发电机(电动机)，是根据电磁原理，采用建立环形无
交变闭合磁场，以转子的双极面(三极面)环磁场的全导体、全转向、全程无偏转垂直切割磁力线的创新性应电模式。不仅简化了整机结构，实现了无换向直流输出。而且显著提高了整机效率和各项性能。 —、主要部件构成； 1、定子。以两种整机模式，可有三种磁极结构； a、筒式内椎极面主磁极(附图1-1)。 b、筒式外椎极面主磁极(附图2-1)。 C、环式内圆极面主磁极(附图2-2)。 2、转子。以两种整机模式，可有两种电枢结构； a、环式椎形双极面电枢(图l-2a)。 b、环式梯形三极面电枢(附图2-3a)。 二、整机结构及工作原理； 按本机的结构特性，可有两种结构模式。 1、双极面环向立旋直流机(附图1)。由两个筒式内椎极面主磁极，按N、S环形极面左、右相对，构成一个轴向双极环形无交变闭合磁场。磁力线由N极通过电枢导磁体进入S极，再由磁极后端导磁(固定)环体和机壳回到N极。而形成闭合磁路。以环式椎形双极面电枢两椎边的应电导体，在磁场中作环向旋转，而产生电势。但电枢两椎边应电导体的电流为同向。根据电磁原理及导磁体的导磁特性，利用在电枢导磁体中间预留的L形电流导向导线孔，用导线将两椎边应电导体并联封闭线端，交叉连接至电刷(附图l-2b)。(按导磁体的导磁特性，导线孔内的导线不能切割磁力线，不产生电势。)由电刷直接输出直流电源。 2、三极面环向立旋直流机(附图2)。由两个筒式外椎极面主磁极，按N、N同极性环形极面左、右相对。环两磁极外圆，与环式内圆极面S磁极，构成一个轴向对称三极环形无交变闭合磁场。磁力线由两N极通过电枢以左、右对称式双向进入S极。再由机壳和磁极后端导磁(固定)环体回到N极。而形成闭合磁路。以环式梯形三极面电枢左、右、顶边的应电导体，在磁场中作环向旋转，而产生电势。根据右手定则，电枢顶边导体中的电流与两梯边导体中的电流方向相反。为此，可利用在电枢导磁体边缘预留的电流导向导线孔，用导线将电枢两梯边导体顶端与顶边导体两端，交叉连接至电刷(附图2-3b)。由电刷直接输出直流电源。 三、特性及优势； 本机以创新实用的结构模式，较传统直流机，不仅优化了整机结构，更宜于制造和维修。且实现了无换向直流输出，并显著改善和提高了整机的各项性能和效率。
1、本机的筒式椎形磁极和轴向环形无交变闭合磁场结构，实现了整机磁极截面积的最大化，縮短了磁路，而有效地增大了磁场的磁通。 2、电枢的锥形双极应电面，或者梯形三极应电面，实现了整机应电面积的最大化，省却了繁琐的电枢绕组模式。电枢在环形磁场中的全导体、全转时、全程无偏转垂直切割磁力线的应电模式，更大限度地提高了整机的应电效率和功率容量。 3、本机的磁极，磁场和电枢结构特性，及环形无交变磁场的高效应电模式，不仅可相对减小电枢的体积和重量，也可不同程度地减小或消除铜损耗、铁损耗、机械损耗及电枢反应等损耗反力矩因素。从而降低原动机功率(电功)的消耗。提高整机的功率和性能。
4、以整机的磁极、磁场和应电结构模式，可根据需要增加磁极和磁场。形成若干独立的应电单元。而实现单机的多机兼容或异机兼容(电动机、发电机)功能。(附图3)而进一步拓展其应用潜力。 四、无换向环向立旋直流机的二次电源节能综合运用； 针对一些设备或系统中机电设备的结构性功率浪费，及在用传统直流机的性能局限，利用本机的高效性能和多机兼容等各项独有的优良特性，采取创新性整合应用。实现设备、系统综合效率的提高，和节能降耗的目的。 1、动力兼容模式的二次电源节能应用。例如在中央空调系统中的排风系统、或者空调机的机室外机，采用无换向环向立旋直流兼容机，在实现排风功能的同时，产生二次电源为空调系统供电，达到节电的目的。(附图4) 2、利用立旋直流兼容机的特性。(辅以功放、调压等相关技术)以二次电源的功率升级和多相电源功能，改善和提高应用设备(系统)的效率。 例如，电动汽车立旋直流兼容机的综合应用。即由蓄电池为立旋直流兼容机供电，再由兼容机产生的多相电源，分别为汽车动力立旋电机供电和另一组蓄电池充电。通过两组蓄电池的循环切换充、供电和立旋直流机高效率性能。达到延长供电而提高汽车的行程及综合性能。(附图5)
五
； 图1 ;双极面环向立旋机结构、原理示意图。主要标明整机结构及主要部件的形状和位置。如图；1.定子(筒式内椎磁极)。2.励磁线圈。3.转子(环式椎形电枢)。4.轴。5.风扇。6.磁极后端导磁(固定)环体。7.电刷。8.机壳。9.端盖。
图1-1 ;筒式内椎极面磁极形状、结构示意图。如图；a.立剖结构示意图。磁极由矽钢片巻制而成。励磁线圈套于筒式磁体外圆后端。磁极巻筒体为极芯。内椎形磁极面，是为增大电枢应电面积而设。b.平剖结构示意图。 图1-2 ;环式椎形双极面电枢形状、导体连接示意图。如图；a、转子形状断面结构示意图。电枢环形截面呈椎体。有A-B、C-D两个环形锥边应电面。电枢体中间预留两个L形电流导向导线孔。b.电枢导体连线示意图。电枢环形两锥边应电面的应电导体分别按A-B、C-D呈扇形排列与内、外圆端边并联连接。同时，通过两个L形导线孔，用导线连接B-C、D-电刷。使电枢两应电面导体中的电流方向一致，形成电路。(按照导磁体的导磁特性、磁力线可全部经由电枢体穿越磁极。导线孔内导体不能切割磁力线，只起电流连接作用)。
图2 ;三极面环向立旋机结构、原理示意图。主要标明整机结构及主要部件的结形状和位置。如图；1、定子(筒式外椎极面磁极)。2.定子(环式内圆极面磁极)。3.励磁线圈。4.磁极后端导磁(固定)环体。5.转子(环式梯形三极面应磁电枢)。6.风扇。7.轴。8.机壳。9.端盖。
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图2-l ;筒式外椎极面磁极形状、结构示意图。如图；a、立剖结构示意图。磁极由矽钢片巻制而成。励磁线圈套于筒式磁体外圆后端。磁极巻筒体即为极芯。外椎形磁极面，是为增大电枢应电面积而设。b.平剖结构示意图。 图2-2;环式内圆极面磁极形状、结构示意图。如图；a、平面剖示图。磁极由矽钢片迭制而成。励磁线圈分别套于外圆排列的四个凸起状磁体上，形成一个封闭内圆形单极性磁极。b.立面剖示图。 图2-3;环式梯形三极面电枢形状、导体连接示意图。如图；a、电枢形状断面示意图。电枢环形截面呈梯形。有A-B，C-D，E-F三个应电极面。在电枢体边缘留有电流导向导线孔。b.电枢导体连接示意图。电枢三个极面的应电导体分别按A-B， C-D， E-F排列并于内、外圆并联。通过电枢三个应电面上预留的导线孔，用导线连接B-C，D-E。使三个极面应电体中的电流方向一致。再由A、 F引线至电刷，形成电路。 图3 ;无换向环向立旋直流机多机兼容模式结构示意图。主要标明磁极、电枢的排列结构和排列规律。 图4;空调系统(空调机)利用无换向环向立旋直流机二次电源节能应用系统示意图。如图；简要标明本机在空调系统(空调机)的应用及原理。 图5 ;电动汽车的无换向环向立旋直流机二次电源综合应用系统示意图。如图；简要标明本机在电动汽车供电及动力系统的应用及原理。
权利要求
无换向环向立旋式高效直流发电机(电动机)的创新性结构模式，及二次电源节能应用系统的方法性创新。
全文摘要
无换向环向立旋式直流发电机(电动机)是根据电磁原理，采用建立环形无交变闭合磁场，以转子的双极面(三极面)环磁场的全导体、全转向、全程无偏转垂直切割磁力线的创新性应电模式。不仅简化了整机结构，实现了无换向直流输出。而且显著提高了整机效率和各项性能。
文档编号H02K57/00GK101728934SQ200910252400
公开日2010年6月9日 申请日期2009年11月29日 优先权日2009年11月29日
发明者李相林 申请人:李相林