专利名称：一种发电机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种动力机械装置，尤其涉及一种发电机领域。
背景技术：
目前发电机领域的原动力有水轮机，通过水来推动水轮机发电，有火力发电厂的 汽轮机，它的工质是热蒸汽，有风力发电机，它的工质是流动的空气等，无论使用何种工质 的原动机，这些发电机的发电原理要么是通过原动机带动转子中的励磁线圈旋转，从而使 定子线圈相当于作导体切割磁力线运动所产生感应电势和电流的，或者是通过原动机直接 带动转子中的线圈旋转切割磁力线运动来产生感应电势和电流的，因此无论采用哪种方 式，原动机需要克服旋转线圈的磁场力，并且所需要克服的磁场力与发电机的输出功率是 成比例的，所以，发电机的输出功率越大，原动机的功率也越大。这种方式虽然也可实现其 他形式的能量转化为电能，但是这种方式由于转化效率低，因此，大大影响了能量的利用效 率。本实用新型将现有的发电机的励磁绕组与电流交换器连接，通过电流交换器来使 励磁绕组产生一个相当于与原动机直接带动励磁绕组所产生的旋转旋转一样的旋转磁场， 从而使电枢绕组产生电流和电压。
实用新型内容本实用新型的主要目的在于提供一种结构简单、无需励磁绕组或电枢绕组旋转可 产生发电机所需的旋转磁场的无转子发电机装置。为了达到上述目的，本实用新型提供一种无转子发电机，包括励磁绕组、电枢绕组 和一个电流交换器，磁绕组、电枢绕组都固定不动，还包括一个电流交换器，通过电流交换 器使励磁绕组中的励磁电流随时间和空间发生切换，从而形成一个能使电枢绕组产生电流 和电压的旋转磁场。本实用新型进一步的技术方案，所述的电流交换器包括两个半圆柱状的滑环，所 述的两个半圆柱状的滑环接触面具有绝缘层，靠近所述的滑环两端通过两个碳刷分别于一 直流电源的正负极相连，所述的励磁绕组两端分别与滑环的中间的两个对称碳刷连接，所 述的绝缘层圆周长度应略大于相邻两碳刷中心之间的圆周长度，并且少于相邻两碳刷外边 缘之间的圆周长度，所述的滑环通过转轴与原动机相连。本实用新型有益效果是本实用新型只是将现有的发电机的励磁绕组与电流交换 器连接，该电流交换器使励磁绕组产生一个相当于与原动机直接带动的励磁绕组所产生的 旋转旋转一样的旋转磁场，从而使电枢绕组产生电流和电压。本实用新型中由于原动机不 是直接带动线圈转动的，因此并不需要克服巨大的磁场力，所以可以大大提高能量的转换 效率。因此，本实用新型的特点是1.发电机的电枢绕组(定子)及励磁绕组部分均不需 转动。2.通过电流切换来产生发电所需的旋转磁场。为使本实用新型更加容易理解，下面将结合附图进一步阐述本实用新型一种无转子发电机的具体实施例。
图1为本实用新型发电机结构示意图；图2为本实用新型发电机发电过程示意图。
具体实施方式
图1中，电流交换器A由滑环Al、A2和绝缘层F组成，电流交换器滑环Al和A2是 由导电材质做成的两个一端是圆筒状，另一端是半圆筒状的，可以通过绝缘层F装配成圆 筒状，电流交换器A通过转轴D与原动机E连接，原动机通过转轴D带动电流交换器A转 动。电流交换器A靠近两端分别安装碳刷Bl和B2，直流电源B的两极通过碳刷Bl和B2与 电流交换器A的滑环A1、A2两端电性连接。直流电源B通过碳刷Bl和B2将电流输送到电 流交换器滑环Al、A2，再通过电流交换器滑环Al、A2中部圆周上的碳刷C输送到励磁线圈 (图中未示出)。电流交换器A中间有一圈间隔均勻的碳刷C分别与励磁绕组的连接，如当 励磁绕组的线圈为12个时，每一对绕组一端电性连接，接线如图2所示，励磁绕组的一个线 圈一端与电流交换器滑环上的碳刷1连接时，其另一端应与对称的碳刷7连接，励磁绕组的 一个线圈一端与电流交换滑环上的碳刷2连接时，其另一端应与对称的碳刷8连接，这样依 次将励磁绕组每个线圈的两端分别与电流交换器滑环上的碳刷C连接。电流交换器A的滑 环Al、A2之间绝缘层F，是保证两个两个半圆柱状滑环Al、A2是绝缘的。绝缘层F圆周长 度(厚度)应略大于相邻两碳刷中心之间的圆周长度，大于单个碳刷与滑环接触的圆周长 度，并且少于相邻两碳刷外边缘之间的圆周长度。如图2(1)所示，当电流交换器滑环通过转轴与原动机一起转到如图1位置时，电 流交换器滑环上碳刷11、12、1、2和3与电源正极相连，电流交换器滑环碳刷5、6、7、8和9 与电源负极相连，电流交换器滑环上碳刷4和碳刷10刚好与绝缘层相接触。如图2(2)所示，当电流交换器滑环与原动机一起转到如图2位置时，电流交换器 滑环上碳刷12、1、2、3和4与电源正极相连，电流交换器滑环上碳刷的6、7、8、9和10与电 源负极相连，电流交换器滑环上碳刷5和上碳刷11刚好与绝缘层相接触。如图2(3)所示，当电流交换器滑与环原动机一起转到如图3位置时，电流交换器 滑环Al上碳刷1、2、3、4和5与电源正极相连，电流交换器滑环A2上碳刷7、8、9、10和11 与电源负极相连，电流交换器滑环上碳刷12和碳刷6刚好与绝缘层相接触。如图2(4)所示，当电流交换器滑环与原动机一起转到如图4位置时，电流交换器 滑环上碳刷2、3、4、5和6与电源正极相连，电流交换器滑环上碳刷8、9、10、11和12与电源 负极相连，电流交换器滑环上碳刷7和A2碳刷1刚好与绝缘层相接触。如图2(5)所示，当电流交换器滑环与原动机一起转到如图5位置时，电流交换器 滑环上碳刷5、6、7、8和9与电源正极相连，电流交换器滑环上碳刷11、12、1、2和3与电源 负极相连，电流交换器滑环上碳刷10和碳刷4刚好与绝缘层相接触。当电流交换器滑环A1、A2原动机E—起再转到时，就会周而复始的循环。所以，当 电流交换器滑环A1、A2转动半周时，每个碳刷C都将经过从正极到无电流再到负极的变化， 或经过从负极到无电流再到正极的变化，如滑环A1、A2转动一周时，所有的碳刷C都将经历一次从正极到无电流再到正电流到无电流到正电流的过程，或相反过程。这样，当滑环Al、 A2随原动机E转到时，励磁绕组(图中未示出)的线圈所产生的南北磁极也将旋转，当滑环 Al、A2旋转一周，励磁绕组(图中未示出)的线圈所产生的磁极也将旋转一周，这样励磁绕 组的线圈产生了发电机电枢绕组(图中未示出)所需的旋转磁场。 以上所揭露的仅为本实用新型的优选实施例而已，当然不能以此来限定本实用新 型之权利范围，因此依本实用新型申请专利范围所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖 的范围。
权利要求一种发电机，包括励磁绕组、电枢绕组，其特征在于励磁绕组、电枢绕组都固定不动，还包括一个电流交换器，通过电流交换器使励磁绕组中的励磁电流随时间和空间发生切换，从而形成一个能使电枢绕组产生电流和电压的旋转磁场。
2.如权利要求1所述的发电机，其特征在于所述的电流交换器包括两个半圆柱状的 滑环及碳刷，所述的两个半圆柱状的滑环接触面具有绝缘层，靠近所述的滑环两端通过两 个碳刷分别与一直流电源的正负极相连，所述的励磁绕组两端分别与滑环的中间的两个对 称碳刷连接，所述的绝缘层圆周长度应略大于相邻两碳刷中心之间的圆周长度，大于单个 碳刷与滑环接触的圆周长度，并且少于相邻两碳刷外边缘之间的圆周长度，所述电流交换 器的滑环通过转轴与原动机相连。
专利摘要本实用新型提供了一种发电机，包括励磁绕组、电枢绕组及一个电流交换器，励磁绕组、电枢绕组都固定不动，电流交换器包括两个半圆柱状的滑环和碳刷，电流交换器的滑环通过转轴与原动机相连，因此，本实用新型通过原动机带动电流交换器的滑环转动，从而使励磁绕组产生电枢绕组所需的旋转磁场来产生电流和电压。
文档编号H02K23/58GK201623609SQ200920193819
公开日2010年11月3日 申请日期2009年9月1日 优先权日2009年9月1日
发明者胡晓会 申请人:胡晓会