专利名称：往复式发电机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种采用气压、水压为动力源驱动活塞带动电机动子做轴向直线往复运动，使电枢沿直线切割磁力线将机械能转换为电能的往复式发电机。
现有的发电机一般采用发电机和原动机分离的方式，火力发电原动机通过汽缸带动曲轴、曲拐使发电机的转子做圆周运动，水利发电则利用水的落差推动水轮机即原动机带动发电机，实现机械能与电能的转换。这种发电机和原动机分离结构的发电机运行方式的弊病较多，主要存在着体积大、结构复杂、电磁转换率低、能量消耗大的缺点。
为了弥补以上技术的不足，本发明实现了原动机和发电机一体化的结构，取消了原动机的曲轴、曲拐系统，采用了轴向往复运动方式，有效地降低了能耗，提高了电磁转换的能力，缩小了整机体积，降低了生产成本。
本发明的目的是通过如下技术方案实现的往复式发电机主要包括电磁系统和机械系统两部分，电磁系统由定子和动子构成，其中定子由两个凸型定子铁心和电磁线圈组成主磁极，并与电机壳体共同构成闭合磁路，两个定子铁芯平行固定在壳体中，形成一定气隙，动子在其间做轴向往复运动，动子由动子轴和由若干个元件组成的整组电枢及电枢联接器组成，电枢由两组近N极端和近S极端元件组成，单侧电枢元件通过电枢联接器并联，电枢联接器与外电路联接，将电枢电势向外电路输出输入，机械系统主要包括汽缸、活塞、过排气阀，动力源推动汽缸内的活塞运动，带动动子轴做轴向往复运动。
本发明的工作原理是当该机工作时，在定子磁极保持不变的条件下，活塞驱动动子在NS极之间的气隙中做直线往复运动，带动电枢元件切割磁力线做功，动子往复运动一次为一个完整的工作周期。在一个周期内近N极电枢和近S极电枢都按同一个方向同时切割磁力线，两者仅存在电流方向和强度差别。在上半个工作周期内单侧整组电枢元件按同一个方向同时切割磁力线，从而产生同向电势，可以通过接线器将其并联。尽管单个元件所处位置的磁通密度会有些差别，但由于定子磁极间气隙的总磁通量不变，因此，电枢并联电势也基本保持不变，又因动子启动和结束时存在一个加速度，从而决定电枢并联电势的坐标图形为一个近似方形的等腰梯形，同理，后半个周期内电枢并联电势的坐标图形与上半个周期完全相同只是其电势方向相反。
往复式发电机定子电枢并联电势可用公式表示为e＝BxLv其中e---单侧电枢元件边并联电势，Bx---单个元件边所处位置的磁密度，L---元件有效边长度，V--元件的轴向运动速度，如果用Bp表示平均磁密，上式则可表示为e＝nBpLv，其中n---元件总数。
在接线器的输出输入端根据动子的周期进行换向，即可得到近似于同向直线坐标的直流电势。
本发明的特点是往复式发电机由于采用了原动机和发电机一体化结构，取消了原动机的曲轴、曲拐系统，结构简单、运行可靠，提高了对有效磁场的利用程度，降低了能耗和制造成本，可适应不同装机容量的设计要求，特别适用于小型电站的自供电，用于小型火力发电时，便于用电单位直接采用，不仅可以达到用电单位的使用要求，还可减少或消除长途输变电过程中的能量损耗，用于水力发电时，可在坝底直接采水，并可在密闭的条件下释放和利用水压，能够最大限度利用水利资源，尤其对于小型水电站，即便在枯水季节，只要采用加压采水，也可保证发电机的正常运行。
下面结合附图对本发明做进一步详细的描述。
图1是本发明结构示意图。
图2是本发明单侧电枢并联电势图形。
图3是本发明单侧电枢元件并联电势周期变化示意图。
图4是本发明经换向后的近似直流电势图形。
图5是本发明单侧电枢联接器的示意图。
图1—5是本发明的具体实施例。
参照图1—5，往复式发电机主要由电磁系统和机械系统组成，定子主磁极1是由两个绕有电磁线圈的凸型定子铁心组成并与电机壳体共同构成闭合磁路，两个定子铁心通过螺钉平行固定在壳体中，形成气隙，动子2在其间做轴向往复运动，切割磁力线；动子2由动子轴4及动子轴4上的若干个电枢元件3组成，电枢单侧元件通过电枢联接器并联后与外电路联接将电枢电势向外电路输出输入，原动机推动汽缸5内的活塞运动，带动动子轴4做轴向往复运动。
权利要求
1.一种往复式发电机，其特征在于定子主磁极(1)是由两个绕有电磁线圈的凸型定子铁心组成并与电机壳体共同构成闭合磁路，两个定子铁心通过螺钉平行固定在壳体中，形成气隙，动子(2)在其间做轴向往复运动，切割磁力线，动子(2)由动子轴(4)及动子轴(4)上的若干个电枢元件(3)组成，电枢单侧元件通过电枢联接器并联后与外电路联接将电枢电势向外电路输出输入，原动机推动汽缸(5)内的活塞运动，带动动子轴(4)做轴向往复运动。
全文摘要
本发明涉及一种采用气压、水压为动力源驱动活塞带动电机动子做轴向直线往复运动，使电枢沿直线切割磁力线将机械能转换为电能的往复式发电机，该机主要由电磁系统和机械系统组成，实现了原动机和发电机一体化的结构，取消了原动机的曲轴、曲拐系统。具有结构简单、运行可靠、体积小，可适应不同装机容量的设计要求，提高了对有效磁场的利用，降低能耗和制造成本的特点。
文档编号H02K35/00GK1118948SQ9411251
公开日1996年3月20日 申请日期1994年9月12日 优先权日1994年9月12日
发明者甘玉祥 申请人:甘玉祥