专利名称：四、六相交直流循环式发电系统的制作方法
一种利用发电机同时向外、向内供电，从而使内供电路中电动机、齿轮箱产生增力放大作用而增大发电机输出功率的四、六相交直流循环式发电系统。
众所周知，现有的发电设备无论是火力发电、水力发电或是核能发电，其总的工作循环都是单一的。即能源(包括煤、水、核能)转换成机械能，推动发电机转子旋转工作，向外输出电能。所以，无论利用何种能源，由于其是单向输入耗能的，所以整个发电系统效率低，不能充分利用发电机的工作特性，更何况各种不同能源的发电机，都有其不同的弊病，阻碍了电力工业的发展。
为改变国家电力供应紧张的状态，本发明的目的是发明一种利用发电机同时向外、向内供电，从而供内供电路中的电动机和齿轮箱产生增力、放大作用，加速发电机转子的转速，使发电机大大增加向外供电能力的四、六相交直流循环式发电系统。
本发明的技术方案是这样的；在发电机的线圈绕组中，增加一组线圈绕组，专门用于供给内部电动机用电，原来的线圈绕组还照样用于向外部输出电能。发电机的中心轴加长，伸出机体两端，一端连接在原动机的离合器上，另一端联接到增速齿轮箱上，齿轮箱和电动机连接在一起。当发电机在原动机的带动下，旋转发电后，发出来的电力一方面向外部供电，另一个线圈的电向内部电动机供电，开始电动机是由发电机被动运转，当发电机向电动机供电后，电动机就变成主动运转，由于变速齿轮箱的增速作用，使发电机转子的转速也迅速提高，超过了原动机的转速，利用离合系统，使发电机与外力原动机断离脱开，形成发电机——齿轮箱——电动机——发电机——齿轮箱——发动机的往复循环式发电，大大提高了发电系统的效率。
图1是本系统的工作流程方框图。
图2是发电机绕组的原理图。
图3是发电机电枢铁芯结构示意图。
图4是转子、电枢线圈串联并绕示意图。
下面是本发明的实施例；延长发电机中心轴，增加感应线圈1-3相(如图2)所示，四相发电机的出线在发电机的两端各有两个出线口，其中一个供本系统内使用，另一个出线口向外界供电。六相发电机有两个三相绕组在转子铁芯上的相向组合，采用星形接法或三角形接法，沿转子中轴相向引出两路线圈的各自中线，三相供系统内部用电，三相向外界供电。外供电三相相间120°，从中轴上引出中线(星形)，内供电三相相间120°与外供电中线反方向沿中心轴引出中线。两组线圈同时交差排列，相间60°或在同一槽内嵌绕，内供电、外供电的集电环在发电机两端，内供电用直流换向器，线圈端点上焊接碳刷，两极发电机集电用160°内角的半圆铜环接触，电枢每转一周，集电环上任何时候都有碳刷接触，形成不间断直流电源，易于电动机调速。向外供输的电源，视实际应用而采取直流集电或交流集电。这样，发电机在工作时就可以发出两组互不干扰的电源，同时也不影响对外输出功率。如图3所示，发电机电枢铁芯，由六瓣梅花状硅钢片或其它导磁材料制成。梅花空隙可促使良好通风冷却，虽然有磁阻尼，但是磁极附近的磁场为最强，闭合线圈切割磁力线时，线速度的前方有阻尼，但是嵌于花瓣上的导线周围有良好的导磁解质，在磁极附近切割磁力线，就可获得最大的感应电动势，这种电枢形状也可以更多的减少涡流损耗。发电机的中心轴加长后，伸出在机体的两端，其一端通过离合器或制成销子，通过万向节与原动机相连接，另一端与齿轮箱连接。齿轮箱是由多个齿轮啮合组成的齿轮系统，由于其传动比的关系，使齿轮箱的输出轴转速大大高于输入轴转速。齿轮箱的输入轴与电动机转轴啮合。在外力使发电机启动后，齿轮箱的所有齿轮已开始运转，因此与齿轮箱连接的电动机也开始被动运转，当发电机的一路电源接入到电动机时，电动机就由被动运转变成主动运转，并通过齿轮箱传递后的升速，使与齿轮箱连接的发电机转子的转速也同时升速上去，因为发电机的转速越高其输出功率也越大，于是发电机就向外输出更大功率的电能。发电机转速到一定速度后，由于离合器的作用，使发电机与外力原动机脱离，即发电机不再需要损耗原动机的动力，形成发电机——齿轮箱——电动机——发电机——齿轮箱——发电机的循环式发电。本发明的计算数据是这样的；设发电机总功率为P、系统内供电功率为P1，向外输出供电功率为P2、电动机损耗20％，则P＝P1＋P2，设P1＝P/4，即内供电线圈的功率为总功率的四分之一。电动机转动时，转子受到的恒定电场力为F1，在这个电场力F1的作用下，电动机所做的功为；W1＝F1·S，则P＝F1·S/t，齿轮箱调速后，将原电动机的转速提高5倍，再将这提高了的转速应用到发电机轴上去，即齿轮箱起点转动1S时，末端转动5S，则将末端与发电机连接后，发电机转子在电场力F1的作用下，所产生的功率为W＝F1·5S＝5F1·S，P总＝5F·S/t，如果再扣除电动机的功率损耗20％，则发电机实际输出总功率P总＝5F1·S/t(1－20％)＝4F1S/t＝4P1，所以发电机就比以前多输出了四倍的功率。这就是本发明的突出优点之所在。
如图4，另外从安培力的角度上来讲，在电磁学中有这样的一个公式F＝BIL。这个公式是众所周知的，暂时抛开磁感应强度，培加安培力从导线的有效长度，和通过磁场的电流强度方面入手，可引出串联并绕的概念，所谓串联并绕是指在电枢转子的相对槽内，由同一条或同一组输入电动机或输出发电机的线圈在相互绝缘的情况下多重环绕，即在输入或输出电流不变的情况下，增大槽内的电流强度，增大安培力，对于发电机来说也会提高感应电动势，增加磁场内线圈的有效长度。
权利要求
1.一种利用发电机同时向外、向内供电，从而使内供电路中电动机、齿轮箱产生增力放大作用，而增大发电机输出功率的四、六相交直流循环式发电系统，它的主要特点是本系统由外力原动机、离合器、发电机、齿轮箱和电动机所组成，在原动机和发电机之间、通过离合器将两者连接起来，发电机轴通过齿轮和齿轮箱连接起来，齿轮箱的低速轴又和电动机连接起来，通过发电机的内供电电路，使电动机工作后，由于齿轮箱的增速传动，加速发电机转子的转速，从而使发电机输出超倍的功率，大大提高了发电机的工作效率，发电机线圈经串联并绕改制后可输出比内供电压高的电源，电动机转子线圈经串联并绕改进后可以输入较低的电功率而输出较高的机械功率。
2.根据权利要求1所述的四、六相交直流循环式发电系统，特征是发电机感应线圈有二组相同的三相或二相绕组，可同时向外部和向内部输出电功率。
3.根据权利要求1所述的四、六相交直流循环式发电系统，特征是发电机的转子和原动机之间的连接，是通过离合器结构，当发电机转子在电动机的带动下，超过原动机转速后，离合器可以自动的把发电机和原动机脱离开来，经节省原动机的能源消耗。
4.根据权利要求1所述的四、六相交直流循环式发电系统，特征是；齿轮箱是一个增速传动的齿轮系统，它的低速轴和电动机连接，高速输出轴和发电机轴连接。
5.根据权利要求1所述的四、六相交直流循环式发电系统，其特征是直流电动机线圈经串联并绕改制后以输入较低的电功率而输出较高的机械功率。
全文摘要
一种利用发电机同时向外、向内输出电流，使内供电路中的电动机，齿轮箱产生增力、放大作用，从而增大发电机输出功率的四、六相交直流循环式发电系统，它是由外力原动机、离合器、发电机、齿轮箱和电动机所组成，发电机轴通过齿轮和齿轮箱连接起来，通过发电机的内供电路，使电动机工作后，由于齿轮箱的增速传动，加速发电机转子的转速，从而使发电机输出超倍的电功率，大大提高了发电机的工作效率，节省大量能源。
文档编号H02K53/00GK1154592SQ9610094
公开日1997年7月16日 申请日期1996年1月11日 优先权日1996年1月11日
发明者李建明 申请人:李建明