专利名称：直流发电机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种发电机，具体地说，涉及一种直流发电机。
现有的发电机，不管是直流发电机还是交流发电机，在运转发电时，始终是靠外力驱动，消耗水力、风力、火力、核能等能源，这些能源有的是不可再生能源，有的受到地方和条件限制，有的能源消耗过程中会造成污染环境。
本发明的目的是提供一种把磁场对磁性材料产生的磁吸引力转换成电能的直流发电机。
本发明的上述目的是通过提供一种具有如下结构的直流发电机来实现的，该直流发电机包括磁极铁心、磁极绕组、电枢铁心和电枢绕组，简单地说包括磁极和电枢；磁极绕组和电枢绕组都固定在磁极铁心上，是静止的；电枢铁心和磁极铁心构成可变磁分路；电枢铁心在运转过程中，使气隙从小到大，又从大到小周期性变化，使穿过电枢铁心的磁通量Φ2从大到小，又从小到大周期性变化，从而导至穿过电枢绕组的磁通量Φ1从小到大，又从大到小周期性变化，而产生感应电动势；电枢铁心在运转时，在气隙由大到小的区间，穿过电枢铁心的磁通量Φ2从小到大，电枢铁心靠磁极绕组和电枢绕组的电流产生的磁场的磁吸引力驱动运转，不用外力驱动。
穿过所述电枢铁心的磁通量Φ2的最大值越大越好，最小值越小越好。
本发明的直流发电机与现有技术的直流发电机相比具有如下优点由于利用发电机本身的磁极绕组和电枢绕组电流所产生的磁场的磁吸引力和外力相结合，交替驱动发电机运转，所以能耗低。
下面结合附图描述本发明的二个实施方式。
图1是本发明直流发电机第一实施方式(电枢铁心位于最小气隙位置)的主视图。
图2是沿图1中A-A线的剖视图。
图3是电枢铁心位于最大最小气隙位置的主视图。
图4是对应于图3的电枢铁心转矩曲线。
图5是本发明直流发电机另一个实施方式(电枢铁心位于最小气隙)的主视图。
图6是沿图5中B-B线的剖视图。
从图1到图4所示的本发明直流发电机的第一实施方式可看出，磁极铁心1的两端有孔，与转轴5成动配合，磁极铁心1中间的两则内圆弧7与电枢铁心3的外圆弧8同心，且成动配合，形成气隙6。磁极绕组2与电枢绕组4装在磁极铁心1上。
从图1还可看出磁极绕组2的电流产生的总磁通Φ＝Φ1+Φ2。Φ2穿过电枢铁心3，Φ1穿过电枢绕组4。明显地可看出，Φ2发生变化，必然引起Φ1发生变化。
设定图3的电枢铁心3位置O为初始位置，并设定电枢铁心3的转向n为顺时针。电枢铁心3位于初始位置时，与磁极铁心1形成的气隙6为最小，磁阻最小，穿过电枢铁心3的磁通量Φ2为最大值。当电枢铁心3由位置O逐渐转至π/2时，气隙6由最小值增至最大值，磁阻由最小增至最大。穿过电枢铁心3的磁通量Φ2由最大值减至最小值，从而导至穿过电枢绕组4的磁通量Φ1由最小值增至最大值。根据法拉弟电磁感应现象，在电枢绕组4中必然产生感应电动势，也就是说发出了电。
当电枢铁心3由位置π/2转至其它位置时，其发电原理与上述相同。
下面分析电枢铁心3的转矩变化情况。
磁极绕组电流和电枢绕组电流产生的磁场对电枢铁心3产生磁吸力，磁场吸引力作用于电枢铁心3上，于是电枢铁心3便受到电磁转矩的作用。
在电枢铁心3由O转至π/2的过程中，气隙6由最小值增加至最大值，穿过电枢铁心3的磁通量Φ2由最大值减至最小值，磁极绕组2和电枢绕组4的电流产生的磁场对电枢铁心3的吸引力由最大值减至最小值，在该区间，电枢铁心3必须靠外力驱动才能运转。
当电枢铁心3从位置转π/2转至π时，气隙6由最大值减至最小值。穿过电枢铁心3的磁通量Φ2由最小值增至最大值。磁极绕组2和电枢绕组4的电流产生的磁场对电枢铁心3的吸引力由最小值增至最大值，电枢铁心3朝磁极铁心1的方向运转，电磁吸力的方向跟电枢铁心3运转方向相同，为负值。见图4的π/2-π转矩曲线。由此得出，转子从π/2转至π，是靠电枢绕组4和磁极绕组2的电流产生的磁场的磁吸引而转动。
同理可以分析电枢铁心3从位置π-3π/2和3π/2-2π的运转情况。
综上所述，可以得出电枢铁心3在区间O-π/2和π-3π/2，必须在外力驱动下才能运转。
电枢铁心3在区间π/2-π和3π/2-2π，是靠电磁吸力自动运转，不须外力驱动。
或者说，本发明直流发电在运行发电过程中，有部分驱动力是利用本发电机磁极绕组和电枢绕组电流产生的磁吸引力。将这种磁能作为一种能源加以利用。
图5和图6示出了本发明直流发电机的第二个实施方式，除电枢铁心9不同于第一个实施方式外，其余结构基本相同。从图2和图6可看出，第一个实施方式的电枢铁心3的横截剖面是一字腰形，而第二个实施方式是十字腰形。这是由发电机极数决定的。
两个实施方式相比，第二个实施方式由于极数多，电磁吸力作用更加明显，即第二个实施方式比第一个实施方式更优。
可以理解，除了图1至图6所示结构外，本发明的直流发电机还可以具有其它极数，如六极、八极等。电枢铁心也可以具有其它的结构变型，而不脱离本发明的范围。
权利要求
1.一种直流发电机，它包括磁极铁心、磁极绕组、电枢铁心和电枢绕组，其特征在于磁极绕组(2)和电枢绕组(4)都固定在磁极铁心(1)上，是静止的；电枢铁心(3)与磁极铁心(1)构成可变磁分路；所述电枢铁心(3)在运转过程中，使气隙(6)从小到大，又从大到小周期性变化，使穿过电枢铁心(3)的磁通量Φ2从大到小，又从小到大周期性变化，从而引起穿过所述电枢绕组(4)的磁通量Φ1从小到大，又从大到小周期性变化，而产生感应电动势；所述电枢铁心(3)在运转时，在气隙(6)由大到小的区间，穿过电枢铁心(3)的磁通量Φ2从小到大，电枢铁心(3)靠磁极绕组(2)和电枢绕组(4)的电流产生的磁场的磁吸引力驱动运转。
2.按照权利要求1所述穿过电枢铁心(3)的磁通量Φ2的最大值越大越好，最小值越小越好。
全文摘要
本发明公开了一种直流发电机,它包括磁极和电枢二部分;电枢铁心3和磁极铁心1构成可变磁分路;在运转中,电枢铁心3使气隙6的大小、穿过电枢铁心3磁通量Φ
文档编号H02K57/00GK1251955SQ9912394
公开日2000年5月3日 申请日期1999年11月18日 优先权日1999年11月18日
发明者蓝青 申请人:蓝青