原子核的链式反应式永磁能发电机的制作方法

专利名称：原子核的链式反应式永磁能发电机的制作方法
技术领域：
本发明属于一种高效利用自然资源的新型发电机。
背景技术：
现有各种发电机是利用水，风等自然资源驱动发电机发电的。由于自然资源的短缺，人 们不能建造很多的发电站来满足迅猛发展的经济需求，从而出现世界性的能源危机。我们知 道，永磁体中蕴含有取之不尽的能量。为此，很多人都做过各种偿试，设计过很多装置但最 终都以失败告终。究其原因，均在于未能跳出永动机的设计框框，违背了能量守恒定理。本 发明虽以自然法则为基础，但一反过去常规设计，使永磁能得以开发利用。

发明内容
本发明的目的在于，设计一种高效利用永磁能的新型发电机，为人类造福。


图1是构成原子核的链式反应式永磁能发电机的，发电机组的外部结构简化示意图。. 图2是转子绕组式电动机的截面图及其放大的转子磁极截面图。 图3是转子绕组式电动机中定，转子磁极数最少的一种电动机的截面图。 图4是转子绕组式电动机的换向器和电刷的结构示意图及它们和转子线圈及和电源的连 接示意图。
图5是转子绕组式电动机的换向器的平面展开图及它与多磁极线圈的连接示意图。
图6是外供电源式原子核的链式反应式永磁能发电机的外部结构简化示意图。
图7是自供电源式原子核的链式反应式永磁能发电机的外部结构简化示意图。
图8—16是转子绕组式电动机的转子在定子磁极中运动情况的简化示意图，及与转子磁
极线圈相连的换向器在和转子同轴转动过程中和电刷接触的简化示意图。 图17是定子绕组式电动机的截面图及其放大的定子磁极截面图。' 图18是定子绕组式电动机中定、转子磁极数最少的一种电动机的截面图。 图'19是定子绕组式电动机的换向器和电刷的结构示意图及电刷和定子线圈及电源的连
接示意图。
图20、 21是定子绕组式电动机的换向器的平面展开图。图20是换向片从左上向右下排 列的换向器的展开图。图21是换向片从左下向右上排列的换向器的展开图。
图22、 23是定子绕组式电动机的电刷，和换向片从左上向右下排列的换向器接触时，电 刷和定子磁极线圈的连接规则示意图以及电刷和换向片从左下向右上排列的换向器接触时， 电刷和定子磁极线圈的连接规则示意图。
图24是多磁极定子绕组式电动机的电刷与其定子磁极线圈及电源的连接示意图以及和 展开的换向器的对应关系图。
图25—33是图18所示的最简单的，定子绕组式电动机的转子在定子中运动情况的简化 示意图，以及和与定子磁极线圈相连接的电刷，在与和转子同轴转动的换向器转动过程中， 接触情况的简化示意图。
具体实施例方式
下面结合图详细说明这种新型发电机的结构及工作原理 一原子核的链式反应式永磁能发电机的结构:(一) 图1中所示发电机组的结构
这种发电机组是构成，原子核的链式反应式永磁能发电机的基本单位。图1所示是它的 外部结构简化示意图。图中l为惯性轮(现有技术)、2为电动机、3为发电机(现有技术)，
4为发电机电流输出导线，5为电动机电流输入导线。惯性轮l、电动机2、发电机3、在同 一转轴上。惯性轮1的直径大于电动机2的转子直径，电动机2的转子直径大于发电机3的 转子直径。
(二) 图1中电动机2的结构
图1中所示的发电机组上的电动机2，它的基本结构由机壳、定子磁极，转子体，转子磁
极，换向器、电刷几部分组成。
电动机的定子和转子上的磁极，都是由N.S极等距离交替排列的n个永磁体组成。如图 2左图所示，是它的截面图。图中，l为机壳，2为定子磁极，它由永磁体构成，3为转子磁 极，4为转子体。转子磁极之间相互磁屏蔽。右图是放大的转子磁极截面图。图中1为永磁 体，2为套在永磁体上的软磁体，3为绕在软磁体上的线圈，4为套在电磁铁(由2、 3组成 电磁铁)外的屏蔽导磁体,5为屏蔽导磁体，由4、 5组成半封闭的杯状磁屏蔽体。6为非导磁 体，7为将转子磁极固定在转子体上的固定螺丝。定子上每个定子永磁体的磁感应强度，形 状尺寸以及它们之间的排列间距相同。转子上，每个转子磁极上的永磁体的磁感应强度，形 状尺寸及电磁铁上的线圈匝数；屏蔽导磁体的形状尺寸；及非导磁体的形状尺寸；磁极间的 距离都相同。转子磁极与转子体接触面，可为如图2右图所示的平面，也可为曲面。磁极可 用螺丝固定，也可用嵌槽等方法固定。电动机的定子和转子磁极的比数为4X3、 2X3n (n 为正整数)。电动机的转子在停转状态时，其转子磁极总是处于2个定子磁极中间，由于电动 机定子磁极和转子磁极的永磁体的磁感应强度足够强(这在设计时己设计好)，使得电动机既 使和惯性轮l，发电机3，相连接的情况下，如图1所示，当整个发电机组处于停转状态时， 电动机的转子磁极也始终停止在2个定子磁极中间。图2所示，是由12个定子磁极和6个转 子磁极组成的电动机的截面图。图3所示，是这种电动机中，定子磁极和转子磁极数最少的 一种电动机的截面图。它是由4个定子磁极和2个转子磁极组成。
电动机的换向器，由在同一转轴上，同直径的a、 b， 2个换向器组成。如图4所示。换
向器的编号方向，从换向器向转子方向以次为a换向器和b换向器。a、 b， 2个换向器都被
均等的分成8格。其中2格由换向片组成，其余6格则由绝缘片组成。在实际应用中，不必
将换向器分成格。在这里，为便于说明问题才将它分成小格。但每片换向片的圆周长方向尺
寸(孤长)，必须为换向器圆周长的i长。每个换向器两侧各分布一个换向片(一个换向片的
8
孤面正对于另一个换向片的孤面)。2个换向器上的2对换向片呈正什字形分布。a、 b， 2个
换向器上的2对换向片，分别和转子上N.S永磁体上的线圈导线相连接。如图4所示。换向
器a上的换向片和N极永磁体上的线圈相连接；换向器b上的换向片和S极永磁体上的线圈
相连接。对于多磁极转子来说，它的所有N极磁极线圈和换向器a上的换向片相连接；而所
有S极磁极线圈则和换向器b上的换向片相连接。如图5所示。图5所示是，a、 b， 2个换
向器的平面展开图，及它与多磁极线圈的连接示意图。它直观的展示了，换向片在换向器上
的分布情况及其与转子磁极线圈的连接情况。
电动机的电刷也有2对组成。如图4所示。换向器两侧和转轴垂直于同一直线上的2个电刷为一对。图中，和换向器a对应的ll'为一对；和换向器b对应的22'为一对。2对电 刷相互平行排列并和转轴相互垂直分布在同一平面上。2对电刷都和电源相连接。 (三)原子核的链式反应式永磁能发电机的结构
原子核的链式反应式永磁能发电机，是由许多，如图1所示的发电机组连接而成。如图
6所示。由于其初级发电机组(第一级)a上的电动机2，所需要的工作电源来源不同，原子
核的链式反应式永磁能发电机分为外供电源式和自供电源式2种。外供电源式原子核的链 式反应式永磁能发电机，如图6所示。它的每一组发电机组之间的连接方式为初级发电机
组a上的，电动机2的电流输入导线，和外界直流电源相连接；初级发电机组a上的，发电
机3的电流输出导线则，和第二级发电机组bib2上的，电动机2的电流输入导线相连接；而
发电机组b山2上的，发电机3的电流输出导线，又和第三级发电机组dC2C3Ct上的，电动机
2的电流输入导线相连接；第三级发电机组dC2C3C4上的，发电机3的电流输出导线，又和
下一级发电机组上的，电动机的电流输入导线相连接。如此， 一级一级连接下去。自供电源
式原子核的链式反应式永磁能发电机，如图7所示。它的发电机组之间的连接方式为初级
发电机组a上的，电动机2的电流输入导线，和其同轴上的，发电机3的电流输出导线相连 接。除此之外，自供电源式原子核的链式反应式永磁能发电机,它的初级发电机组a与第二、 三、四……级上的，每组发电机组的连接方式和外供电源式原子核的链式反应式永磁能发电 机相同'。这里需要说明的是，无论是外供电源式原子核的链式反应式永磁能发电机，还是自 供电源式原子核的链式反应式永磁能发电机，组成它们的每一组发电机组，所能连接的下一 级发电机组的数量，取决于，该组发电机组上的发电机，所能发出的电量大小，以及下一级 发电机组的电动机，所需要的工作电量的多少。不一定如图6、 7所示的，每一组发电机组， 只能连接2组下一级发电机组的连接数量。另外，需要说明的是，发电机组之间的连接需要 通过，必要的整流(发电机组上的发电机3，如果是直流发电机可不整流)，变压等系统。 二原子核的链式反应式永磁能发电机的工作原理
(一)图1中所示电动机2的工作原理
下面我们以图3所示的，由4个定子磁极和2个转子磁极组成的，结构最简单的电动机 来说明，这种电动机的工作原理。图8—16所示，是电动机的转子，在定子磁极中运动情况 的简化示意图，和与转子磁极线圈相连接的换向器，在和转子同轴转动过程中，和电刷接触 的简化示意图。在说明电动机的工作原理之前，我们先给电动机装上惯性轮，然后，我们再 用外拖动电机，按顺时针方向将它拖动起来。当装有惯性轮的电动机正常转动起来后，我们 将电动机和外拖动电机分离开。于此同时，通过切换开关将电动机和外界直流电源接通。当 电动机和外拖动电机分离后，在电动机不通电的情况下，电动机仍然会在惯性轮及其转子自 身惯性(下面叙述时将转子惯性省略)的推动下继续转动一段时间。然后会慢慢减速，当惯 性轮储存的能量耗尽后，电动机将最终停下来。在这过程中，当电动机转子在惯性轮带动下 转到如图8中左图所示位置时，此时，转子N极磁极正好转到定子磁极A处。为便于说明电 动机的工作原理，下面我们就以转子N极磁极运动的轨迹，来说明转子在定子磁极中的运动 情况。并通过转子的运动来说明整个电动机的工作原理。如图8中左图所示，当电动机的转 子在惯性轮带动下，其N极磁极转到定子磁极A处时，这时，如果没有惯性轮的作用，转子 就会在定子磁极永磁体和转子磁极永磁体的永磁场相互作用下沿顺时针方向或逆时针方向转 动，并最终停止在EG处或HF处。这是因为，EG和HF是定子磁极永磁体和转子磁极永磁 体的永磁场相互作用的力的平衡点。而此时，由于存在顺时针方向惯性轮的作用，所以转子就会在永磁力和惯性轮推动下，沿顺时针方向转向平衡点EG。当转子N极磁极转到E点时， 如图9中左图所示。由于惯性轮的推动，转子不会停止在平衡点EG处，而是继续向定子磁 极BD处转去。而当转子转过平衡点EG后，定子和转子磁极之间的永磁力的平衡状态就会
被打破，使转子产生阻力。这样，转子在向定子磁极'BD处转动的过程中，它的转动速度就 会减慢。此时，如果惯性轮储存的能量正好消耗完，它将会最终转回并停止在平衡点EG处。 但当转子在永磁力和惯性轮推动下从定磁极AC转到平衡点EG处时，这时，如果电动机已 被通电，就不会出现上述情况。和转子同轴转动并和转子N极磁极线圈相连的换向器a上的 换向片，此时也正好由图8中右图所示位置，转到图9中右图所示位置(电刷相对运动)，这 样换向器a上的换向片与电刷11'接触，使与换向器a连接的转子N极磁极上的线圈被通电。 从而使转子磁极N极端磁感应强度增强。由于2个转子磁极相互屏蔽，因此，转子另一端S 极磁极的磁感应强度不会改变。这种情况下，转子转动的顺时针方向多出一个电磁力来。这 样，转子就会在永磁力，电磁力及惯性轮3个顺时针方向合力推动下，不会停止在平衡点EG 处。而是向定子磁极BD处转去。当转子N极磁极转到定子磁极B处时，如图10左图所示。 这时，与转子N极磁极线圈相连的换向器a上的换向片正好转过电刷11'。如图10中右图 所示。这样，转子N极磁极线圈中的电流被切断。此时，如果无惯性轮推动，转子就会出现 它在定子磁极AC处时的情况，向顺时针方向或逆时针方向转动。但此时，它会在惯性轮推 动下，转过定子磁极BD，并在永磁力共同推动下向平衡点FH处转去。当转子在永磁力和惯 性轮推动下转到FH平衡点时，如图11中左图所示。此时，转子N极磁极在F点。这时和转 子S极磁极线圈相连的，换向器b上的换向片正好转到电刷22'处。如图11中右图所示。 这样，转子S极磁极上的线圈被通电，使转子磁极S端磁感应强度增强。这样，转子就不会 停止在平衡点FH处。而是在惯性轮，永磁力和电磁力推动下向定子磁极CA处转去。当转 子N极磁极转到定子磁极C处时，如图12中左图所示。此时，和转子S极磁极线圈相连的 换向器b上的换向片正好转过电刷22'。如图12中右图所示。这样，转子S极磁极的线圈 电流被切断。在永磁力和惯性轮推动下，转子向平衡点GE处转去。当转子N极磁极转到平 衡点G处时，如图13中^SB^。咖诉龄子Nt^f虔皿giam向器ai^向片又襟i」顿ijir 处。如图13中右图所示。这样，转子N极磁极线圈又被通电，使其N极磁极磁感应强度增 强。在永磁力，电磁力及惯性轮推动下，转子向定子磁极DB处转去。当转子N极磁极转到 定子磁极D处时，如图14中左图所示。这时，换向器a的换向片正好转过电刷11'。如图 14中右图所示。这样，转子N极磁极上的线圈电流被切断，转子在永磁力和惯性轮推动下向 平衡点HF转去。当转子N极磁极转到H处时，如图15中左图所示。这时，换向器b上的 换向片又和电刷22'接触。如图15中右图所示。这样，转子S极磁极线圈又被通电，使转子 S极磁极的磁感应强度增强。在永磁力，电磁力及惯性轮推动下，转子向定子磁极AC处转 去。当转子N极磁极转到定子磁极A处时，如图16中左图的示。这样，转子便转完了完整 的一圈。与此同时和转子磁极S极上的线圈相连接的换向器b上的换向片，也正好转过电刷 22'。如图16中右图所示。这样转子S极磁极线圈断电。在永磁力，惯性轮推动下，转子又 向平衡点EG转去。当转子转到EG处时，如图9中左图所示。换向器a上的换向片又和电刷 11'接触。如图9中右图所示。如此，转子按以上工作原理会不断的转动下去。在转子转过的
一圈中，电动机转子，从A到E;从B到F;从C到G;从D到H;这几个过程中，转子的
转动不需要消耗电能。推动转子转动的能量是由定子磁极和转子磁极上的永磁体，提供的永磁能和由惯性轮"提供"的机械能"两部分组成"。只有当转子，从E到B;从F到C;从G 到D;从H到A的几个过程中才消耗电能。而且由于存在惯性轮和永磁能的推动，在这几个 过程中，转子磁极线圈也只消耗少量的电能。在一定范围内，电动机定子和转子磁极上的永 磁体的磁感应强度越大；惯性轮的质量和其直径越大；电动机转子磁极耗电就越少。在这里 需要说明的是惯性轮储存的能量，最初由外拖动电机提供。当外拖动电机提供给惯性轮的 能量消耗完后，惯性轮的能量则由定子磁极和转子磁极上的永磁体提供。由于电动机定子磁 极和转子磁极上的永磁体的磁感应强度足够强(这在设计时己设计好)，使得电动机，既使与 发电机'和惯性轮连接后，当电动机的转子磁极从定子磁极处转向平衡点的过程中，不但能带 动其同轴上的发电机转动，而且也能同时给其同轴上的惯性轮储存能量。这也就是说，在电 动机带动惯性轮转动时，当电动机的转子磁极从定子磁极处转向平衡点的过程中，定子磁极 和转子磁极上的永磁体中的"一部分"永磁能，以机械能的形式储存在了惯性轮中。从而为
惯性轮提供了继续转动的能量。使其能够帮助电动机转子，转过EB、 FC、 GD、 HA几个死 角点。也就是说，电动机在正常运转的情况下，维持其转动的能量，实际上是定子和转子磁 极永磁体中的永磁能和转子磁极线圈中的电能。而转子磁极线圈中少量的电能，只是起辅助 推动的作用。在电动机的工作过程中，推动其转动的最主要的能量就是永磁能。在一定范围 内，定子和转子永磁体的磁感应强度越大；惯性轮的直径和质量越大；电动机的功率就越 大。它所能带动的同轴上的发电机的功率就越大。且电动机的耗电也越少。图1中所示，发 电机组上的电动机，虽然只用少量的电能但却能带动大功率发电机转动，是因为，它的功率 实际上大于同轴上发电机的功率。也就是说，电动机在工作过程中有效利用了定子和转子永 磁体中的永磁能，使电动机工作时，在单位时间内所用的能和永磁能的能量总合，大于发 电机在同一单位时间内，发出的电能。
(二)原子核的链式反应式永磁能发电机的工作原理。 1外供电源式
原子核的链式反应式永磁能发电机，是由许多，如图l所示的发电机组连接而成。所以， 在说明它的工作原理之前，我们先来看看，图1中所示的发电机组是如何工作的。在图1中 所示的发电机组工作时，先用外拖动电动机，将发电机组拖动起来。当整个发电机组正常匀 速的转动起来后，我们分离外拖动电机。这样，'发电机组就会在惯性轮1，及电动机2和发 电机3的转子本身惯性作用下，继续转动一段时间。在这过程中，我们将电动机2与外界直 流电源接通。这样，大功率电动机2就会借助永磁能，并借助惯性轮的推动，带动同轴上的 发电机3发出电来。现在我们再来看看，图6中所示的，由许多，如图1所示的，发电机组 连接成的，外供电源式原子核的链式反应式永磁能发电机的工作原理。首先，将组成原子核 的链式反应式永磁能发电机的，每一组发电机组，同时用外拖动电机拖动起来。与此同时， 给初级发电机组(第一级)a上的电动机2接通外界直流电源。这样，初级发电机组a就会正 常的工作起来。当初级发电机组a正常工作起来后，它的发电机3就会发出连续不断的电能 来。由于初级发电机组a上的发电机3发出的电量，足够第二级发电机组b山2上的电动机2
所需要的工作电量。这样，第二级发电机组b山2便正常的工作起来。当发电机组b山2正常工 作起来后，它们的发电机3便发出连续不断的电能来。这样，和发电机组b山2相连的第三级 发电机组dC2C3C4上的电动机2便得到了工作电源，使得它们正常工作起来。当第三级发电 机组发出电后，再将它们发出的电能输送给和它们相连接的下一级发电机组。如此，原子核 的链式反应式永磁能发电机，就像原子核裂变一样，它的电能呈倍增式释放出来。从而发出取之不尽，用之不竭的电能来。 2自供电源式
如图7所示，这种自供电源式发电机与图6所示的外供电源式发电机的不同之处在于自 供电源式原子核的链式反应式永磁能发电机的初级发电机组a上的电动机2所需要的电能，
不是由外界直流电源提供，而是由发电机组a上的发电机3自身提供。也就是说，当图6所 示的外供电源式发电机正常工作起来后，我们将初级J:电机组a上的发电机3发出的一部分 电能，通过切换开关，输送给其同轴的电动机2使用。以此代替外电源。然后，再将剩余的 电能输送给第二级发电机组b山2上的电动机2。这样，外供电源式发电机就变成了自供电源 式发电机。如图7所示。当发电机组b山2上的发电机3发出电后，再将它们发出的电能输送
给第三级发电机组dC2C3C4上的电动机2工作。当第三级发电机组dC2C3Q发出电后，再
将它们发出的电能输送给下一级发电机组工作。这样，自供电源式原子核的链式反应式永磁 能发电机，就可以发出取之不尽用之不竭的电能来。
在原子核的链式反应式永磁能发电机中，它的每一组发电机组使用的电动机，除前面介 绍的将线圈绕在转子磁极上的转子绕组式电动机外，还有一种将线圈绕在定子磁极上的定子 绕组式电动机。下面介绍这种电动机的结构及工作原理。
一、定子绕组式电动机的结构
这种电动机的基本结构也是由机壳、定子磁极、转子磁极、转子体、换向器，电刷组 成。和前面介绍的转子绕组式电动机一样，这种定子绕组式电动机的定子磁极和转子磁极，
也是由N、 S极等距离交替排列的n个永磁体组成。如图17左图所示，是它的截面图。和转 子绕组式电动机不同，这种定子绕组式电动机的电磁线圈不是绕在每个转子磁极上，而是绕 在每个定子磁极上。且转子永磁极不需要磁屏蔽，而每个定子磁极都必须磁屏蔽。图中所示， l为转子磁极，它是由永磁体构成。2为转子体，3为机壳，4为定子磁极。图17中右图所示 是放大的定子磁极的截面图。图中，l为磁屏蔽导磁体，2为软磁体，3为永磁体，4为绕在 软磁体上的线圈，由2、 4组成电磁铁。5为屏蔽导磁体，由1、 5组成半封闭的杯状磁屏蔽 体。6为非导磁体，7为将定子磁极固定在机壳上的固定螺丝。磁极的固定可用螺丝固定，也 可用别的方法固定。定子磁极与机壳的接触面，可为如图所示的平面也可为曲面。转子上， 每个转子磁极永磁体的磁感应强度，形状、尺寸以及它们之间的排列间距相同。定子上，每 个定子磁极的永磁体的磁感应强度，形状尺寸及电磁铁上的线圈匝数；屏藓导磁体的形状尺 寸；及定子磁极与机壳之间的非导磁体的尺寸；以及磁极间的距离都相同。电动机的定子磁 极和转子磁极的比数为4X3": 2X3n (n为正整数)。.电动机的转子在停转状态时，其转子磁 极总是处于定子磁极中间。由于电动机定子磁极和转子磁极的永磁体的磁感应强度足够强(这 在设计时己设计好)，使得电动机既使和惯性轮l，发电机3相连接的情况下，如图1所示。 当整个发电机组处于停转状态时，电动机的转子磁极也始终停止在定子磁极中间。图17所示， 是由12个定子磁极和6个转子磁极组成的，定子绕组式电动机的截面图。图18所示，是这 种电动机中，定、转子磁极数最少的一种电动机的截面图。它的定子和转子磁极比数为4:2。 定子绕组式电动机的，换向器的结构，如图19所示。它是由a、 b、 c、 d， 4个在同一转 轴上，同直径的换向器组成(换向器的编号方向从换向器向转子方向以次为a、 b、 c、 d)。 每个换向器被均等的分成8格。其中l格由换向片组成，其余7格由绝缘片组成。a、 b、 c、 d， 4个换向器上的4个换向片之间，按同一螺旋方向以次错开一格分布。图20、 21所示是换向器的平面展开图。图20所示，是换向片，从左上向右下螺旋分布排列的换向器的展开图。 图21所示，是换向片，从左下向右上螺旋分布排列的换向器的展开图。在实际应用中，不必 将换向器分格，但每块换向片的孤长必须为换向器圆周长的l长。
定子绕组式电动机的电刷，如图19所示。它由ll' 、 2! 、 33' 、 44' ， 4对电刷组成 (和换向器的编号同方向编号)。每一对电刷对应一个换向器。和4个换向器，滑动接触的电
刷，相互平行排列且分布在换向器同一侧。并和转轴相互垂直分布在同一平面上。4对电刷 分别和定子磁极上的线圈对应连接。以图18所示的，由4个定子磁极和2个转子磁极组成的 电动机为例，4对电刷和4个定子磁极线圈的连接规则为对于电刷和换向片，从左上向右 下螺旋排列的换向器接触时，电刷和定子磁极线圈的连接规则是ll^~Sr, 22^N1; 33LS2; 44LN2，如图22所示(定子磁极的编号从电刷的一面按顺时针方向编号)。对于换向片， 从左下向右上螺旋排列的换向器来说，电刷和定子磁极线圈的连接规则是11^N^22"^.， 33^H^ .,44'—S,;如图23所示。4对电刷以并联的方式共同连接于一个直流电源，。使得每 一对电刷，当它和，所对应的换向器上的换向片接触时，形成一个闭合电流回路。从而使和该 换向器上的换向片接触的电刷所连接的定子磁极线圈通电。对于多磁极的定子绕组式电动机 来说，它的电刷和定子磁极线圈的连接规则，我们以图17所示的，由12个定子磁极和6个 转子磁极组成的电动机为例，并以换向片从左上向右下螺旋排列的换向器为例(图20所示)， 它的连接规则为如图24所示，将按顺时针方向编号后的，所有单号N极磁极线圈NLN3. Ns和电刷22'连接；将所有双号N极磁极线圈N2,N4、N6和电刷44.'相连接；再将所有单号 S极磁极线圈S,. S3、 S5、和电刷ll'相连；然后将所有双号S极磁极线圈S2、 S4、 Se和电刷33' 相连接，图24所示是图17所示的电动机的电刷与其定子磁极线圈及电源的连接示意图以及 和展开的换向器的对应关系图。
二、定子绕组式电动机的工作原理
我们以图18所示的，由4个定子磁极和2个转子磁极组成的，定子绕组式电动机来说明， 这种电动机的工作原理。在说明它的工作原理之前，我们也将它和惯性轮连接起来。电动机 工作时，先用外拖动电机，将装有惯性轮的电动机，按顺时针方向拖动起来。当装有惯性轮 的电动机正常的工作起来后，我们分离开外拖动电机。于此同时，通过切换开关将电动机和 外界直流电源接通。当电动机和外拖动电机分离后，在电动机不通电的情况下，电动机仍然 会在惯性轮及其转子自身惯性(下面叙述时，将转子自身惯性省略)推动下，继续转动一段 时间。在这过程中，当电动机的转子转到定子磁极AC处时，如图25左图所示。此时，转子 N极在定子磁极A处为便于说明问题，在这里，我们同样以转子N极运动的轨迹，来描述转 子在定子中的运动情况及整个电动机的工作原理。图25—33所示，是图18所示的，电动机 的转子在定子中运动情况的简化示意图，以及和与定子磁极线圈相连接的电刷，在与和转子 同轴转动的换向器转动过程中，接触情况的简化示意图。当转子N极转到定子磁极A处时， 如图25左图所示。由于存在顺时针方向惯性轮推动，转子就会在惯性轮及定子和转子磁极的 永磁场相互作用下，向顺时针方向转动。当转子N极转到平衡点E处时，如图26左图.所示。 这时，和转子同轴转动的换向器a上的换向片正好由，图25右图所示位置，转到和定子磁极 线圈S,连接的电刷11'处。如图26右图所示。这样，定子磁极线圈S,被通电。使定子磁极B 的磁感应强度增强。转子在惯性轮和电磁力，永磁力推动下，向定子磁极BD处转去。当转子 N极转到定子磁极B处时，如图27左图所示。这时，换向器a的换向片正好转过和它滑动接触的电刷ll'。如图27右图所示。这样，定子磁极线圈S'被断电。在惯性轮和永磁力推动 下，转子向平衡点FH转去。当转子N极转到平衡点F时，如图28左图所示。这时，换向器 b上的换向片正好转到和定子磁极线圈N,连接的电刷22Z处。如图28右图所示。这样，定子 磁极线圈N,被通电。在惯性轮、电磁力、永磁力推力下，转子向定子磁极CA处转去。当转 子N极转到定子磁极C处时，如图29左图所示。这时换向器b上的换向片正好转过电刷22' 。如图29右图所示。这样，定子磁极线圈A中的电流被切断。在惯性轮和永磁力的推动 下，转子向平衡点GE处转去。当转子N极转到平衡点G处时，如图30左图所示，这时， 换向器C上的换向片和定子磁极线圈S2连接的电刷33'接触。如图30右图所示。这样，定 子磁极线圈S2被通电。在电磁力、惯性轮、永磁力推动下，转子向定子磁极DB处转去。当转 子N极转到定子磁极D处时，如图31左图所示。这时，换向器C上的换向片正好转过电刷 33'。如图31右图所示。在惯性轮和永磁力推动下，转子向平衡点HF处转去。当转子N极 转到平衡点H处后，如图32左图所示。这时，换向器d上的换向片和定子磁极线圈N2连接 的电刷44'接触。如图32右图所示。这样，定子磁极线圈N2被通电。转子在惯性轮、电磁 力、永磁力推动下，向定子磁极AC处转去。当转子N极转到定子磁极A处时，如图33左 图所示。转子便转完了完整的一圈，又开始了新一圈的转动。而当转子N极转到定子磁极A 处时，换向器d上的换向片也正好转过电刷44'。如图33右图所示。在惯性轮和永磁力推 动下，转子又向平衡点EG转去。当转子N极转到平衡点E处时，如图26左图所示。这时， 换向器a上的换向片又和电刷ll'接触。与之相连接的定子磁极线圈S,又被通上电……如此， 电动机借助永磁能和少量的电能，并在惯性轮辅助推动下，会不断的转动下去。当它和发电 机相连接时，就会带动同轴上的发电机发出源源不断的电能来。 具体用途
① 原子核的链式反应式永磁能发电机，作为一种能量输出装置，在短时间内，可发出巨 大的电能来。可为工农业生产提供取之不尽的能源。
② 组成原子核的链式反应式永磁能发电机的，发电机组，还可单独作为发电机使用。可 广泛应用于小规模用电。如野外活动时，各种用电设备的用电。
③ 当发电机组上的，电动机的电流输入导线，和其同轴上的发电机的电流输出导线相连 接时，发电机组可以作为一种自供电源式电动机使用。作为一种主要是动力输出的装置，发 电机组上的发电机的功率，可以做小一点。它发出的电能只够同轴的电动机用电就可以。它 的转轴可直接或间接和其它设备连接，从而拖动被拖设备工作。
④ 发电机组上的电动机，当它和惯性轮同轴连接后，也可作为一种电动机使用。当它通 电时，可拖动被拖设备工作。
⑤ 当发电机组上的，电动机的电流输入导线，和其同轴上的发电机的电流输出导线相连 接时，发电机组可以单独作为一种便于携带的自供电源式发电机使用。
权利要求
1、一种原子核的链式反应式永磁能发电机，其特征是它是由n组，由在同一转轴上的惯性轮(现有技术)，电动机和发电机(现有技术，可为直流发电机，也可为交流发电机)三部分组成的，发电机组连接而成，每个发电机组上的惯性轮的直径大于电动机的转子直径；电动机的转子直径又大于其同轴上发电机的转子直径。
2、 根据权利要求l中所述的，原子核的链式反应式永磁能发电机，其特征是由n组发 电机组连接成的，原子核的链式反应式永磁能发电机，其上一级发电机组上的，发电机的电 流输出导线，通过必要的变压，整流等系统与下一级发电机组上的，电动机的电流输入导线 相连接，而第一级发电机组上的电动机和电源的连接则分为外供电源连接和自供电源连接 两种方式，当它与外电源连接时，电动机的电流输入导线和外界直流电源相连接；当电动机 与自供电源连接时，它的电流输入导线和其同轴上发电机的电流输出导线相连接。
3、 '根据权利要求1中所述的，原子核的链式反应式永磁能发电机，其发电机组上的电动 机的，特征是和惯性轮，发电机同轴的电动机分定子磁极绕组式电动机和转子磁极绕组 式电动机两种，前一种是在定子磁极上缠绕线圈；后一种则是在转子磁极上缠绕线圈。
4、 根据权利要求3中所述的，转子磁极绕组式电动机，其特征是它是由机壳、定子磁 极、转子体、转子磁极、换向器、电刷几部分构成。
5、 根据权利要求3、 4中所述的，转子磁极绕组式电动机，其特征是它的定子磁极和 转子磁极都由N.S极等距离，交替排列的n个永磁体组成，定子磁极永磁体的形状尺寸，磁 感应强度及磁极之间的排列间距相同；定子磁极和转子磁极的永磁体的磁感应强度，形状尺 寸可以相同也可以不同，定子磁极和转子磁极比数为4X3n: 2X3"(n为正整数)。
6、 根据权利要求3、 4所述的，转子磁极绕组式电动机，其转子磁极的特征是转子磁 极永磁体上套有电磁铁；在电磁铁外又套有导磁体，使每个转子磁极之间相互磁屏蔽(导磁 体向定子面开口)，且每个屏蔽磁极与转子体之间也用相同尺寸的非导磁材料隔开，每个转子 磁极上的，电磁铁上缠绕的线圈匝数，及屏蔽导磁体的形状尺寸相同。
7、 根据权利要求3、 4所述的，转子磁极绕组式电动机，其换向器的特征是它是由， 在同一转轴上，同直径的2个相互绝缘的换向器组成，每个换向器，由绝缘材料和占换向器 圆周长的^长尺寸的2片换向片组成，换向器两侧各分布一个换向片(一个换向片的孤面正 对另一个&向片的孤面)，两个换向器上的2对换向片，呈正什字形分布。
8、 根据权利要求3、 4所述的，转子磁极绕组式电动机，其特征是2个换向器上的2 对换向片，分别和转子磁极上不同极性永磁体上的线圈相连接，对于多磁极转子，则所有N 极永磁体上的，线圈的两个导线头，分别和一个换向器上的，2个换向片相连接；所有S极 永磁体上的，线圈的2个导线头，分别和另一个换向器上的，2个换向片相连接。
9、 根据权利要求3、 4所述的，转子磁极绕组式电动机，其电刷的特征是它是由，分 布于换向器两侧，且和转轴垂直于同一平面上的，2对相互平行的电刷组成，每个换向器两 侧和转轴垂直于同一直线上的2个电刷为一对，2对电刷都和直流电源相连接。
10、 根据权利要求3所述的，定子磁极绕组式电动机，其特征是它是由机壳、定子磁 极、转子体、转子磁极、换向器、电刷几部分组成。
11、 根据权利要求3、 IO所述的，定子磁极绕组式电动机，其特征是其定子磁极和转 子磁极都有N.S极等距离交替排列的n个永磁体组成，定子磁极永磁体的磁感应强度，形状 尺寸及磁极之间的排列间距相同；转子磁极永磁体的磁感应强度，形状尺寸及磁极之间的排 列间距相同；定子磁极和转子磁极的永磁体的磁感应强度，形状尺寸可以相同也可以不同，定子磁极和转子磁极的比数为4X3、 2X3"(n为正整数)。 '
12、 根据权利要求3、 IO所述的，定子磁极绕组式电动机，其定子磁极的特征是定子磁极永磁体上套有电磁铁，而电磁铁外又套有导磁体，使每个定子磁极之间相互磁屏蔽(导 磁体向转子面开口)，每个定子磁极上的，电磁铁上缠绕的线圈匝数及屏蔽导磁体的形状尺寸 相同，且每个屏蔽的定子磁极与电动机外壳之间也用相同尺寸的非导磁材料隔开。
13、 根据权利要求3、 IO所述的，定子磁极绕组式电动机，其换向器的特征是它是由 4个在同一转轴上，同直径的换向器组成，每个换向器，由绝缘材料和占换向器圆周长丄长 尺寸的1片换向片组成，4个换向器上的换向片之间，按同一螺旋方向，错开与换向片i长 等距离的尺寸分布。
14、 根据权利要求3、 IO所述的，定子磁极绕组式电动机，其电刷的特征是它是由，分布于换向器同一侧，彼此相互平行，并和转轴相互垂直分布在同一平面上的4对电刷组成， 每对电刷对应一个换向器，且4对电刷以并联的方式共同连接于一个直流电源。
15、 根据权利要求3、 IO所述的，定子磁极绕组式电动机，其电刷的特征是4对电刷 和定子磁极上的线圈相连接，4对电刷和定子磁极线圈的连接，方式为4对电刷分别和，用 阿拉伯数字编号(定子磁极的编号，从电刷的一面按顺时针方向编号)后的，不同极性的，所有单号永磁极(NlN3、N5,N7 或Sk S3, S5、 S7……)；及不同极性的，所有双号永磁极(N2、N4、N6、N8……或S2、 S4、 S6、 S8……)上的线圈相连接，使定子永磁极，通过其线圈与电刷的 连接，对应在4个换向器上的顺序是对于换向片，从左上向右下螺旋排列的换向器来说，定子磁极对应在它上面的顺序，从电刷向转子方向以次为(S!、 N卜S2、 N2);对于换向片，从左下向右上螺旋排列的换向器来说，定子磁极对应在它上面的顺序，从电刷向转子方向以次为(N2、 S2、 N卜S!)。
16、 根据权利要求1、 3所述的，电动机其特征是不管电动机是否连接惯性轮和发电机，当电动机处于停转状态时，它的转子磁极总是停止在两个定子磁极中间。
17、 根据权利要求l中所述的，发电机组，可以单独作为一种发电机。
18、 根据权利要求1中所述的，发电机组，当它的电动机输入导线和其同轴上的发电机的电流输出导线，通过变压，整流等系统相连接后，发电机组可以成为一种自供电源式电动 机。
19、 根据权利要求3中所述的，电动机，当它和惯性轮同轴连接后，可成为一种节能电动机。
全文摘要
一种原子核的链式反应式永磁能发电机。它是由许多在同一转轴上的惯性轮，电动机，发电机三部分组成的发电机组连接而成。原子核的链式反应式永磁能发电机，是利用组成它的许多，发电机组上的，电动机中的永磁能，并借助惯性轮及少量的电能，从而带动电动机同轴上的发电机发电的。像原子核裂变一样，可在短时间内发出巨大的电能，为工农业生产发出取之不尽的电能来。
文档编号H02K53/00GK101291100SQ200710100788
公开日2008年10月22日 申请日期2007年4月19日 优先权日2007年4月19日
发明者薛生军 申请人:薛生军