一种感生电场发电机的制作方法

本实用新型涉及发电机技术领域，进一步是磁极与线圈皆为定子的发电机。

背景技术：

现有发电机通常采用电枢线圈与磁极相对运动，切割磁力线产生电流。具有发电量大，制造技术成熟等优点。缺点是，转子结构复杂，且质量大，体积大。在工作时，产生的机械阻力大、涡流大、升温高。铁芯开槽，漏磁大。由于输出电流或励磁电流要通过电刷，会产生很大的火花消耗，并极容易造成事故。

本实用新型以“感生电场”理论为基础，在本人已实用新型的“一种控磁发电机”（已授权）结构上改进的机械发电装置。采用了磁极与电枢线圈同为定子的结构形式；转子由原双导磁体（控磁片）改成单导磁体，转子上仍然无线圈、无磁铁，只是用来导通磁路，使通过定子线圈的磁通量大小、方向随之改变，产生感生电动势。改进后的发电装置效果更加显著。

技术实现要素：

本实用新型目的在于提供一种磁极、电枢线圈（含铁芯） 固定，线圈集中环绕在定子铁芯上，特别是转子结构简单、无线圈、无电刷，无磁铁，产生械阻力较小、升温小的一种感生电场发电机。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种感生电场发电机，包括有壳体，壳体内固定设置有磁铁、线圈，线圈集中环绕在铁芯上，线圈两极与壳体外部接线柱相连；磁极、线圈同为定子，定子固定在壳体内；转子置于封闭环内，固定在主轴上，可随主轴在环状体内转动；主轴通过轴承固定于壳体上；其特征在于：所述磁铁与铁芯构成封闭环，磁铁与铁芯均是该封闭环的一部分，磁铁与铁芯均至少有两块，且磁铁与铁芯相间排列；所述线圈至少为2组；磁铁的磁极相对于线圈的两侧；该封闭环上的铁芯向内有突出块，突出块为2N个，并根据对称原则按间隔排列；线圈集中环绕在两突出块之间；突出块的截面大小与转子外凸端截面大小相等或相近，突出块内侧为内凹的圆弧面，与转子上的外凸的圆弧面相配合；突出块的最大内径比转子的最大直径大0.2－2厘米。

进一步：

所述的磁极、线圈可以设置2组或4组或6组或8组；与之相对应，转子形状为“I”字形或“十”字形或“＊”字形或“米”字形。

所述的定子中有四个铁芯，凸起端为八个，平均间隔45°角，组成一个环形状；所述的转子为“十”字形体，有四个凸起端，平均间隔90°，与定子铁芯中的凸起端相对，转子在定子铁芯凸起端所围成的环状内转动。

所述的转子及铁芯采用多层铁磁性材料叠加制成。

所述的感生电场发电机即单相机，如将三个单相机同轴相连，并且各单相机内转子相对交错120°角度，就形成了三相同步发电机。

本实用新型的目的可进一步通过以下技术方案实现：

所述的定子铁芯为“H”或“U”字形，铁芯两端凸起，线圈集中环绕在两凸起之间；定子铁芯凸起端的截面大小与转子凸起端截面大小相等或相近，并且定子凸起端与转子凸起端为圆弧面相配合。

所述的磁极、线圈可以设置2组或4组或6组或8组；与之相对应，转子形状为“I”字形或“十”字形或“＊”字形或“米”字形。

所述的定子铁芯有两个，凸起端为四个，平均间隔90°角，组成一个环形状；所述的转子为“I”字形体，有两个凸起端，与定子中的凸起端相对应，转子在定子的凸起端围成的环状体内转动。

所述的转子及定子铁芯采用多层铁磁性材料叠加制成。

三个单体机同轴相连，并且各单机内“I”转子相对交错120°角度，就形成了三相同步发电机的结构。

本实用新型根据“磁感线（磁通量）总是集中于磁阻最小的路径，自然形成闭合回路”的原理进行设计的。本实用新型中：磁极、线圈（含铁芯）固定，形成定子；同性磁极相对于线圈（含铁芯）的两侧，磁性相抗；转子位于定子铁芯凸起端之间。由于同性磁极相对于线圈铁芯的两侧，磁性相抗使磁通不能形成回路，只能在转子的引导下才能形成回路。工作时，转子每转动α角（如90°），能使通过定子铁芯的磁通方向改变一次，即使穿过线圈产生感生电动势。每转动2α角（如180°）产生一个正弦电动势，一周产生两个正弦电动势。

本实用新型具有以下有益效果：磁极、线圈（含铁芯）同为定子；转子结构简单、质量轻、体积小，在工作时，产生的机械阻力小、涡流小、升温低。因此，相对于现有发电机笨重的转子和开槽铁芯的发电机而言，本实用新型转子有明显的节能、高效及功能上的优点。由于线圈和磁极固定，电流可直接输出，不需用电刷，可确保发电机安全运行。尤其是：本实用新型中转子上只有一个导磁体；使转子结构进一步得到优化，体积、质量、机械阻力均显著减少。本实用新型中两组磁极（永磁铁）的磁通是同时穿过线圈的，充分利用了磁通效能，使发电机效率显著提高。本实用新型突破了磁极与线圈相对运动的方式，开辟了发电机新的技术领域。

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，并使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和实施例作进一步详细的说明。

附图说明

图1、2为本实用新型结构示意图。

图1中：1为定子铁芯，2为电枢线圈，3为接线柱，4为磁极，5为转子，6为主轴，7为壳体。

图2中：1为定子铁芯，2为电枢线圈，3为接线柱，4为磁极，5为转子，6为主轴。

具体实施方式

实施例1：

如图1所示，一种感生发电机，包括壳体7，壳体7内固定设置有磁极4（永磁铁或电磁铁，一般采用永磁铁），铁芯1与电枢线圈2（简称：线圈）。所述线圈集中环绕在上定子铁芯1（有凸起端，称凸极）上，且线圈2接头直接通向壳体7外部与接线柱3相连接。所述的磁极4，分别位于定子铁芯1的两侧。重要的是同性磁极相对于定子铁芯1两侧，对于某个线圈2来说两端是双N极或双S极。

壳体内设置磁极4为两个，电枢线圈2（含铁芯）为两个，并且磁极4（永磁铁）与电枢线圈2（含铁芯）组成定子。

所述的定子中有两个定子铁芯1，凸起端为四个，平均间隔90°角。组成一个环形体。

所述的转子5为“I”字形几何体，有两端凸起。转子在定子的四个凸起端所形成的环状体之间转动。

所述的转子5的两个凸起端，只能与定子中的两个凸起端相对应，每转动90°角再与另外两个相对应。

工作时，主轴6的外端（壳体外）与外部动力连接，所述主轴6与转子5一起转动。如图1中，当转子5转动0－90°时，转子5的两个凸起端，离开原来定子的两个凸起端，再与另外两个相对应。这时，定子铁芯上的磁通路径要发生一次变化，即通过电枢线圈的磁通方向发生一次改变。这样不断地转动转子，使得通过两个线圈的磁通量大小和方向随时间不断地发生改变，线圈中产生持续的感生交变电动势。每转动180°线圈产生一个正弦电动势，360^○能产生两个电动势。（本例相当于现有技术两对磁极的状况）。电流可通过接线柱3向外输出。四个线圈在工作时，可串联也可并联，输出电压可以成倍调整。

实施例2：

一种感生电场发电机，包括有圆筒状的壳体7，壳体7内固定设置有磁极4，定子铁芯1与电枢线圈2。所述线圈集中环绕在上定子铁芯1上，且线圈2接头直接通向壳体7外部与接线柱3相连接。所述的磁极4，分别位于定子铁芯1的两侧。重要的是同性磁极相对于线圈（铁芯）两侧，对于某个线圈2来说是双N极或双S极。

壳体内设置磁极4（永磁铁）为四个，电枢线圈2（含铁芯）为四个，并且磁极4（永磁铁）与线圈2（含定子铁芯1），它们间隔连接组成环状定子。

所述的定子中有四个定子铁芯1，凸起端为八个，平均间隔45°角。组成一个环形体。

所述的转子5为“十”字形几何体，有四个凸起端，平均间隔90°。转子在定子的八个凸起端形成的环状体之间转动。

所述的转子5的四个凸起端，与定子中的四个凸起端相对应，每转动45°角再与另外四个相对应。

工作时，主轴6的外端（壳体外）与外部动力连接，所述主轴6与转子5一起转动。如图2中，当转子5转动0－45°时，转子5的四个凸起端，离开原来定子的四个凸起端，再与另外四个相对应。这时，定子铁芯上的磁通路径要发生一次变化，即通过电枢线圈的磁通方向发生一次改变。这样不断地转动转子，使得通过四个线圈的磁通量大小和方向随时间不断地发生改变，线圈中产生持续的感生交变电动势。每转动90°线圈产生一个正弦电动势，360^○能产生4个电动势。（本例相当于现有技术四对磁极的状况）。电流可通过接线柱3向外输出。四个线圈在工作时，可串联也可并联，输出电压可以成倍调整。

本实施例中，壳体内可以固定设置多组磁极和线圈（含铁芯），如2组、4组、6组、8组；与之相对应，转子形状为“I”字形或“十”字形、“＊”字形、“米”字形等。

实施例3：

如图2所示，1为定子铁芯，2为电枢线圈，3为接线柱，4为磁极（永磁铁或电磁铁），5为转子，6为主轴。本实施例中，壳体未标出。

本结构原理与实施例1相同，只是定子铁芯和永磁铁的形状有所变化。工作原理相同，不再重复叙述。

以上所述的实施例为单相发电机，如三个单相机同轴，三个转子相对交错120°，就组成了三相同步发电机的结构。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但它的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。