一種恒直流發(fā)電機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種發(fā)電裝置，尤其涉及一種恒直流發(fā)電機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，廣泛使用的發(fā)電機(jī)基本為交流發(fā)電機(jī)，而一些所謂的直流發(fā)電機(jī)都是依靠交流發(fā)電機(jī)采用換向器得到直流輸出，而恒定直流則還要用電路整流才能得到。換向器中的電刷在發(fā)電機(jī)運(yùn)行中多次摩擦，容易損壞，而且在傳導(dǎo)電能時會產(chǎn)生熱量，降低發(fā)電機(jī)的機(jī)械能變?yōu)橛行щ娔艿霓D(zhuǎn)化效率?，F(xiàn)今，雖說有一些沒有換向器的直流發(fā)電機(jī)的設(shè)計，但它們都沒有很好的解決多組線圈串聯(lián)產(chǎn)生高電壓輸出的問題，都是通過增加磁場強(qiáng)度、轉(zhuǎn)速、或是切割區(qū)域?qū)w尺寸這三者來增大感生電動勢，但當(dāng)這幾個可變量受外界條件限制無法增大時，感生電動勢也就不能再增加了?，F(xiàn)有直流電機(jī)結(jié)構(gòu)中，雖然有多個切割磁場的導(dǎo)體，但它們都是并聯(lián)關(guān)系，而并聯(lián)的電壓源并不能疊加電壓，最終得到的感生電動勢和單個導(dǎo)體產(chǎn)生的大小是一樣的。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、制造成本低廉，不需要換向器和電路整流就能直接輸出恒定直流，并且能實現(xiàn)多個切割磁場導(dǎo)體的串聯(lián)，完成電壓源的串聯(lián)疊加，在磁場強(qiáng)度、轉(zhuǎn)速、切割尺寸恒定不變時，能得到更大的感生電動勢及輸出電壓的恒直流發(fā)電機(jī)。
[0004]本實用新型解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下:一種恒直流發(fā)電機(jī)，包括對稱圓柱形磁體，以及設(shè)置在對稱圓柱形磁體之間的線圈支架，所述線圈支架中設(shè)置有對稱弧形安裝結(jié)構(gòu)，所述對稱弧形安裝結(jié)構(gòu)與同心輪軸配合安裝實現(xiàn)線圈支架的不完全固定，所述同心輪軸兩端分別與對稱圓柱形磁體固定連接。
[0005]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本實用新型還可以做如下改進(jìn)。
[0006]進(jìn)一步，所述圓柱形磁體為永久性磁體材料，所述永久性磁體材料在不同環(huán)境條件下，導(dǎo)磁率變化較小，因此可產(chǎn)生恒定的磁場強(qiáng)度，最終實現(xiàn)恒定的直流輸出。
[0007]進(jìn)一步，所述線圈支架設(shè)置有多個對稱弧形凹槽，每個對稱弧形凹槽上設(shè)有線圈繞組，所述線圈繞組呈倒8字形環(huán)繞在對稱弧形凹槽上，所述線圈繞組之間并聯(lián)連接，用于實現(xiàn)導(dǎo)體垂直切割磁感線來產(chǎn)生感生電動勢。
[0008]所述對稱弧形凹槽內(nèi)壁上設(shè)置有導(dǎo)磁率極低的材料涂層，用于改變磁感線的傳遞方向。當(dāng)磁感線傳遞至線圈支架時，由于對稱弧形凹槽內(nèi)壁導(dǎo)磁率低，磁感線繞過對稱弧形凹槽進(jìn)行傳遞，使得線圈支架外側(cè)的磁感線密度遠(yuǎn)大于對稱弧形凹槽中的磁感線密度，有利于得到更大的感生電動勢。
[0009]進(jìn)一步，所述線圈支架由導(dǎo)磁率極高的材料制成，所述導(dǎo)磁率極高的材料具有較高的導(dǎo)磁率，有利于磁感線的傳遞，提高感生電動勢，從而提高恒直流發(fā)電機(jī)的機(jī)械與電能的轉(zhuǎn)換效率。
[0010]進(jìn)一步，所述同心輪軸為導(dǎo)磁率極低的耐磨材料制成，用于防止磁感線從同心輪軸傳遞，產(chǎn)生不同方向的感生電動勢，降低總感生電動勢，從而降低恒直流發(fā)電機(jī)的直流輸出。
[0011]本實用新型工作原理如下:當(dāng)對稱圓柱形磁體轉(zhuǎn)動時，產(chǎn)生垂直切割磁感線的運(yùn)動，所述運(yùn)動可以使線圈上產(chǎn)生當(dāng)時情況下最大的感應(yīng)電動勢，所述每個實心導(dǎo)體產(chǎn)生的電動勢為一個電壓元，記為，由于每個實心導(dǎo)體產(chǎn)生的電動勢方向不同，正向記為V|+，反向記為V生。因此，總電勢V有:V= N (V生+-v生)，式中N表示有N個相同的串聯(lián)線圈繞組，由于對稱弧形凹槽內(nèi)壁導(dǎo)磁率低，磁感線繞過對稱弧形凹槽進(jìn)行傳遞，使得線圈支架外側(cè)的磁感線密度遠(yuǎn)大于對稱弧形凹槽中的磁感線密度，即V生+?V^，則V?NV^ +，從而實現(xiàn)在磁場強(qiáng)度、轉(zhuǎn)速、切割尺寸恒定不變時，提高恒直流發(fā)電機(jī)的直流輸出。同時，線圈支架相對于外部是不轉(zhuǎn)動的，所以線圈繞組可以直接與外電路相連，而不需要換向器。
[0012]本實用新型的有益效果是:結(jié)構(gòu)簡單、制造成本低廉，不需要換向器和電路整流就能直接輸出恒定直流，并且能實現(xiàn)多個切割磁場導(dǎo)體的串聯(lián)，完成電壓源的串聯(lián)疊加，在磁場強(qiáng)度、轉(zhuǎn)速、切割尺寸恒定不變時，能得到更大的感生電動勢及輸出電壓。
【附圖說明】
[0013]圖1為本實用新型一種恒直流發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2為本實用新型一種恒直流發(fā)電機(jī)無線圈繞組的線圈支架結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖3為本實用新型一種恒直流發(fā)電機(jī)有線圈繞組的線圈支架結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖4為本實用新型一種恒直流發(fā)電機(jī)工作原理圖；
[0017]附圖中，各標(biāo)號所代表的部件列表如下:1、對稱圓柱形磁體，2、線圈支架，3、線圈繞組，4、同心輪軸，5、對稱弧形凹槽，6、對稱弧形安裝結(jié)構(gòu)口，7、實心導(dǎo)體。
【具體實施方式】
[0018]以下結(jié)合附圖對本實用新型的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實例只用于解釋本實用新型，并非用于限定本實用新型的范圍。
[0019]如圖1所不，一種丨旦直流發(fā)電機(jī)，包括對稱圓柱形磁體1，以及設(shè)置在對稱圓柱形磁體1之間的線圈支架2，所述線圈支架2中設(shè)置有對稱弧形安裝結(jié)構(gòu)6，所述對稱弧形安裝結(jié)構(gòu)6與同心輪軸4配合安裝實現(xiàn)線圈支架2的不完全固定，所述同心輪軸4兩端分別與對稱圓柱形磁體1固定連接。
[0020]所述圓柱形磁體1為永久性磁體材料，所述永久性磁體材料在不同環(huán)境條件下，導(dǎo)磁率變化較小，因此可產(chǎn)生恒定的磁場強(qiáng)度，最終實現(xiàn)恒定的直流輸出。
[0021]如圖2、3所示，所述線圈支架2設(shè)置有多個對稱弧形凹槽5，每個對稱弧形凹槽5上設(shè)有線圈繞組3，所述線圈繞組3呈倒8字形環(huán)繞在對稱弧形凹槽5上，所述線圈繞組3之間并聯(lián)連接，用于實現(xiàn)導(dǎo)體垂直切割磁感線來產(chǎn)生感生電動勢。所述對稱弧形凹槽5內(nèi)壁上設(shè)置有導(dǎo)磁率極低的材料涂層，用于改變磁感線的傳遞方向。當(dāng)磁感線傳遞至線圈支架時，由于對稱弧形凹槽5內(nèi)壁導(dǎo)磁率低，磁感線繞過對稱弧形凹槽5進(jìn)行傳遞，使得線圈支架2外側(cè)的磁感線密度遠(yuǎn)大于對稱弧形凹槽5中的磁感線密度，有利于得到更大的感生電動勢。所述線圈支架2由導(dǎo)磁率極高的材料制成，所述導(dǎo)磁率極高的材料具有較高的導(dǎo)磁率，有利于磁感線的傳遞，提高感生電動勢，從而提高恒直流發(fā)電機(jī)的機(jī)械與電能的轉(zhuǎn)換效率。所述同心輪軸4為導(dǎo)磁率極低的耐磨材料制成，用于防止磁感線從同心輪軸4傳遞，產(chǎn)生不同方向的感生電動勢，降低總感生電動勢，從而降低恒直流發(fā)電機(jī)的直流輸出。
[0022]如圖4所示，本實用新型工作原理如下:當(dāng)對稱圓柱形磁體1轉(zhuǎn)動時，產(chǎn)生垂直切割磁感線，所述垂直切割磁感線傳遞至線圈支架2，并繞過多個對稱弧形凹槽5，從線圈支架2上的實心導(dǎo)體7傳出，所述每個實心導(dǎo)體7產(chǎn)生的電動勢為一個電壓元，記為V生，由于每個實心導(dǎo)體7產(chǎn)生的電動勢方向不同，正向記為V|+，反向記為\^。因此，總電勢V有:V= N(V生+-V生)，式中N表示有N個相同的串聯(lián)線圈繞組3，由于對稱弧形凹槽5內(nèi)壁導(dǎo)磁率低，磁感線繞過對稱弧形凹槽5進(jìn)行傳遞，使得線圈支架2外側(cè)的磁感線密度遠(yuǎn)大于對稱弧形凹槽5中的磁感線密度，即V生+?V^，則V?NV^ +，從而實現(xiàn)在磁場強(qiáng)度、轉(zhuǎn)速、切割尺寸恒定不變時，提高恒直流發(fā)電機(jī)的直流輸出。同時，線圈支架2相對于外部是不轉(zhuǎn)動的，所以線圈繞組3可以直接與外電路相連，而不需要換向器。
[0023]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種恒直流發(fā)電機(jī)，其特征在于，包括對稱圓柱形磁體，以及設(shè)置在對稱圓柱形磁體之間的線圈支架，所述線圈支架中設(shè)置有對稱弧形安裝結(jié)構(gòu)，所述對稱弧形安裝結(jié)構(gòu)與同心輪軸配合安裝實現(xiàn)線圈支架的不完全固定，所述同心輪軸兩端分別與對稱圓柱形磁體固定連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種恒直流發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述圓柱形磁體為永久性磁體材料。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種恒直流發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述線圈支架設(shè)置有多個對稱弧形凹槽，每個對稱弧形凹槽上設(shè)有線圈繞組。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種恒直流發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述對稱弧形凹槽內(nèi)壁上設(shè)置有導(dǎo)磁率極低的材料涂層。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種恒直流發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述線圈繞組呈倒8字形環(huán)繞在對稱弧形凹槽上，所述線圈繞組之間并聯(lián)連接。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種恒直流發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述線圈支架由導(dǎo)磁率極高的材料制成。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種恒直流發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述同心輪軸為導(dǎo)磁率極低的耐磨材料制成。
【專利摘要】本實用新型涉及一種恒直流發(fā)電機(jī)，包括對稱圓柱形磁體，以及設(shè)置在對稱圓柱形磁體之間的線圈支架，所述線圈支架中心設(shè)置有對稱弧形安裝結(jié)構(gòu)，所述對稱弧形安裝結(jié)構(gòu)與同心輪軸配合安裝實現(xiàn)線圈支架的不完全固定，所述同心輪軸兩端分別與對稱圓柱形磁體固定連接。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單、制造成本低廉，不需要換向器和電路整流就能直接輸出恒定直流，并且與交流發(fā)電機(jī)相比較，其機(jī)械能與電能的轉(zhuǎn)換率更高。
【IPC分類】H02K21/24
【公開號】CN204993004
【申請?zhí)枴緾N201520575009
【發(fā)明人】呂坤頤, 牟洪江, 彭勇, 向舜然, 蔡川
【申請人】重慶城市管理職業(yè)學(xué)院
【公開日】2016年1月20日
【申請日】2015年8月4日