專利名稱：往復(fù)式發(fā)電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種采用氣壓、水壓為動力源驅(qū)動活塞帶動電機(jī)動子做軸向直線往復(fù)運(yùn)動，使電樞沿直線切割磁力線將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能的往復(fù)式發(fā)電機(jī)。
現(xiàn)有的發(fā)電機(jī)一般采用發(fā)電機(jī)和原動機(jī)分離的方式，火力發(fā)電原動機(jī)通過汽缸帶動曲軸、曲拐使發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子做圓周運(yùn)動，水利發(fā)電則利用水的落差推動水輪機(jī)即原動機(jī)帶動發(fā)電機(jī)，實現(xiàn)機(jī)械能與電能的轉(zhuǎn)換。這種發(fā)電機(jī)和原動機(jī)分離結(jié)構(gòu)的發(fā)電機(jī)運(yùn)行方式的弊病較多，主要存在著體積大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、電磁轉(zhuǎn)換率低、能量消耗大的缺點。
為了彌補(bǔ)以上技術(shù)的不足，本發(fā)明實現(xiàn)了原動機(jī)和發(fā)電機(jī)一體化的結(jié)構(gòu)，取消了原動機(jī)的曲軸、曲拐系統(tǒng)，采用了軸向往復(fù)運(yùn)動方式，有效地降低了能耗，提高了電磁轉(zhuǎn)換的能力，縮小了整機(jī)體積，降低了生產(chǎn)成本。
本發(fā)明的目的是通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)的往復(fù)式發(fā)電機(jī)主要包括電磁系統(tǒng)和機(jī)械系統(tǒng)兩部分，電磁系統(tǒng)由定子和動子構(gòu)成，其中定子由兩個凸型定子鐵心和電磁線圈組成主磁極，并與電機(jī)殼體共同構(gòu)成閉合磁路，兩個定子鐵芯平行固定在殼體中，形成一定氣隙，動子在其間做軸向往復(fù)運(yùn)動，動子由動子軸和由若干個元件組成的整組電樞及電樞聯(lián)接器組成，電樞由兩組近N極端和近S極端元件組成，單側(cè)電樞元件通過電樞聯(lián)接器并聯(lián)，電樞聯(lián)接器與外電路聯(lián)接，將電樞電勢向外電路輸出輸入，機(jī)械系統(tǒng)主要包括汽缸、活塞、過排氣閥，動力源推動汽缸內(nèi)的活塞運(yùn)動，帶動動子軸做軸向往復(fù)運(yùn)動。
本發(fā)明的工作原理是當(dāng)該機(jī)工作時，在定子磁極保持不變的條件下，活塞驅(qū)動動子在NS極之間的氣隙中做直線往復(fù)運(yùn)動，帶動電樞元件切割磁力線做功，動子往復(fù)運(yùn)動一次為一個完整的工作周期。在一個周期內(nèi)近N極電樞和近S極電樞都按同一個方向同時切割磁力線，兩者僅存在電流方向和強(qiáng)度差別。在上半個工作周期內(nèi)單側(cè)整組電樞元件按同一個方向同時切割磁力線，從而產(chǎn)生同向電勢，可以通過接線器將其并聯(lián)。盡管單個元件所處位置的磁通密度會有些差別，但由于定子磁極間氣隙的總磁通量不變，因此，電樞并聯(lián)電勢也基本保持不變，又因動子啟動和結(jié)束時存在一個加速度，從而決定電樞并聯(lián)電勢的坐標(biāo)圖形為一個近似方形的等腰梯形，同理，后半個周期內(nèi)電樞并聯(lián)電勢的坐標(biāo)圖形與上半個周期完全相同只是其電勢方向相反。
往復(fù)式發(fā)電機(jī)定子電樞并聯(lián)電勢可用公式表示為e＝BxLv其中e---單側(cè)電樞元件邊并聯(lián)電勢，Bx---單個元件邊所處位置的磁密度，L---元件有效邊長度，V--元件的軸向運(yùn)動速度，如果用Bp表示平均磁密，上式則可表示為e＝nBpLv，其中n---元件總數(shù)。
在接線器的輸出輸入端根據(jù)動子的周期進(jìn)行換向，即可得到近似于同向直線坐標(biāo)的直流電勢。
本發(fā)明的特點是往復(fù)式發(fā)電機(jī)由于采用了原動機(jī)和發(fā)電機(jī)一體化結(jié)構(gòu)，取消了原動機(jī)的曲軸、曲拐系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行可靠，提高了對有效磁場的利用程度，降低了能耗和制造成本，可適應(yīng)不同裝機(jī)容量的設(shè)計要求，特別適用于小型電站的自供電，用于小型火力發(fā)電時，便于用電單位直接采用，不僅可以達(dá)到用電單位的使用要求，還可減少或消除長途輸變電過程中的能量損耗，用于水力發(fā)電時，可在壩底直接采水，并可在密閉的條件下釋放和利用水壓，能夠最大限度利用水利資源，尤其對于小型水電站，即便在枯水季節(jié)，只要采用加壓采水，也可保證發(fā)電機(jī)的正常運(yùn)行。
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的描述。


圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本發(fā)明單側(cè)電樞并聯(lián)電勢圖形。
圖3是本發(fā)明單側(cè)電樞元件并聯(lián)電勢周期變化示意圖。
圖4是本發(fā)明經(jīng)換向后的近似直流電勢圖形。
圖5是本發(fā)明單側(cè)電樞聯(lián)接器的示意圖。
圖1—5是本發(fā)明的具體實施例。
參照圖1—5，往復(fù)式發(fā)電機(jī)主要由電磁系統(tǒng)和機(jī)械系統(tǒng)組成，定子主磁極1是由兩個繞有電磁線圈的凸型定子鐵心組成并與電機(jī)殼體共同構(gòu)成閉合磁路，兩個定子鐵心通過螺釘平行固定在殼體中，形成氣隙，動子2在其間做軸向往復(fù)運(yùn)動，切割磁力線；動子2由動子軸4及動子軸4上的若干個電樞元件3組成，電樞單側(cè)元件通過電樞聯(lián)接器并聯(lián)后與外電路聯(lián)接將電樞電勢向外電路輸出輸入，原動機(jī)推動汽缸5內(nèi)的活塞運(yùn)動，帶動動子軸4做軸向往復(fù)運(yùn)動。
權(quán)利要求
1.一種往復(fù)式發(fā)電機(jī)，其特征在于定子主磁極(1)是由兩個繞有電磁線圈的凸型定子鐵心組成并與電機(jī)殼體共同構(gòu)成閉合磁路，兩個定子鐵心通過螺釘平行固定在殼體中，形成氣隙，動子(2)在其間做軸向往復(fù)運(yùn)動，切割磁力線，動子(2)由動子軸(4)及動子軸(4)上的若干個電樞元件(3)組成，電樞單側(cè)元件通過電樞聯(lián)接器并聯(lián)后與外電路聯(lián)接將電樞電勢向外電路輸出輸入，原動機(jī)推動汽缸(5)內(nèi)的活塞運(yùn)動，帶動動子軸(4)做軸向往復(fù)運(yùn)動。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種采用氣壓、水壓為動力源驅(qū)動活塞帶動電機(jī)動子做軸向直線往復(fù)運(yùn)動，使電樞沿直線切割磁力線將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能的往復(fù)式發(fā)電機(jī)，該機(jī)主要由電磁系統(tǒng)和機(jī)械系統(tǒng)組成，實現(xiàn)了原動機(jī)和發(fā)電機(jī)一體化的結(jié)構(gòu)，取消了原動機(jī)的曲軸、曲拐系統(tǒng)。具有結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行可靠、體積小，可適應(yīng)不同裝機(jī)容量的設(shè)計要求，提高了對有效磁場的利用，降低能耗和制造成本的特點。
文檔編號H02K35/00GK1118948SQ9411251
公開日1996年3月20日 申請日期1994年9月12日 優(yōu)先權(quán)日1994年9月12日
發(fā)明者甘玉祥 申請人:甘玉祥