專利名稱：無電磁力節能發電機的制作方法
在變化過程中的電、磁是共存的，我是對磁場的導通和改變感應繞組激磁方向在發電機的結構上想象出新的節能發明構思。
目前常用的普通發電機是旋轉的磁場對感應繞組形成磁通變化而產生出感生電流，發電時強大的動力克服電磁力的阻礙來維持發電機的正常運作。軟鐵芯——能給感應繞組大大地增強磁通量，但同時也加大了電磁力的強度。
理論研究與發明首先對變壓器的工作原理進行以下分析高級教育出版社的《電磁學》下冊745頁的“變壓器空載電流”演示變壓器的運作是由次級繞組的負載量的大小決定初級繞組的電流量。而變壓器的主要組成部件之一“軟鐵芯”只是起“橋梁”或“水渠”的導磁作用。其它因素暫不計，鐵芯本身沒有自感，它對初次級繞組也沒有互感存在。本書466頁楞次定律閉合回路中感應電流的方向總是使得它所激發的磁場來阻止引起感應電流的磁通量的變化(增加或減少)。在這里用楞次定律來分析變壓器的工作原理；次級的閉合路繞組中產生的感生電流的方向總是使次級繞組產生的激磁磁場是與引起該繞組感應電流磁通量變化(增加或減少)的初級繞組所產生的磁通方向是相反的。而本書的第743頁“變壓器的變比公式”中說“為了確定正負號，先得規定原、副線圈的回繞方向，使得它們在磁芯內產生的磁通方向是一致的”。也就是說，按初級繞組和次級繞組所包圍的軟磁鐵芯的磁通方向一致的要求，決定初次級繞組的回繞方向。在這里我不管變壓器的正負號的確定，只是把“使得它們在磁芯內產生的磁通方向一致”事實已證明了的繞法與楞次定律相比較是有些不相符。比如用楞次定律“——總是使得它所激發的磁場來阻止……。”去理解變壓器的“磁通方向一致”是行不通的。但能行通則是千真萬確的事實。表明楞次的“總是阻礙”有些限制過寬，而變壓器“磁通方向一致”則說明在一定的條件下，閉合回路中感應電流的方向也可以不會使得它所激發的磁場來阻止引起感應電流磁通量的變化(增加或減少)。這一論點是我研究發明無電磁力發電機的理論基礎。
本次申請屬于同一類型，均適用于永磁和勵磁的無電磁力、節能等發電機。之下分為兩種第一種是無電磁力導磁節能發電機，第二種是無電磁力激磁利用高效節能發電機。
理論發明一、無電磁力導磁節能發電機電荷運動時，電流有回路，發電機的感應繞組沒形成回路，雖有電動勢的存在，但沒有電流的產生。我認為磁場在磁導體中運動時也應稱之“磁流”，則是說磁流也應有回路。就普通磁旋式發電機而論，當感應繞組受有磁通變化時，繞組閉合回路產生感應電流的同時，感應繞組也產生激發磁場，即形成阻礙磁場運動的電磁力。我的見解感應繞組產生的激發磁場也是個能量，這個能量它和感生電流是同時產生的，也就是產生感生電流的必然產物。電流有回路，但激發磁場沒有回路，那么這個能量既然產生了，該向何方？在現實的普通發電機里，它只能就地成為阻礙磁場運動的電磁力。創造條件，使磁場有回路，將其能量不變成阻礙磁場運動的電磁力。節能發電是本發明的目的。
理論構思取掉普通發電機的定子和變壓器的初級繞組，將發電機的轉子和變壓器的其余部分聯想地結合，組成新的無(或極小)電磁力節能發電機。
圖1(I)在磁旋式發電機運作時，當沿一定方向旋轉的運動磁場P經過變壓器取掉了初級繞組其所圍包的軟鐵芯a部時，此軟鐵芯切割磁力線，它和普通發電機的定子感應繞組一樣，受到磁通變的激化，該鐵芯產生出一定方向的磁動勢，若磁流(磁場)由a部的正極在磁動勢的作用下，利用軟鐵芯只有導磁不具有互感和自感的“個性”，把原感應繞組產生阻礙旋轉磁場運動的激發磁場的磁流，在鐵芯磁路中沿磁動勢的方向，借用“變壓器”軟鐵芯，導流出于與旋轉磁通方向“一致”的“變壓器”的次級感應閉合回路繞組。在次級繞組的閉合回路感應出當量的普通發電機感應繞組所感應出的相同效果的電流、電壓。同時，次級繞組產生的激發磁場以磁流順“一致”的磁通方向沿回路的鐵芯D流回切割磁力線軟鐵芯a的“負極”。即圖1(I)運動勵磁場感應于軟鐵芯的a部，在磁動勢的作用下，磁流由a部的正極經鐵芯的b部至c部，感應于閉合回路c上纏繞的感應繞組L。同時L產生的激發磁場以磁流由c經軟鐵芯回路D流回切割磁力線軟鐵芯a的“負極”。磁流由a→b→c→D→a，整個形成了磁流回路。在磁流(場)有回路的條件下，閉合感應繞組回路中感應電流的方向可以不會使得它所激發的磁場來阻止引起感應電流磁通量的變化(增加或減少)。設在電原的作用下，變壓器原線圈繞組匝數是N，磁鐵芯任意截面的磁通量為 則通過原線圈的磁通匝鏈數為Ψ~1=N1φ~1,]]>即這個變壓器的鐵芯的全磁通為 (擬為定值)。在磁通方向一致的前提下，給此變壓器初級繞組所包裹的鐵芯a所供的全磁通 不是在電原作用下的初級繞組產生，而是在旋轉者的運動磁場中獲得相同全磁通值 換句話說，現在用旋轉的運動磁場代替了變壓器的初級繞組，使變壓器初級繞組所圍包的鐵芯a內產生全磁通等于原來繞組線圈在電原作用下產生的全磁通 故在此變壓器的次級也能感應Ψ~2=N2φ~2]]>所產生的電流和電壓。
發明效果變壓器在電源作用下，初級繞組產生的磁場是磁力線以線狀穿過它所圍包的鐵芯。而我發明的導磁發電機，在給初級鐵芯磁通量相同的條件下，把磁力線以線狀穿過鐵芯變成以線狀切割鐵芯的截面。設h為線狀穿過鐵芯的深(鐵芯橫截面的一個邊長)s為線切割鐵芯的行程(鐵芯橫截面的另一個邊長)。其它因素暫不計，即h×s＝s(鐵芯橫截面)。在初級鐵芯能獲得相同磁力線條數的以上兩種感應，我的發明效果比原變壓器提高S倍。固Ψ~2=N2φ~2S‾.]]>小實驗把一根φ2mm的漆包絕緣鐵絲繞成矩形線圈60匝，在一個邊c上纏繞φ1.5mm的漆包銅線40匝，如圖1(I)，運動磁場掃過鐵繞組a邊時，鐵繞組不形成回路雖沒感應電流的產生卻有電動勢的存在，則纏繞在鐵繞組c邊上的銅繞組的閉合回路有感應電的產生。
構思方案這種無電磁力導磁節能發電機的結構，旋轉的磁場轉子和普通旋式發電機一樣。代替普通發電機的定子感應繞組是由m(當量普通磁旋式發電機感應繞組槽數)個互不相聯且均為長方框形的軟鐵芯一個長方邊的外側面組合而成。圖1(II)用絕緣樹脂膠將m個長方框軟鐵芯的一個長邊a邊的外側面集合沾膠成新的定子感應鐵芯內堂，感應繞組分別纏繞在這些m個長方框的另一個長邊c上，因組成新的定子外圍一周均有繞組，故將新定子懸沾于同軸型環架兩環圓外間上，環架狀的兩外側和普通發電機殼體一樣，有能安裝轉子軸承座的設計。當這種新型發電機運作時，定子軟鐵芯切割磁力線，磁通變產生感應磁動勢和磁流，感生磁流在磁動勢的作用下，沿磁動勢的方向，由切割磁力線的軟鐵芯“正極”輸出經鐵芯導流感應于閉合繞組，閉合回路繞組在產生感生電流電壓的同時所產生的激發磁場又感應于它所圍包的鐵芯且以磁流流回切割磁力線的軟磁鐵芯另一端頭“負極”。把新感應繞組接頭按需求的交流電諧波技術要求連接于輸出端子，輸出端子可產生當量普通發電機所產生的電流電壓。另外，整個磁回路abed軟鐵芯材料制做成片狀或不閉合的線狀繞組或只a邊是條狀，哪一種工藝造型產生的鐵芯分子電流效果好，有待于實驗證明。
這種導磁新型發電機沒有阻礙轉子磁場的電磁力，省力節能。
理論發明2，無電磁力激磁利用節能高效發電機改變定子的激磁方向，削弱阻礙旋轉磁場運動的電磁力。方法構思將定子繞組分別各自扭轉90°，令其產生的激磁方向由對正于運動的磁場的直線，改變成直角。能使阻礙磁場運動的電磁力變成增加定子感應繞組相臨之間的磁通變化量，且消失于相臨的定子繞組之間。
理論研究從普通磁旋式發電機定子感應繞組的結構分析，當它有磁通變時產生的激發磁場的磁力線最強最密(即電磁力最大)的輻射方向的面，正對運動者的磁場。我們知道插鐵芯的螺線管通電后其外腰圍的磁場強度幾乎為零，這里把定子的一個繞組和它所圍包的鐵芯現狀與插入鐵芯的螺線管通電后產生激磁的各部位磁場強弱的分布做一對比，其模式是相同的。試想(一)圖2(I)所示，擬定磁場P運動方向不變，把嵌有鐵芯的定子繞組a相對原位扭轉45°，以另行固。當磁場P使a產生激磁時，a的激磁磁力線輻射方向也比原來偏差45°定，這時a產生的阻礙磁場運動的最大正面相對發電機的轉子也偏差于45°，自然，它所產生阻礙磁場運動的阻力也應減少一半。(二)圖2(II)同樣保持P的運動條件不變，將感應繞組a相對原來扭轉90°，再以固定。這時旋轉磁場P使a產生的激磁輻射(電磁力最大)面的方向相對P，偏差90°，其它因素暫不計，a對阻礙P運動的電磁力約為零。(這時的感應繞組相似于插鐵芯的螺線管通電后外圍腰部正對于運動磁場P)。一周m個a扭轉90°后產生的激磁輻射面均正對的它相臨的前后繞組(圖2(II))，使前后繞組L的磁通變化量得到加強，提高發電率。試想(二)可以說明一個普通磁旋式發電機的其它條件不變，只把這個發電機的定子各感應繞組的激磁方向扭轉90°，組成發電機的新定子，其感應繞組有效邊的總橫截面大于普發機。發電機運作時定子感應繞組產生阻礙磁場轉動的電磁力是極小的，并把原來阻礙磁場運動的電磁力變成了促進定子感應繞組磁通變化，提高發電率的新能量。構思方案其它同上，用一周m個a扭轉90°圖2III、圖2IV代替以上理論發明1的構思方案里的長方框形軟鐵芯。另外，很可能在新的定子繞組之間形成激磁方向互容，即磁通變化量相互餐損，其1，可調整相臨繞組的纏繞方向。我們知道，普通磁旋式發電機的定子各繞組纏繞的方向相同，相鄰繞組在同時受同一磁極感應時，激發磁場產生的電磁力方向存在著某種確定關系(如同性、異性)，可以認為他們相臨之間有相互作用力的產生且消失于固定它們的殼體。我設想如圖2(IV)用鐵芯的工藝造型將激發磁場導出于影響旋轉勵磁運動的范圍以外。使相臨繞組激磁相互促進，產生的相互作用力亦消失于共用外殼。其效果是產生阻礙勵磁運動的電磁力極小，節約動力能源，感應繞組磁化鐵芯分子電流增加磁通變化量不小于普通磁旋式發電機。
其2，利用軟鐵芯的導磁性，將各繞組鐵芯的NN.SS在繞組的外園分別串連。總之達到調整后的繞組激磁能相互促進磁通變化為目的。
說明書付面說明圖1(I)導磁發電機的原理理論構思圖(II)導磁發電機的電樞原理示意圖其中P.運動勵磁磁場。a.切割磁力線軟鐵芯。
b.D軟鐵芯磁路。C.感應繞組軟鐵芯。L.感應繞組。
圖2(I)感應繞組扭轉45°角的電磁力方向。(II)、(III)感應繞組扭轉90°角的電磁力方向。(IV)激磁導出于影響旋轉勵磁運動的范圍以外的鐵芯工藝造型和電磁力相互作用的示意圖。
其中P運動勵磁磁場。a.軟鐵芯和感應繞組L.感應繞組G.感應繞組線槽M.電磁力相互作用示意。
權利要求
1.磁流回路應用于發電機。
2.運動旋轉磁場感應于“變壓器”初級軟鐵芯。
3.由磁力線以線狀穿過變壓器鐵芯變成以線狀切割鐵芯截面，比互感提高S倍的感應效果。
4.磁旋式無電磁力節能導磁發電機定子結構和構造的理論框架構思。＿＿無電磁力激磁利用高效節能發電機
5.把普通發電機的定子繞組形象成m個插鐵芯的螺線管，分別將其扭轉90°，使m個“螺線管”的外腰部正對轉子磁場，電磁力(阻力)小，增加感應繞組間相互磁通變化量，提高發電率。
6.激磁利用無電磁力高效節能發電機的框架理論設計構思。
7.用鐵芯的工藝造型將激發磁場導出于影響旋轉磁場運動的范圍以外。
8.無電磁力導磁節能發電機和無電磁力激磁利用高效節能發電機的研究理論。
9.節能效率。
全文摘要
本發明屬能源領域，節能發電機。其一、由變壓器的長方體鐵芯、次級繞組與普機(普通磁旋發電機)的轉子等組成。使普機的運動磁場感應于一周新定子的相同普機定子槽數m個變壓器取掉初級繞組所圍包的鐵芯，均感應于各自的次級繞組，將其按諧波要求聯接于輸出端子。其二、把普機的定子繞組形成m個插鐵芯的螺線管，分別將其扭轉90°，使“螺線管”的外腰部正對轉子，電磁力(阻力)小，繞組間產生的感應磁場相互激磁，感應磁通大，發電效率高。設計出兩種節能發電機的技術構思方案。
文檔編號H02K21/12GK1455499SQ0216036
公開日2003年11月12日 申請日期2002年12月28日 優先權日2002年3月6日
發明者黨程科 申請人:黨程科