所屬技術領域
本發明的超導無軸多極懸浮磁發電機，系利用電磁感應定律：閉合電路的部分導體，在磁場中切割磁感線運動時，導體中產生電流的原理；磁體的同磁性相斥、異性相吸的原理；超低溫下，導體的電阻值趨近于零的理念，所研發的。本系列發電機，在智能控制下，實現高速發電，屬新型磁能發電系統。
背景技術：
公知的國內、外發電機的通用結構：定子由定子鐵芯、線包繞組等組成，轉子由鐵芯(或磁極、磁扼)繞組及轉軸等部件組成，兩端實施有軸承的發電結構，外加動力機械設備。以這種模式的日本大澤動力為例：30kw的柴油發電機，輸出功率30kw、電壓380/220v、轉速1500～1800rpm，外加柴油機、燃料供應(燃油箱、輸油泵、噴油泵、進排氣管和排氣消聲器等組成。)等系統，使機組尺寸：2000×900×1200(mm)，耗輕柴油206g/kwh，機組重達650kg。
本發明的發電機：1、廢除了龐大的柴油機、燃料供應系統、聯接機構、軸承支撐等設施，僅利用磁體的相互作用，來推動轉子的轉動與轉子的懸浮，實現無磨擦或微磨擦的高速轉動；2、不在使用各種原料發電，而采用磁體之間的磁能，即相互之間的磁斥力，來推動轉子體的轉動而發電，必要時，僅需為磁體繼續充磁；3、設置超導材料與設備，對發電機內的超導線圈，進行-196度以下的液氮降溫，實現超低溫下的更多發電；4、若采用本發電機，與大澤動力相比，當本機的功率為30kw、轉速8000～10000rpm、電壓380/220v時，其尺寸、重量參數：將縮小到大澤動力柴油發電機的1/4左右。
本發明的發電機，與一般發電機相比，將有以下有益特點：
1、超導無軸多極懸浮磁發電機的發明：突破公知的，單軸發電的模式，實現兩個轉子(或多轉子)、定子的發電機結構，在磁力的作用下，帶動發電機的兩轉子進行互逆向旋轉，致使發電機的兩個轉子相對轉速提高一倍，單位時間內切割磁力線的次數倍增，將大幅度的提高發電功率，將產生1+1+1＞4的效果。
2、本機的轉子體系是在無軸承支撐、懸浮狀態下，進行無磨擦或微摩擦阻力下的旋轉，因此，轉速大幅提高，使用壽命更長！
3、本發電機體系內部，是處在-196度狀態下運行，使發電機內的超導線圈，電阻值趨近于零，將進一步提升本發電機的發電效率。
4、使用銣鐵硼磁鐵的磁性，來懸浮、推動發電機的轉動，僅使用自身所發的少量電力，來控制發電機的運行，免除了普通發電機使用煤、油、燃氣、風等能源，不再排放二氧化碳等氣體！
5、本發電機，去掉燃料供應系統和相關設備，將大幅的降低金屬等原材料的使用。
6、本機可在任何環境、任何條件下，為用戶提供獨立供電系統！
技術實現要素：
超導無軸多極懸浮磁發電機，設計如下：
(一)一級轉子系統設計
1、在一、二級轉子系統的最下部，設水平的隔磁鋼環型托盤，托盤中心的上部位置，設儲液氮立柱；其立柱外環外側，設置一級轉子系統。2、一級轉子系統下部的固定結構：(1)一級轉子體的最下部，設環型耐寒絕緣板，并粘結于其下部的隔磁鋼環型托盤上；(2)絕緣板的上部，粘結環型銣鐵硼推力磁鐵。3、一級轉子系統中部的發電結構體：(1)底部的推力磁鐵之上，設置與該推力磁鐵磁性相同的環型懸浮銣鐵硼磁鐵；(2)懸浮磁鐵之上，設置絕緣環型平板，且與下部懸浮磁鐵粘結；(3)絕緣環型平板之上，設置集電紫銅環套，環套的下部與絕緣環型平板相互粘結；(4)集電紫銅環套之上，設置環型紫銅集電板，集電板的下部，待整個轉子體制作完成后，與集電紫銅環套粘結；(5)紫銅集電板之上，設為一級轉子殼體，殼體內設：其外環側面設置銣鐵硼磁體，在該磁體的內環側位，設置超導線圈，此超導線圈中的部份線頭，經理順后，焊接在下部環型紫銅集電板上；(6)一級轉子殼體的上部，也設環型紫銅集電板，該板與相應配套的超導線圈焊接；(7)一級轉子殼體內部的空腔處，用內外環型模具，與上、下部所設的環型紫銅集電板，作為兩端的堵頭，制成模具，用超，輕的絕緣材料填充于內部，將磁片與超導線圈固定，之后再與下部、上部的紫銅集電環套粘結；(8)上部紫銅集電環套之上，設置絕緣環型板，二者粘結；(9)絕緣環型板之上，設置限位鋼環圈，并二者相粘結，如此，就組成了一級轉子系統中的可懸浮、旋轉的結構體。4、一級轉子系統的最上部、及園周的固定結構：(1)限位鋼環圈之上，設置阻擋環型鋼板，本鋼板之下部，設置聚酰亞胺滾珠槽，并安裝滾珠；(2)阻擋環型鋼板，用螺栓固定于中心液氮儲管頂部的鋼板上；(3)在上、下部的環型紫銅環套外側，設置上、下耐寒絕緣支撐環套；(4)該支撐環套內，徑向設置含有多頭、可活動的滾珠、彈簧、紫銅導電園柱體(注：傳輸電纜焊于園柱的尾部)所組成的組合件，滾珠最內端的露出點，與環型紫銅環套的最外側相接觸，而導出電流；(5)上、下絕緣支撐環套，固定在中心儲液氮立柱的外壁上。
(二)二級轉子系統設計
1、一級轉子系統的環外側，設為二級轉子(注：二者之間徑向有間隙)系統。2、二級轉子系統最下部的固定結構：(1)設環型耐寒絕緣板，并粘結于下部的隔磁鋼環型托盤上；(2)絕緣板的上部，粘結環型銣鐵硼推力磁鐵體。3、二級轉子系統的中部旋轉體：(1)底部的推力磁鐵之上，設置與該推力磁鐵磁性相同的環型懸浮銣鐵硼磁鐵；(2)該懸浮磁鐵之上，設置絕緣環型平板，且與下部懸浮磁鐵粘結；(3)絕緣環型平板之上，設置集電紫銅環套，環套的下部與絕緣環型平板相互粘結；(4)集電紫銅環套之上，設置環型紫銅集電板；(5)環型紫銅集電板之上，設為二級轉子發電結構體(在該結構殼體的內側環面，設置與一級轉子外環面上的磁體具有相同磁性的銣鐵硼磁體，并在該磁體的環外側，設置超導線圈；又在該結構殼體的外圈環側面，設置銣鐵硼磁體，在該磁體的內環側位，設置超導線圈；內、外側的超導線圈的部份線頭，經理順后，分別焊接在下部環型紫銅集電板上)；(6)在本轉子殼體的內部，即內、外側超導線圈之間，設置環型隔磁板；(7)二級轉子殼體之上部，也設置紫銅集電板；結構體內部引出的、相應配套的超導線圈理順后、焊接在該環型紫銅集電板上；(8)在本轉子殼體內部的空腔處，用內外環型模具與上、下端堵頭的環型紫銅集電板，組成模具殼體，將超輕絕緣材料填充于內部，以此固定磁片與線圈；(9)二級轉子殼體之上部的紫銅集電板上，也設紫銅集電環型套，二者相互粘結；(10)上部紫銅集電環套之上，設置絕緣環型板，二者粘結；(11)絕緣環型板之上，設置限位鋼環圈，并二者相粘結；如此，就組成二級轉子上部可懸浮、旋轉的結構體。4、二級轉子系統最上部、環側的固定結構：(1)二級轉子懸浮結構體之上部的限位鋼環圈之上，設置阻擋環型鋼板，本鋼板之下部側面，設置聚酰亞胺滾珠槽與安裝滾珠；(2)用螺栓將阻擋環型鋼板，固定于最外側環型液氮儲槽的頂部鋼板上；(3)在上、下部的環型集電紫銅環套外側，設置上、下耐寒絕緣支撐環套；(4)該環套內，徑向設置含有多頭的、可活動的滾珠、紫銅導電園柱體、彈簧的組合件，使滾珠最內端的露出點，與環型集電紫銅環套的最外側，相接觸而導出電流；(5)上、下絕緣支撐環套與外側上、下部所設的儲液氮環型槽內壁，相互固定。
(三)環型定子系統設計
1、二級轉子殼體外圈環面外側，設置環型定子殼體(注1：二者徑向之間有間隙；)；2、在定子殼體的環型內側面，設置與二級轉子殼體外側環面所設的、磁體磁性相同的、銣鐵硼推力磁鐵體，該諸多磁體中的部份磁體，在其背面的中心位置，設置接線柱，并與電纜線相聯，電纜的外部與直流電源控制器相聯；3、在該磁體的外環側面，設置超導線圈；4、定子殼體的上、下部，設環型紫銅集電板；5、超導線圈合理配置、理順后，分別焊接到定子殼體的上、下部，所設置的環型紫銅集電板相應位置上；6、導出電流的電纜線終端，也焊接到上、下環型紫銅集電板上，并通過外側電纜通道，引到下部環型隔磁托盤的下部空腔處；7、定子殼體的空腔處：內側環面用環型模具，外側外環面用隔磁環型鋼板，與作為定子殼體的上、下堵頭的、環型紫銅集電板，制成模具，之后將超輕絕緣材料，填充于定子殼體的內部，以此來固定磁片與超導線圈而制成環型定子。
(四)降溫冷卻系統設計
1、在下部環型磁鋼托盤之上，焊接：中心儲液氮的立柱不銹鋼管，其鋼管的下端環面上，設置液氮不銹鋼聯通管；2、在定子殼體的上部上面和定子殼體的下部下面，分別設置兩個液氮不銹鋼環型儲槽，且在兩儲槽的上、下面之間環側的通道內，設置液氮互相聯通的管路；3、在水平的環型鋼托盤與下部外殼所設的隔磁鋼封頭之間空間處，將中心儲液氮立柱上的不銹鋼管路與兩側的液氮儲槽之間互相聯通的不銹鋼管路聯通，之后再與發電機體外的液氮機聯通，即構成液氮降溫制冷系統。
(五)隔磁結構設計
在發電機的相應部位，均設置了各種隔磁結構，略；通過隔磁結構的實施，將隔絕銣鐵硼磁鐵的磁性對環境的影響。
(六)控制系統設計
在發電機的相應位置，按常規的發電機技術要求，設置發電機的智能控制模塊即可。
附圖說明
(一)總圖概述
本附圖為立式的超導無軸多極懸浮磁發電機總圖，本機殼體周圍，用隔磁板、環所制成；外環部位設為定子；下部設磁懸浮系統；中間設磁互逆運轉雙轉子結構；最上部設發電機限位控制結構；部份定子磁鐵的背部，設直流控制系統，來調整轉子轉動速度快、慢、停；上、下部，各設集電收集、傳輸系統，通過電纜線將電流導入電源控制器中；發電機的中心與上、下部的外環周，設氮液超導降溫系統。
(二)基本結構
(1)發電機鋼底座；(2)下部隔磁鋼封頭蓋；(3)一、二級轉子體下部的隔磁鋼托盤；(4)二級轉子體最下部所設的絕緣環型板；(5)二級轉子體最下部所設的銣鐵硼推力磁體；(6)二級轉子體下部所設的銣鐵硼懸浮磁體；(7)二級轉子體下部、銣鐵硼懸浮磁體的上部，所設的絕緣園環板；(8)二級轉子體的下部，所設的上、下可移動的紫銅集電環型套；(9)下部所設的、與二級轉子體紫銅集電環型套相接觸的滾珠、紫銅園柱體、彈簧組件、固定該組件的絕緣環型套及該套內的電纜；(10)一級轉子體最下部所設的絕緣環板；(11)一級轉子體最下部所設的銣鐵硼推力磁體；(12)一、二級轉子體之間，最下部所設的隔磁園環板；(13)二級轉子殼體最下部所設的集電紫銅環型板；(14)一級轉子體最下部所設的銣鐵硼磁懸浮磁體；(15)一級轉子磁懸浮磁體之上的絕緣園環板；(16)一級轉子體下部，可上下移動的紫銅集電環型套；(17)一級轉子殼體下部的紫銅集電環型板；(18)隔磁鋼制成的立式環型外殼；(19)二級轉子殼體上部所設的紫銅集電環型板；(20)二級轉子殼體上部的絕緣園環板；(21)二級轉子殼體的上部，絕緣環型板之上的立式阻擋環型鋼套；(22)二級轉子殼體上部，與集電紫銅環套相互接觸的滾珠、紫銅導電園柱、彈簧組件、固定該組件的絕緣環型套及環套內電纜；(23)二級轉子殼體上部，可上、下移動的集電紫銅環套；(24)固定于儲氮槽上部、限制二級轉子上下運動的止擋鋼環、聚酰亞胺環板、鋼珠；(25)上部頂蓋隔磁鋼封頭；(26)上部外側不銹鋼液氮環型儲槽；(27)一級轉子體最上部所設的止擋環鋼板；(28)一級轉子體上部，固定于止擋環鋼板下部的聚酰亞胺環型板；(29)設置于一級轉子體上部的、聚酰亞胺環下部內的鋼珠；(30)設置于一級轉子體上部絕緣園環板之上的、立式阻擋環型鋼套；(31)設置于一級轉子體上部的絕緣園環板；(32)一級轉子體上部的紫銅集電環板及可上、下移動的、集電紫銅環套；(33)設置于中心儲液氮立柱外側和外環儲液氮槽之間的上下通道；(34)中心不銹鋼管儲液氮立柱；(35)一級轉子殼體(含：貼于最外圈環側面的銣鐵硼磁體、該磁體的內環側所設的超導線圈及空腔處所填的輕質絕緣材料。)；(36)二級轉子殼體(含：設置于最內圈園環面的銣鐵硼磁體，其磁性與一級轉子體相同；該磁體的外環側面，設超導線圈；該轉子殼體最外圈的外環面，也設置銣鐵硼磁體；該磁體的內環側面，設置超導線圈；殼體內部空腔處，用超輕絕緣材料填充。)；(37)定子殼體的最內側環面，設銣鐵硼磁體，其磁性與二級轉子體最外圈磁體的磁性相同(注：該磁體中的部份磁體，與直流電源聯接；磁體外環面，設置超導線圈。)；(38)和一級轉子體上部集電紫銅環套相互接觸的滾珠、紫銅導電園柱、彈簧組件、固定該組件的絕緣環型套及該環套內的電纜；(39)定子體上、下部所設集電紫銅環型板；(40)支撐定子的上、下絕緣環型套；(41)和一級轉子體下部集電紫銅環套相互接觸的滾珠、紫銅導電園柱、彈簧組件、固定該組件的絕緣環型套及該環套內的電纜；(42)下部外側不銹鋼液氮環型儲槽。
實施方式
(一)一級轉子系統的懸浮
安裝在：(3)一、二級轉子體下部的隔磁鋼托盤上，粘結于：(10)一級轉子體最下部所設的絕緣環板之上的、(11)一級轉子體最下部所設的銣鐵硼推力磁體，當其磁性與其之上的懸浮磁體相同磁性時，因所設縱向推力磁鐵的體積、磁性大于懸浮磁鐵的體積、磁性，所產生的磁斥力，可將縱向懸浮磁鐵體及上面的附屬物組合體：(14)一級轉子體最下部所設的銣鐵硼磁懸浮磁體、(15)一級轉子磁懸浮磁體之上的絕緣園環板、(16)一級轉子體下部，可上下移動的紫銅集電環型套、(17)一級轉子殼體下部的紫銅集電環型板、(35)一級轉子殼體(含：貼于最外圈環側面的銣鐵硼磁體、該磁體的內環側所設的超導線圈及空腔處所填的輕質絕緣材料。)、(32)一級轉子體上部的紫銅集電環板及可上、下移動的、集電紫銅環套、(31)設置于一級轉子體上部的絕緣園環板、(30)設置于一級轉子體上部絕緣園環板之上的、立式阻擋環型鋼套，所組合成的轉動系統，推起、懸浮。
(二)二級轉子系統的懸浮
安裝在：(3)一、二級轉子體下部的隔磁鋼托盤上，粘結于：(4)二級轉子體最下部所設的絕緣園環板上的、(5)二級轉子體最下部所設的銣鐵硼推力磁體，當其磁性與其上面的懸浮磁鐵體相同，且所設縱向推力磁鐵的體積、磁性大于縱向懸浮磁鐵的體積、磁性時，所產生的磁推斥力，將二級轉子懸浮磁鐵體及上面的組合體：(6)二級轉子體下部所設的銣鐵硼懸浮磁體、(7)二級轉子體下部、銣鐵硼懸浮磁體的上部，所設的絕緣園環板、(8)二級轉子體的下部，所設的上、下可移動的紫銅集電環型套、(13)二級轉子殼體最下部所設的集電紫銅環型板、(36)二級轉子殼體(含：設置于最內圈園環面的銣鐵硼磁體，其磁性與一級轉子體相同；該磁體的外環側面，設超導線圈；該轉子殼體最外圈的外環面，也設置銣鐵硼磁體；該磁體的內環側面，設置超導線圈；殼體內部空腔處，用超輕絕緣材料填充.)、(19)二級轉子殼體上部所設的紫銅集電環型板、(23)二級轉子殼體上部，可上、下移動的集電紫銅環套、(20)二級轉子殼體上部的絕緣園環板、(21)二級轉子殼體的上部，絕緣園環板之上的立式阻擋環型鋼套等組合成的二級轉子轉動系統，推起、懸浮起來。
(三)一級轉子系統的發電
由上述的各個組合體所制成的一、二級轉子體，當二者的磁體磁性相同，徑向所設二級轉子的磁體體積、質量、磁性大于一級轉子徑向的磁體體積、質量、磁性時，在二者之間有一定間隙的條件下，二者的磁斥力，將推動一級轉子做逆(順)時針旋轉；設置于一級轉子磁體內的超導線圈則作切割磁力線運動，產生電流，將通過：(17)一級轉子殼體下部的紫銅集電環型板、(16)一級轉子體下部，可上下移動的紫銅集電環型套、(41)和一級轉子體下部集電紫銅環套相互接觸的滾珠、紫銅導電園柱、彈簧組件、固定該組件的絕緣環型套及該環套內的電纜、(32)一級轉子體上部的紫銅集電環板及可上、下移動的、集電紫銅環套、(38)和一級轉子體上部集電紫銅環套相互接觸的滾珠、紫銅導電園柱、彈簧組件、固定該組件的絕緣環型套及該環套內的電纜、(33)設置于中心儲液氮立柱外側(和外環儲液氮槽之間的上下通道)的電纜等所組成的輸電系統，即可將所發的電，輸送到：(2)下部隔磁鋼封頭蓋內的電源控制系統上。
(四)二級轉子系統的發電
按照上述的結構所制成的定子，當其徑向磁體的磁性與二級轉子徑向磁體的磁性相同時，因所設的徑向定子的磁體積、質量、磁性大于二級轉子徑向的磁體積、質量、磁性；定子的磁斥推力，將推動二級轉子徑向旋轉；設于二級轉子外圈磁體內側的超導線圈，在二級轉子做順(逆)時針旋轉運動時，作切割磁力線運動，將會產生電流；設置在二級轉子內圈環面磁體外側的超導線圈，在二級轉子做順(逆)時針旋轉運動時，同樣也作切割磁力線運動，也將產生電流；電流通過：(13)二級轉子殼體最下部所設的集電紫銅環型板、(8)二級轉子體的下部，所設的上、下可移動的紫銅集電環型套、(9)下部所設的、與二級轉子體紫銅集電環型套相接觸的滾珠、紫銅園柱體、彈簧組件、固定該組件的絕緣環型套及該環套內的電纜、(19)二級轉子殼體上部所設的紫銅集電環型板、(23)二級轉子殼體上部，可上、下移動的集電紫銅環套、(22)二級轉子殼體上部，與集電紫銅環套相互接觸的滾珠、紫銅導電園柱、彈簧組件、固定該組件的絕緣環型套及環套內電纜、(33)設置于(中心儲液氮立柱外側和)外環儲液氮槽之間的上下通道的電纜等所組成的輸電系統，即可將所發的電，輸送到：(2)下部隔磁鋼封頭蓋內的電源控制系統上。
(五)定子體系統的發電
定子環型內殼體模具和外側環型隔磁鋼、與(39)定子體上、下部所設集電紫銅環型板，所圍成的模具，用輕質絕緣材料澆鑄成定子體；用(40)支撐定子的上、下絕緣環型套，固定于：(26)上部外側不銹鋼液氮環型儲槽、(42)下部外側不銹鋼液氮環型儲槽上；其(37)定子殼體的最內側環面，設銣鐵硼磁體，其磁性與二級轉子體最外圈磁體的磁性相同(注：該磁體中的部份磁體，與直流電源聯接)；磁體外環面，設置超導線圈，超導線圈的上、下分線頭，分別焊接于上、下集電紫銅環型板上，電纜也分別直接焊接在上、下集電紫銅環型板上。當定子徑向與二級轉子徑向之間有間隙且所設該磁體的體積、磁性大于二級轉子的磁體和磁性時，二級轉子則做順(逆)時針旋轉運動，定子內所設置的超導線圈，也受到二級轉子的高速旋轉而切割磁力線，也將產生電流；電流通過：(39)定子體上、下部所設集電紫銅環型板、(40)支撐定子的上、下絕緣環型套內的電纜及上下通道，將電流送到：(2)下部隔磁鋼封頭蓋內的電源控制系統上。
當直流電源通過電纜，接通定子內的部份磁片時，即可采用智能控制系統，對發電機的快、慢、停進行控制。
注：按同樣原理、方法、類似結構，可實現五、七級發電機結構。
(六)液氮系統的降溫
設在本發電機中部的：(34)中心不銹鋼管儲液氮立柱；設在發電機外側上部的：(26)上部外側不銹鋼液氮環型儲槽；設在發電機外側下部的：(42)下部外側不銹鋼液氮環型儲槽，三者之間各設不銹鋼聯通管路；再通過：(33)設置于中心儲液氮立柱外側和上、下部外環儲液氮槽之間的上下通道內的不銹鋼液氮管，再與(2)下部的隔磁鋼封頭蓋內所設的液氮管路、外置的液氮機聯通，即組成循環降溫系統；當液氮機運行后，將液氮機所提供的冷量，擴散到發電機殼體內的各個部位，逐步將溫度降到-196度，使各轉子、定子內的超導線圈電阻值，趨近為零的狀態。