專利名稱：運流電流和位移電流式電機及測速電機的制作方法
技術領域：
本發明是根據運流電流、位移電流和電磁感應原理發明的發電機、電動機和測速發電機(測量轉速、平動速度的裝置)。
傳統的發電機和電動機，都是采用定子、轉子的結構，發電頻率基本上不可改變，交流電動機調速困難。測量速度的裝置有很多，例如，汽車和火車的速度測量裝置是采用通過測量車輪的轉速并進行換算的原理，結構不夠簡單，并且在應用上有一定的局限性。船和飛機的速度測量就更困難，通常采用測量流體速度的方法來估計速度，很不準確。
本發明的目的是提供一種發電機、電動機結構，使發電頻率可以靈活改變，交流電動機調速方便。還能用于做轉速測量裝置和平動速度測量裝置，使之適用范圍更廣，結構更簡單，并能有效地應用于船和飛機的速度測量。
為了使原理說明更清楚，特將說明書
提前介紹。
所有附圖中，標號全部統一。圖1是旋轉的帶電極板，圖2是導電環裝置，圖4是旋轉的帶交變電壓的極板，圖3是圖4的剖面圖，圖5、圖6是發電機，圖4a、圖5a、圖6a是電動機，圖7是磁盤邊緣安裝線圈的發電機，圖8是平動電容器，圖9是平動式發電機，圖9a是平動式電動機。1-上下金屬極板，2-非金屬導磁或橡膠隔板，3-導磁轉軸，4-電刷，5-上下極板的連接導線，6-直流電源，7-感應線圈，8-用電設備(或電壓表)，9-交流電源，10-磁力線，11-用于減小磁阻的圓盤形磁導體，12-用于減小磁阻的圓筒形非金屬導磁體，13-給極板提供電壓的集電環，14-電刷，15-感應線圈與電源或用電設備傳送電的集電環，16-電刷，17-極板電壓和相位調節器，18-感應線圈電壓和相位調節器，19-邊緣感應線圈，20-箭頭(運動方向垂直指向紙面)，21-磁導體，圖8僅一對帶電極板。
本發明是運用電磁感應原理、運流電流原理(即運動的帶電導體(運流電流)與通常的傳導電流等價原理)和位移電流原理發明的一種發電機、電動機和測量轉速、平動速度的裝置，(以下簡稱運流電機)，其特征是在金屬極板1中間夾有由非金屬導磁材料如軟磁鐵氧體制成的隔板2(以下簡稱導磁隔板2)，在極板1上施加交流電壓，使極板產生極性交變的靜電荷，當極板帶動靜電荷運動時就產生了交變的運流電流，從而產生交變磁場，其磁通通過導磁體定向傳導而穿過感應線圈7，使感應線圈產生感應電動勢，這就成為了發電機。這種感應電勢既可以用于作動力電源，也可以作測速發電機，因為運動速度與感應電動勢成正比，從而實現通過測量感應電動勢來測量速度。另外，由于發電機和電動機是可逆的，當用同一個交流電源9對感應線圈7和極板1供電，可以使極板1和導磁隔板2受到電磁力并產生運動。這可以用位移電流來解釋。電磁學證明，對電容器兩極板施加交流電壓，兩極板之間會產生位移電流，垂直于極板。在運流電機中，設極板的位移電流為Y軸方向，感應線圈7產生的磁通在通過極板之間時平行于極板，剛好與位移電流方向垂直，所以產生的電磁力同時垂直于位移電流和感應磁通的方向；由于在電壓整個正或負半周中感應線圈7和極板1的電流都不改變方向并且兩者同頻率，所以在整個半周中產生的電磁力方向始終一致；當電壓改變極性到下半個周時，感應線圈和極板的電流方向同時改變，所以產生電磁力的方向仍不變，驅動導磁隔板2。極板1和感應線圈7可以根據需要設計成隨之運動或不運動。
線圈7所產生的感應電勢與三個物理量(交變電壓源9的電壓值、電源頻率和極板的運動速度)成正比。在發電機狀態，它們之間有以下關系1、調節電源9的電壓值增加(減小)，極板上的靜電荷量增加(減小)，使極板運流電流增加(減小)，導致感應線圈7的輸出電壓值增加(減小)；2、通過調節電源9的頻率增加(減小)，使磁通量的變化率增加(減小)，導致感應線圈7的電壓值增加(減小)；3、調節電源9的頻率就是調節運流電流的頻率，也就是調節感應線圈7的輸出頻率；4、調節極板1的速度就是調節運流電流的大小，也就是調節感應線圈7的輸出電壓值；5、當固定電源9的頻率和電壓時，感應線圈7的輸出電壓值與極板速度成正比，將用電設備8改成電壓表，測量感應線圈7的輸出電壓值即可以換算出極板1轉速或平動速度，這就是測速發電機。在電動機狀態，它們之間有以下關系1、調節極板1上的電壓值增加(減小)，使極板上的靜電荷量增加(減小)，導致極板之間位移電流增加(減小)，導磁隔板2受力增加(減小)；2、調節感應線圈電壓增加(減少)，導致極板之間磁場強度增加(減小)，導磁隔板2受力增加(減小)；3、通過調節電源9使頻率增加(減小)，導致極板之間位移電流增加(減小)，導磁隔板2受力增加(減小)。4、將電源9、極板1和感應線圈7接成并聯諧振電路，諧振電流等于輸入電流的Q倍使隔板2和極板1運動。從這里可以進行能量守恒的研究。5、電動機的圖5a、圖6a、圖9a三個附圖中，17和18為調節器，分別調整極板和感應線圈的電壓和相位以調整電動機運行速度。
旋轉式運流電機，包括旋轉式發電機、電動機和測量轉速的裝置。我們先從分析有名的運流電流原理入手。圖1中，金屬圓盤極板1中間夾橡膠圓盤2，直流電源6通過電刷4使極板帶靜電荷，旋轉起來后，形成運流電流，與圖2靜止裝置的傳導電流等價。(圖2中，電源6通過上下極板以及導線5構成回路，形成環形傳導電流。)圖4是本發明的一個運流發電機原理圖，極板1中間夾一個導磁圓盤2，再通過電刷4給上下兩極板施加一個交變電壓9，在極板上產生極性交變的靜電荷。當極板旋轉時，極板上的交變靜電荷隨著極板圓盤的旋轉而形成旋轉的環形交變運流電流，必然在軸3中產生交變磁場，并在線圈7中產生感應電動勢，驅動用電設備8，這就是發電機。當固定電源9的頻率和電壓時，感應線圈7的輸出電壓值與極板轉速成正比，將用電設備8改成電壓表，測量感應線圈7的輸出電壓值即可以換算出極板1轉速，這就是測速發電機。電動機是發電機的逆過程，將圖4中的感應線圈7從用電設備8斷開并接到電源9，就成為圖4a結構的旋轉式運流電動機。用同一個交流電源9對感應線圈7和極板1供電，接成并聯或串聯諧振電路，兩極板1之間會產生垂直于極板的位移電流，為Y軸方向；感應線圈7產生的磁通通過導磁隔板2時平行于極板1，剛好與位移電流方向垂直，為垂直于Y軸并以轉軸為中心的放射線方向，所以產生的電磁力為極板圓盤的切線方向，作用在極板所夾的圓盤隔板2上并使之旋轉。當電壓改變極性時，因為位移電流和磁場的方向同時改變，所以產生的轉矩方向不變。應該說明，圖4僅僅是原理圖，實用的裝置中，圖5、圖5a和圖6、圖6a是高性能的旋轉式運流電機。上下軸都配備有感應線圈，并且采用圓形磁導體11和導磁圓筒12與圓盤隔板2、導磁轉軸一道形成磁回路，使磁力線10磁阻很小以加強感應線圈7和導磁隔板2的電磁感應效果，隔板2的半徑比極板1的大以保證極板不會受到導磁圓筒12感應電荷的影響。另外，向極板1提供電壓的電刷都是做成集電環13配合電刷14的結構，電磁感應線圈7與電源9或用電設備8之間的電能輸送有兩種方式，一種是圖5、圖5a表示的結構，導線從圓形磁導體11和導磁圓筒12中間的缺口引出；另一種是圖6、圖6a表示的結構，導線接至集電環15上，由集電環15和電刷16引出。圖6a電動機還可以將電磁感應線圈7和極板1共接到集電環13和電刷14上，成為并聯諧振電路。
值得注意的是，線圈7不論是固定于地面還是固定于轉軸，都能產生感生電動勢，應該強調，線圈7隨著帶電圓盤1轉動時，雖然它們兩者是相對靜止的，但仍就會產生感生電動勢，這說明應該深入討論相對性原理，而采用相對優勢參照系的物理概念能更好地解釋本發明的物理現象。如果進一步將圓盤隔板2做成圖7齒輪形狀，并在齒上裝置一組線圈19，線圈19會和線圈7一樣感應出電動勢。圖7是該結構圓盤隔板2垂直于軸向的剖面圖。再進一步，將圓盤放大到足夠值，邊緣以及線圈19近似于作直線運動，這就說明直線運動的帶電平板電容器上的線圈也會感應出電動勢。
平動的發電、電動和速度測量裝置，先解釋本發明的原理。圖8描述在火車上平行于地面放置一個平板電容器的情形，兩極板帶等量異號的電荷。當火車運行時，帶電板就相對于站臺形成運流電流，也就相對于站臺產生了磁場F。當我們在站臺放置一塊磁鐵，磁鐵就會與磁場F產生磁力作用f，(因等量的正負電荷產生的正負運流電流相等，從而在磁鐵下產生的洛淪茲力剛好互相抵消，所以不考慮洛淪茲力)；現在的問題是跟隨電容器一道運動的乘客會認可磁場F和磁力f存在嗎？根據相對性原理，由于觀察者與電容器及其靜電荷相對靜止，他應該認為電容器沒有磁場F。但是，無論是根據伽利略變換還是相對論變換，只要站臺認可磁力f的存在，火車慣性系也必定認可磁力f存在，觀察者既然認可磁力f存在，也就無法否認電容器產生了磁場F。根據以上原理，本發明的平動運流發電機和速度測量裝置采用圖9的結構。對兩極板1施加交流電壓9，當按照箭頭20的方向(Z軸方向，垂直進入紙面)運動時，極板形成箭頭20方向(Z軸方向)的交變運流電流，使極板中間產生X軸方向的感生磁場。極板中間的隔板2從兩磁極延伸出來并通過磁導體21形成磁回路，使交變磁通10穿過線圈7而產生感生電動勢，驅動用電設備8。將8換成電壓表，由于線圈7的感生電動勢與裝置的運行速度成正比，這就可以通過測量電壓換算成速度，就是平動測速發電機。
平動運流電動機是平動運流發電機的逆過程。將圖9中的感應線圈7從用電設備8斷開并接到電源9，就成為圖9a結構的平動式運流電動機。用交流電源9對感應線圈7和極板1供電，接成并聯或串聯諧振電路，兩極板1之間會產生位移電流垂直于極板，為Y軸方向；感應線圈7產生的磁通10通過導磁隔板2時平行于極板1，剛好在X軸方向，與位移電流Y軸方向垂直；所以產生電磁力為Z軸方向，作用在極板1所夾的隔板2上并使之在Z方向平動。當電壓改變極性時，因為位移電流和磁場的方向同時改變，所以產生的電磁力方向不變。
綜上所述，本發明的進一步的特征是無論是單極板還是成對極板，無論極板是何形狀，都是對極板施加交變電壓，對發電機而言是使極板獲得交變的運流電流，對電動機而言是使極板獲得位移電流。另一特征是在極板1中間采用非金屬導磁材料如軟磁鐵氧體隔板2，使極板之間的磁通平行于極板。還有一個特征是采用高導磁低渦流材料構成磁回路定向傳導磁通，以減小磁阻，以加強導磁隔板2和感應線圈7的電磁感應效果。
圖9裝置的實驗果是，火車行駛時電容器產生磁場，線圈7產生感生電動勢；火車靜止時，電容器不產生磁場，線圈7不產生感生電動勢。即判斷靜電荷是否產生磁場，完全取決于靜電荷相對于地球參照系是否運動，相對性原理應作進一步研究。這還說明雖然地球和火車都是慣性系，但是兩者并不等價。對火車而言，地球是一個相對優勢參照系。為了使本發明的原理更容易理解，雖然與專利權沒有直接的關系，但是我們還是簡要地對本發明所使用到的相對優勢參照系的物理概念作出解釋。
相對優勢參照系就是由萬有引力場(或電磁力、強力和弱力)占統治地位的物體所確定的參照系。相對優勢參照系中所有物理定律符合各向同性以及光速不變的規律。從宏觀的天體看來，引力場占統治地位的參照系稱為相對優勢參照系，在地球范圍內，地球的引力場占主導地位，所以地球為優勢參照系。同理，在太陽引力場占統治地位的區域內太陽系為相對優勢參照系，等等。在原子領域，原子核所確定的參照系為相對優勢參照系。下面三自然段是本發明所采用的相對優勢參照系的簡要補充說明。
在A、B兩臺逆向加速的升降機中各放置一個帶靜電的球，由于A或B都看到對方有逆向慣性加速度，所以都將會發現對方的靜電球發出電磁波。與此對應，令C、D兩人各持一靜電球分別站于地球對面，C或D都看到對方有逆向重力加速度，卻不會發現對方的靜電球發出電磁波。所以重力加速度與升降機所產生的慣性加速度不等價。
將時鐘A置于地球自轉極軸位置，時鐘B置于赤道，并使兩只時鐘所處的溫度、重力等條件相等。令觀察者處于時鐘A的位置，那么，他以地球為參照系分析，兩處時鐘是相對靜止的，因而沒有時間膨脹的問題，將它們移到一起時還是同步；但是，以太陽系作為參照系分析，赤道處的時鐘B在相對于極軸處的時鐘A轉動，有時間膨脹的問題，將它們移到一起時不會同步。這就是說，時鐘A、B是否同步，取決于觀察者愿意采用哪個參照系。由以上時間的錯誤還可以得出一個推論質能關系在粒子加速時正確，減速時不正確。
對一個光爆，假設站臺參照系看到其波陣面是以光爆點O為中心的同心圓球面，該波陣面對高速火車參照系而言看到的也是圓球面，不過該系中的光爆點O’不在球心，而是一個偏心圓球面，O’點距該圓球面前后距離不相等。根據相對論的觀點，因為光速不變，所以站臺系看到同心圓球面就認為光波從光爆點O到該球面各點所經歷的時間相同；而火車系看到偏心圓球面就意味著認為光波從光爆點O’到該球面前后所經歷的時間不同。但是如果假定在站臺系中O點距該圓球面前后剛好都為一個波長，那么火車系的觀察者也會認可在火車系中O’點距該圓球面前后剛好都為一個波長，由于O’點距該圓球面前后長度不相等，他必發現該光爆在他自己的參照系中的波長在前后方向不相等。這顯然與相對性原理不相容。
上述關于相對優勢參照系的說明雖然同專利權無關，但是由于相對優勢參照系同電磁感應原理和運流電流原理相結合，可以比其它方法更容易解釋本發明，所以作出以上敘述。
實施例如下
實用的裝置中，圖5、圖5a和圖6、圖6a是高性能的旋轉式運流電機。上下軸都配備有感應線圈，并且采用圓形磁導體11和導磁圓筒12與圓盤隔板2、導磁轉軸一道形成磁回路，使磁力線10磁阻很小以加強感應線圈7和導磁隔板2的電磁感應效果。另外，向極板提供電壓的電刷都是做成集電環13配合電刷14的結構。電磁感應線圈7與電源或用電設備之間的電能輸送有兩種方式，一種是圖5、圖5a表示的結構，導線從圓形磁導體11和導磁圓筒12中間的缺口引出；另一種是圖6、圖6a表示的結構，導線接至集電環15上，由集電環15和電刷16引出，電動機圖6a還可以將電磁感應線圈7和極板1共接到集電環13和電刷14上，成為并聯諧振電路。圖5和圖6是高性能的旋轉式運流發電機。金屬圓盤極板1中間夾一個圓盤隔板2，其半徑比極板1的大，即使導磁圓筒12可以導電或感應電，也可以保證上下極板不受影響。再通過集電環13和電刷14給兩極板施加一個交變電壓9，在上下極板中產生極性交變的靜電荷。當極板1旋轉時，極板中的交變靜電荷隨著極板圓盤的旋轉而形成旋轉的環形交變運流電流，必然在軸3中產生交變磁場，并在線圈7中產生感應電動勢，驅動用電設備8，這就是發電機。當固定電源9的頻率和電壓時，感應線圈7的輸出電壓值與極板轉速成正比，將用電設備8改成電壓表，測量感應線圈7的輸出電壓值即可以換算出極板1轉速，這就是測速發電機。電動機是發電機的逆過程，將圖5、圖6中的感應線圈7從用電設備8斷開并接到電源9，就成為圖5a、圖6a結構的旋轉式運流電動機。用交流電源9對感應線圈7和極板1供電，接成并聯諧振電路，兩極板1之間會產生位移電流，垂直于極板。設該位移電流為Y軸方向；感應線圈7產生的磁通通過圓盤隔板2時平行于極板1并剛好與位移電流方向垂直，為垂直于Y軸并以轉軸為中心的放射線方向；所以產生電磁力為極板圓盤的切線方向，作用在極板所夾的圓盤隔板2上并使之旋轉。
本發明的平動發電和速度測量裝置采用圖9的結構。對兩矩形極板1施加交流電壓9，當按照箭頭20的方向運動時，極板形成箭頭20方向的交變運流電流，使極板中間產生X軸方向的感生磁場。極板中間的矩形隔板2從兩磁極延伸出來并通過磁導體21形成磁回路，使交變磁通10穿過線圈7而產生感生電動勢，驅動用電設備8。線圈7的感生電動勢與裝置的運行速度成正比，這就是平動測速發電機。平動運流電動機是平動運流發電機的逆過程。將圖9中的感應線圈7從用電設備8斷開并接到電源9，就成為圖9a結構的平動式運流電動機。用交流電源9對感應線圈7和極板1供電，接成并聯諧振電路，兩極板1之間會產生垂直于極板的位移電流，為Y軸方向；感應線圈7產生的磁通10通過導磁隔板2時平行于極板1并剛好在與位移電流Y軸方向垂直的X軸方向；所以產生電磁力為Z軸方向，作用在極板1所夾的導磁隔板2上并使之在Z方向平動。
轉動或平動電動機，當電壓改變極性時，因為位移電流和磁場的方向同時改變，所以旋轉電動機產生的轉矩方向不變，平動電動機產生的電磁力方向不變，都會保持轉動或平動趨勢。各圖中，極板1和感應線圈7可以根據需要設計成隨之運動或不運動。電動機圖中17和18為調節器，分別調整極板和感應線圈的電壓和相位以調整電動機運行速度。
權利要求
1.本發明是一種發電機、電動機和測量轉速、平動速度的電機(以下全部簡稱運流電機)，其特征是在金屬極板1中間夾有由非金屬導磁材料如軟磁鐵氧體制成的隔板2(以下簡稱導磁隔板2)，在極板1上施加交流電壓，使極板產生極性交變的靜電荷，當極板帶動靜電荷運動時就產生了交變的運流電流，從而產生交變磁場，其磁通通過導磁體定向傳導而穿過感應線圈7，使感應線圈產生感應電動勢，這就成為了發電機。這種感應電勢既可以用于作動力電源，也可以作測速發電機，因為運動速度與感應電動勢成正比，從而實現通過測量感應電動勢來測量速度。另外，由于發電機和電動機是可逆的，當用同一個交流電源9對感應線圈7和極板1供電，可以使極板1和導磁隔板2受到電磁力并產生運動。對電容器兩極板施加交流電壓，兩極板之間會產生位移電流，垂直于極板。在運流電機中，設極板的位移電流為Y軸方向，感應線圈7產生的磁通在通過極板之間時平行于極板，剛好與位移電流方向垂直，所以產生的電磁力同時垂直于位移電流和感應磁通的方向；由于在電壓整個正或負半周中感應線圈7和極板1的電流都不改變方向并且兩者同頻率，所以在整個半周中產生的電磁力方向始終一致；當電壓改變極性到下半個周時，感應線圈和極板的電流方向同時改變，所以產生電磁力的方向仍不變，驅動導磁隔板2。極板1和感應線圈7可以根據需要設計成隨之運動或不運動。線圈7所產生的感應電勢與三個物理量(交變電壓源9的電壓值、電源頻率和極板的運動速度)成正比。在發電機狀態，它們之間有以下關系1、調節電源9的電壓值增加(減小)，極板上的靜電荷量增加(減小)，使極板運流電流增加(減小)，導致感應線圈7的輸出電壓值增加(減小)；2、通過調節電源9的頻率增加(減小)，使磁通量的變化率增加(減小)，導致感應線圈7的電壓值增加(減小)；3、調節電源9的頻率就是調節運流電流的頻率，也就是調節感應線圈7的輸出頻率；4、調節極板1的速度就是調節運流電流的大小，也就是調節感應線圈7的輸出電壓值；5、當固定電源9的頻率和電壓時，感應線圈7的輸出電壓值與極板速度成正比，將用電設備8改成電壓表，測量感應線圈7的輸出電壓值即可以換算出極板1轉速或平動速度，這就是測速發電機。在電動機狀態，它們之間有以下關系1、調節極板1上的電壓值增加(減小)，使極板上的靜電荷量增加(減小)，導致極板之間位移電流增加(減小)，導磁隔板2受力增加(減小)；2、調節感應線圈電壓增加(減少)，導致極板之間磁場強度增加(減小)，導磁隔板2受力增加(減小)；3、通過調節電源9使頻率增加(減小)，導致極板之間位移電流增加(減小)，導磁隔板2受力增加(減小)。4、將電源9、極板1和感應線圈7接成并聯諧振電路，諧振電流等于輸入電流的Q倍使隔板2和極板1運動。5、電動機的圖5a、圖6a、圖9a三個附圖中，17和18為調節器，分別調整極板和感應線圈的電壓和相位以調整電動機運行速度。
2.根據權利要求1所述的運流電機，其進一步的特征是旋轉式運流發電機、測轉速電機。圖4是本發明的一個運流發電機原理圖，極板1中間夾一個導磁圓盤2，再通過電刷4給上下兩極板施加一個交變電壓9，在極板上產生極性交變的靜電荷。當極板旋轉時，極板上的交變靜電荷隨著極板圓盤的旋轉而形成旋轉的環形交變運流電流，必然在軸3中產生交變磁場，并在線圈7中產生感應電動勢，驅動用電設備8，這就是發電機。當固定電源9的頻率和電壓時，感應線圈7的輸出電壓值與極板轉速成正比，將用電設備8改成電壓表，測量感應線圈7的輸出電壓值即可以換算出極板1轉速，這就是測速發電機。應該說明，圖4僅僅是原理圖，實用的裝置中，圖5和圖6是高性能的旋轉式運流電機。上下軸都配備有感應線圈，并且采用圓形磁導體11和非金屬導磁圓筒12與圓盤隔板2、導磁轉軸一道形成磁回路，使磁力線10磁阻很小以加強感應線圈7和導磁隔板2的電磁感應效果，隔板2的半徑比極板1的大，即使導磁圓筒12能導電或感應電，也可以保證上下極板不受影響。另外，向極板1提供電壓的電刷都是做成集電環13配合電刷14的結構，電磁感應線圈7與電源9或用電設備8之間的電能輸送有兩種方式，一種是圖5表示的結構，導線從圓形磁導體11和導磁圓筒12中間的缺口引出；另一種是圖6表示的結構，導線接至集電環15上，由集電環15和電刷16引出。
3.根據權利要求1、2所述的運流電機，其進一步的特征是旋轉式運流電動機。電動機是發電機的逆過程，將圖4中的感應線圈7從用電設備8斷開并接到電源9，就成為圖4a結構的旋轉式運流電動機。用同一個交流電源9對感應線圈7和極板1供電，接成并聯或串聯諧振電路，兩極板1之間會產生垂直于極板的位移電流，為Y軸方向；感應線圈7產生的磁通通過導磁隔板2時平行于極板1，剛好與位移電流方向垂直，為垂直于Y軸并以轉軸為中心的放射線方向，所以產生的電磁力為極板圓盤的切線方向，作用在極板所夾的圓盤隔板2上并使之旋轉。當電壓改變極性時，因為位移電流和磁場的方向同時改變，所以產生的轉矩方向不變。極板1和感應線圈7可以根據需要設計成隨之運動或不運動。應該說明，圖4a僅僅是原理圖，實用的裝置中，圖5a和圖6a是高性能的旋轉式運流電機。上下軸都配備有感應線圈，并且采用圓形磁導體11和非金屬導磁圓筒12與圓盤隔板2、導磁轉軸一道形成磁回路，使磁力線10磁阻很小以加強感應線圈7和導磁隔板2的電磁感應效果，隔板2的半徑比極板1的大，即使導磁圓筒12能導電或感應電，也可以保證上下極板不受影響。另外，向極板1提供電壓的電刷都是做成集電環13配合電刷14的結構，電磁感應線圈7與電源9或用電設備8之間的電能輸送有兩種方式，一種是圖5a表示的結構，導線從圓形磁導體11和導磁圓筒12中間的缺口引出；另一種是圖6a表示的結構，導線接至集電環15上，由集電環15和電刷16引出。圖6a電動機還可以將電磁感應線圈7和極板1共接到集電環13和電刷14上，成為并聯諧振電路。
4.根據權利要求1所述的運流電機，其進一步的特征是平動式運流發電機、測轉速電機。本發明的平動運流發電機和速度測量裝置采用圖9的結構。對兩極板1施加交流電壓9，當按照箭頭20的方向(Z軸方向，垂直進入紙面)運動時，極板形成箭頭20方向(Z軸方向)的交變運流電流，使極板中間產生X軸方向的感生磁場。極板中間的隔板2從兩磁極延伸出來并通過磁導體21形成磁回路，使交變磁通10穿過線圈7而產生感生電動勢，驅動用電設備8。將8換成電壓表，由于線圈7的感生電動勢與裝置的運行速度成正比，這就可以通過測量電壓換算成速度，就是平動測速發電機。
5.根據權利要求1、4所述的運流電機，其進一步的特征是平動式運流電動機。平動運流電動機是平動運流發電機的逆過程。將圖9中的感應線圈7從用電設備8斷開并接到電源9，就成為圖9a結構的平動式運流電動機。用交流電源9對感應線圈7和極板1供電，接成并聯或串聯諧振電路，兩極板1之間會產生位移電流垂直于極板，為Y軸方向；感應線圈7產生的磁通10通過導磁隔板2時平行于極板1，剛好在X軸方向，與位移電流Y軸方向垂直；所以產生電磁力為Z軸方向，作用在極板1所夾的隔板2上并使之在Z方向平動。當電壓改變極性時，因為位移電流和磁場的方向同時改變，所以產生的電磁力方向不變。極板1和感應線圈7可以根據需要設計成隨之運動或不運動。
6.根據權利要求1、2、3、4、5所述的運流電機，其進一步的特征是利用極板帶動靜電荷運動而產生運流電流，無論是單極板還是成對極板，無論極板是何形狀，都是對極板施加交變電壓，對發電機而言是對極板1直接施加交流電壓以獲得交變的運流電流。對電動機而言加交變電壓有兩種方法，一種是分別對極板1和感應線圈7施加交流電壓，另一種是將電源9、極板1和感應線圈7接成并聯諧振電路或串聯諧振電路。兩種方法都可以使極板1獲得位移電流，使導磁隔板2獲得與位移電流同相或反相的頻率相同的磁通，從而使導磁隔板2和極板1受到電磁力而運動。
7.根據權利要求1、2、3、4、5所述的運流電機，其進一步的特征是在極板1中間采用非金屬導磁材料如軟磁鐵氧體隔板2，使極板之間的磁通10平行于極板1。
8.根據權利要求1、2、3、4、5所述的運流電機，其進一步的特征是實用的運流電機中，采用低渦流高導磁材料構成磁回路定向傳導磁通，使磁力線10磁阻很小以加強導磁隔板2和線圈7的電磁感應效果。在圖5、圖5a和圖6、圖6a的高性能的旋轉式運流電機中，上下軸都配備有感應線圈，并且采用圓形磁導體11和導磁圓筒12與圓盤導磁隔板2、導磁轉軸3一道形成磁回路，使磁力線10磁阻很小以加強導磁隔板2和線圈7的電磁感應效果。
9.根據權利要求1、2、3、4、5所述的運流電機，其進一步的特征是實用的運流電機中，電刷都采用集電環加電刷的結構。向極板1提供電壓的電刷都是做成集電環13配合電刷14的結構；電磁感應線圈7與電源或用電設備之間的電能輸送有兩種方式，一種是圖5、圖5a表示的結構，導線從圓形磁導體11和導磁圓筒12中間的缺口引出；另一種是圖6、圖6a表示的結構，導線接至集電環15上，由集電環15和電刷16引出，當然，也可以去掉集電環15和電刷16而共接到集電環13配合電刷14上引出，接成并聯諧振電路。
10.根據權利要求1、3、5所述的運流電機，其進一步的特征是實用的運流電動機中，采用調節器17、18分別調節極板1和感應線圈7的電壓、相位，用以調節電動機的輸出功率。
全文摘要
本發明是一種發電機、電動機和測量轉速、平動速度的電機,其特征是在金屬極板1中間夾有軟磁鐵氧體制成的隔板2,在極板1上施加交流電壓,使極板產生極性交變的靜電荷,當極板帶動靜電荷運動時就產生了交變的運流電流,從而產生交變磁場,其磁通通過導磁體定向傳導而穿過感應線圈7,使感應線圈產生感應電動勢,這就成為了發電機,既可以是動力發電機,也可以是測速發電機。電動機是發電機的逆過程。
文檔編號H02N1/08GK1248815SQ9811263
公開日2000年3月29日 申請日期1998年9月21日 優先權日1998年9月21日
發明者陳啟星 申請人:陳啟星