发电机 【发明领域】
本发明涉及发电机，特别是涉及作为电源的由自激发电将电能供给转换器，负载电路或类似电路等发电机。
背景技术
下述发电机具有上述类型。
(a)利用高处蓄水的落差能量，来产生电能的水力发电装置。
(b)利用煤炭，燃油，可燃气体等燃料的热能产生电能的火力发电装置。
(c)利用原子核裂变过程的反应放出的能量产生电能的原子能发电机。
(d)利用太阳的热能或阳光的光能的太阳能来产生电能的太阳能发电机。
(e)利用风能来产生电能的风力发电装置。
(f)利用产生低能量产品所引起的化学反应，以产生电能的化学发电装置(即电池)。
发明公开
然而，就上述各种发电装置而言，还有如下各问题存在。即：
就水力发电装置而言，建筑水坝而引起的自然环境的破坏；再就火力发电装置而言，则有如排出二氧化碳，NO
x，SO
x等气体，将增加空气污染；再者，就原子能发电装置而言，不仅核废料，而且发生核事故的危险是公众关注的问题；就电池而言，由于使用水银，镍，镉等重金属的化学反应，会带来严重的环境问题。
一方面，以太阳能发电装置及风力发电装置而言，虽然，对环境并无不良影响，但是，它们不能保证恒定的能量供给。因为，太阳能发电装置在一年之间可利用的天数受到限制，再者，以风力发电装置而言，因为风力能量有间歇的变换。
本发明的目的是要解决这些问题而加以研究完成，其目的是提供不仅不会破坏环境，而且能够提供稳定的电能，还可以小型化的发电装置。
为了达到上述和其他目的，根据本发明的发电装置包括除了产生一个交变磁场外，还产生一个运动磁场的一次绕组，设置一个能够与该一次绕组所产生的交变磁场和运动磁场交链的二次绕组。
以这种结构，通过流过一次绕组的励磁电流而产生的交变磁通所建立的交变磁场及运动磁场，在二次绕组就感应出因为交变磁场而引起的电动势，和因其运动磁场所引起的电动势。而且由交变磁场在二次绕组所感应的电动势大体等于为了使励磁电流流过一次绕组所供给的电力减去铜损，铁损等一些损耗，所以，在二次绕组感应出比供给一次绕组的电力更大的电动势(一个交变磁场产生的电动势加上运动磁场)，产生的电动势发生自激发电。
因此，本发明的发电机不仅不会破坏自然环境，而且又能供给稳定的电能，还可以使装备达到小型化。
如果将在二次绕组的电动势的至少小部分供给上述一次绕组的话，除了在初期时起动，需要自外部供给电能外，以后就不必自外界供给电能，进而自本身发出电来。
再者，由上述一次绕组产生的交变磁场，及运动磁场(包括旋转磁场)可以由包括直流，单相交流，二相交流，或包括三相交流的多相交流所产生。
所以，假定用上述运动磁场来作为旋转磁场，通过增加交变磁场的交变数和旋转磁场的旋转数，在二次绕组中感应的电动势也增加，该交变磁场和旋转磁场可以由直流，单相交流，两相交流，或包括三相交流的多相交流产生。直流的时候，通过断续的直流周期变短，再者，在单相交流，二相交流或多相交流(包括三相交流)的时候，则令交流的周期变短，使交变数和旋转数可以增加。再者，如果上述一次绕组为多相(包括三相交流)对称绕组，而且为多极(包括四极)绕组的话，由于多相绕组的相数及多极绕组的极数的增加，随之上述二次绕组所感应的电动势也增加。再者，在此情况下，上述二次绕组最好是与上述一次绕组相同相数的对称绕组。再者，若运动磁场不是旋转磁场也可以应用。
再者，在上述二次绕组所感应的电动势的电压和电流最好是通过调节上述一次绕组及二次绕组的匝数比来控制的。
再者，最好是使上述一次绕组及二次绕组都被设置在同一个磁路内，尤其是上述一次绕组二次绕组的各对应绕组部分，配设在构成上述相同的磁路的铁芯附近。
本发明的发电机也可以用作具有下列结构的感应电机，其第一结构为：具有转轴在旋转磁场的轴线上的转子，一次绕组和二次绕组作为定子，使转子由旋转磁场感应出地电流所转动。第二种结构为：一次绕组和二次绕组作为转子，其转轴位于旋转磁场轴线上并且设置一个定子用于使转子(i.e.，一次绕组和二次绕组)由旋转磁场感应出的电流所转动。另外，通过将一次绕组和二次绕组作为一次侧，设置由运动磁场感应出的电流使其相对一次侧运动的二次侧，发电机可以用作线性马达。
根据本发明，可以获得一种不损害自然环境，能提供恒定电能的自身发电(self-excitation)。另外，这种自身发电除了初始阶段起动外，不需要外界提供能量。因此，本发明的发电机可以用在常规发电机，例如水力发电机，火力发电机，原子能发电机，太阳能发电机，风力发电机和电池的地方来提供电能。本发明的发电机对所有类型电能的应用是有用的，特别可以应用于马达由发电机产生的电能所驱动耗电的场合。
本发明的其他目的将通过后面给出的详细描述而变得显而易见。然而，表示本发明最佳实施例的详细描述和具体例子仅仅是说明性地给出。在本发明的精神和范围内各种变化和修改，对于本领域技术人员从详细描述中就可明白。
附图的简要描述
图1至图7是说明本发明的发电装置的第一实施例的图；
图1是表示其横截面立体图；
图2是表示其横截面图；
图3(a)是电路图，3(b)，3(c)是绕线图；
图4是表示其旋转磁场的产生图；
图5(a)，5(b)，5(c)是表示其第一实施例的第一种变形形式，对应图2的横截面图及对应图3的绕线图；
图6是表示第一变形形式的旋转磁场的产生图。
图7(a)，7(b)，7(c)表示其第一实施例的第二种变形形式，对应图2的横截面图和对应图3(b)和3(c)的绕线图；
图8至图11表示将第一实施例的发电装置作为感应电机使用时的变形图；
图8及图9表示第一变形例的纵截面图及横截面图；
图10及图11表示第二变形例的纵截面图及横截面图；
图12及图13表示用以说明本发明的发电装置的第二实施例图；
图12(a)，(b)，(c)表示对应图2的横截面图及对应图3(b)，(c)的绕线图；
图13表示电路图；
图14至图17表示本发明第三实施例的发电机；
图14表示外部平面图；
图15是电路图；
图16是根据本发明第三实施例的第一变形形式的发电机的外平面图；
图17是根据第三实施例的第二变形形式的电路图；
图18是表示将第三实施例的发电机装置作为感应电机使用的对应第三实施例的第一变形形式的外平面图；
图19至22图表示用于说明本发明的发电装置的第四实施例的图；
图19是表示发电机纵截面图；
图20是表示其铁芯的立体图；
图21是表示其电路图；
图22是表示绕线配置图；
图23及图24表示说明将第四实施例的发电装置作为感应电动机使用的变形例的图；
图23是表示其纵截面；
图24是表示图23的A-A线的横截面图；
图25及图26(a)，(b)是表示本发明的发电装置的第五实施例的图；
图26(a)，(b)表示对应图3(b)，3(c)的绕线图；
图27表示将第五实施例的发电装置作为线性马达使用时的纵截面图。
实施本发明的最佳方式
现将本发明的发电装置的各实施例，依照附图进行说明。
(第一实施例：三相交流二极集中全节距绕组)
在第一图及第二图中，铁芯10由圆柱铁芯部分(实心)，与圆环筒状铁芯部分10B所构成，而该圆环筒状铁芯部分10B的中空部分则嵌合有圆柱状铁芯部分10A，而互相结合为磁耦合状态。其中该圆柱状铁芯部分10A，用圆形钢簿板重叠而成并在其外圆周上具有六个槽11，沿铁芯轴线方向延伸的每个槽11在铁芯的圆周方向等间距隔开。再者，关于圆环筒状铁芯10B，也同样以圆环状钢板重叠而成，同时于内周面上具有六个切槽13。切槽13沿着铁芯部分10b的轴线延伸，并等距离隔开，将在圆柱铁芯部分10A的槽11之间的突出部分12的前端侧嵌进沟槽13中。以此，将圆柱状铁部分10A的突出部分12插入铁芯10B的切入槽13，把圆柱状铁芯部分10A嵌入圆环筒状铁芯部分10B的中空部分，以便把铁芯10装配起来。
在上述圆柱状铁芯部分10A的沟槽11中的内侧，如第3图(a)所示，嵌设有连接三相交流电源14的一次绕组15的U1相绕组15A，V1相绕组15B及W1相绕组15C所形成呈Y形接法的三相对称绕组，而其三个相对称绕组则如第3图(B)所示。再者在沟槽11的外侧，嵌设有二次绕组16的U2相绕组16A，V2相绕组16B及W2相绕组16C所形成呈Y连接的三相对称绕组，第3图(a)所示，而其三相对称绕组则如第3图(C)所示。再者，在图3(b)，3(c)所示的符号①-⑥表示沟槽号码。
当平衡三相交流电流ia1，ib1，ic1作为激磁电流从三相交流电源14流向一次绕组15(即，U1相绕组15A，V1相绕组15B，W1相绕组15C)，由这些平衡三相交流电流ia1，ib1，ic1产生的交变磁通建立一个交变磁场17和一个旋转磁场18，如图4所示。旋转磁场18是一种运动磁场且在平衡三相交流电流ia1，ib1，ic1的一周期间顺时针转一周。二次绕组16(即，U2相绕组16A，V2相绕组16B和W2相绕组16C)和交变磁场17和旋转磁场18交链。在交变磁场17和旋转磁场18所产生的电动势在U2，V2，W2相绕组16A，16B，16C中感应出来，从而平衡三相交流电流ia2，ib2，ic2如图3(a)和3(c)所示流动。
如前所述，由交变磁场17产生的电动势加到由旋转磁场18产生的电动势上，且该电动势感应到二次绕组16。此外，由交变磁场17产生的和在二次绕组16感应的电动势基本等于流过一次绕组15的平衡电流ia1，ib1，ic1的电力减去一些损耗，例如铜损和铁损。其结果，感应到二次绕组16的总电力必然大于供给一次绕组15的电力，从而，产生自激发电。
虽然，第一实施例是就双极集中式全距绕组进行的说明，但是它同样可以应用到四极集中式全距绕组，在这种四极全距绕组中采用沟槽数是沟槽11的二倍的沟槽11’并且设置叠绕一次绕组15’(包括U1相绕组15A’，V1相绕组15B’和W1相绕组15C’)和设置叠绕二次绕组16’(包括U2相绕组16A’，V2相绕组16B’和W2相绕组16C’)，如图5(a)，5(b)和5(c)所示。在这种绕组中，如图6所示，产生一个四极旋转磁场18’，它在平衡三相电流ia1，ib1，ic1的两周期间顺时针旋转一周。以类似方式，可以建立六极或更高极的旋转磁场。由于旋转磁场中磁极数增加，在二次绕组16(16’)感应的电动势也增加。
在第一实施例中介绍了集中全距绕组，但是分布全距绕组也可以使用。例如，在使用四极分布(全距)绕组时(采用叠绕式绕组)，构成一次绕组15”的U1相绕组15A”，V1绕组15B”和W1绕组15C”和构成二次绕组16”的U2相绕组16A”，V2绕组16B”和W2绕组16C”设置在三十六个槽11”中，如图7(a)，7(b)，7(c)所示。其他结构如前面所述。
应该注意标号图5(a)到5(c)中的①-12和图7(a)到7(c)中①-36表示沟槽号。
(变形实施例)
下面将就包括上面所述的三相交流，四极分布全距绕组作为一种感应电机为例进行说明。
参见图8和图9，设置一种具有上壁和下壁的圆柱形定子框架20(中空)。其中一个环形铁芯21固定到定子框架20中并且和定子芯框架20同轴。在环形铁芯21的内圆周形成36个槽22。这些槽22在铁芯21的圆周方向均匀地间隔开并且沿着铁芯21的轴向延伸。一次绕组23设置在槽22的内侧，二次绕组24设置在槽22的外侧。这些绕组23，24是以三相交流电流，四极分布全距绕组及三相对称绕组的形式叠绕成的。
有一个圆柱形导体30(实心)设置在环形铁芯21的中空区域。圆柱形导体30包括位于旋转磁场的轴线上的旋转轴29，并且该转轴通过轴承27，28旋转地支撑在由定子框架20的上壁和下壁所限定的孔25，26。以环形铁芯21作为定子和圆柱形导体30作为转子，由一次绕组23建立一个旋转磁场。旋转磁场在圆柱形导体30的表面感应一个电流并且这个电流引起一个感应磁场。由旋转磁场和感应磁场所产生的电磁力使作为转子的圆柱形导体30转动。如上所述，很显然，在二次绕组24所感应的电动势大于提供给一次绕组23的电力。
上述发电机可以进行变形，从而如图10和图11所示，一个固定到定子框架20’的下壁的环形铁芯21’设置在圆柱形定子框架20(中空)中并同轴设置，一个环形导体30’装配到环形铁芯21’的外表面和定子框架20’的内圆周表面之间的环形空间中。在这个情况下，环形导体30’的旋转轴29’同样装在环形铁芯21’的中空区域中的旋转磁场的轴线上，除了槽22’在环形铁芯21’的外圆周上形成外，其他特征与前面所述相同。
虽然这里使用的是三相交流，四极分布全距绕组，但是也可以使用三相交流，两极或四极集中全距绕组。在前面的实施例中，环形铁芯21(21’)作为定子和圆柱形导体30(环形导体30’)作为转子，但是也有可能使环形铁芯21(21’)配有转轴并作为转子，而圆柱形导体30(圆柱形导体30’)作为定子。
在本实施例中，一次绕组15(15’，15”，23)设置在槽11(11’，11”，22，22’)的内侧，而二次绕组16(16’，16”，24)设置在槽的外侧。但是一次绕组15(15’，15”，23)可以设置在外侧，二次绕组16(16’，16”，24)设置在内侧。也有可能不考虑一次绕组和二次绕组将它们任意设置在内侧和外侧。虽然，在本实施例中采用的是星形三相对称接法，也可以采用三角形对称接法。在本实施例中可以采用波式绕组或链形绕组而不是叠形绕组。另外，可以由短距绕组代替全距绕组，总之，第一实施例可以应用到所有类型的绕线方式。
当在本实施例中铁芯10(10’，10”，21，21’)由钢板叠成，它也可以由钢块或煅烧，硬化的铁氧体构成。总之，任何材料只要它们是磁性材料都可以使用。
(第二实施例：单相交流分相电容器型四极分布式全距绕组)
参照图12(a)，12(b)和12(c)，铁芯40由圆柱铁芯部40A(实心)，与圆环筒状部40B所构成，与第一实施例相同，圆环筒状部分40B的中空部分则嵌合有圆柱状铁芯部分40A，且相互磁耦合。
十六个槽41(每一个都沿圆柱筒状部分40A的轴线方向延伸)在铁芯部分40A的外圆周上在圆周方向等距离间隔。设置一个一次绕组43并且嵌入槽41的内侧。如图13所示，一次绕组43连接到单相AC电源42上并且包括一个主绕组(单相绕组)43A和一个具有一个电容器的辅助绕组43B以形成两相对称叠绕全距绕组。主绕组43A和辅助绕组43B如此布置以使它们在相位上差90度电角度。二次绕组45如图13所示嵌入槽41的外侧。同样，二次绕组45包括一个主绕组(单相绕组)45A和具有一个电容器46的辅助绕组45B以形成两相对称叠形全距绕组，这些绕组45A和45B如此设置以使它们在相位上差90度电角度。
当单相交流电流i1作为激磁电流从单相AC电源42流到一次绕组43，由在主绕组43A和辅助绕组43B中流动的电流i1a，i1b产生交变磁通建立交变磁场，且由于交变磁场和流过主绕组43A和辅助绕组43B的电流i1a，i1b之间的相位差，产生旋转磁场。该旋转磁场在单相电流i1的一周期间旋转一圈。交变磁场和旋转磁场使主绕组(单相绕组)45A和二次绕组45的辅助绕组45B互相交链，感应出电动势和有单相交流电流i2流过。用此方法，在二次绕组45中感应的电动势大于供给一次绕组43的电能，如第一实施例。
在第二实施例中，一次绕组43可以设置在槽41的外侧而二次绕组45可以设置在槽41的内侧，这些绕组43，45也可以不考虑一次或二次绕组任意设置在槽的外侧和内侧。正如第一实施例的情况。虽然，在本实施例中采用了叠绕组，但是波状绕组或链形绕组也可以使用。另外，可以使用短距绕组代替全距绕组。总之，第二实施例可以应用于所有类型的绕线方法。另外，和第一实施例相同，铁芯40可以由重叠钢板或绕制而成，或由钢块或煅烧，硬化的铁氧体制成。总之，只要是磁性材料的任何材料都可以作为铁芯40。
通过采用和第一实施例的变形形式中描述结构，分相电容器型的单相发电机可以用作一种感应电机。
可以理解，在没有电容器的发电机的情况下，一种交变磁场和旋转磁场可以建立，正如分相电容器型单相交流发电机的情况相同，由于提供一次绕组和二次绕组间的电抗差或流过具有90度相角差的两相交流，使二次绕组中感应的电动势大于供给一次绕组的电能。而且，用这种结构，没有电容器的发电机也可以作为感应电机。
(第三实施例：屏蔽线圈式单相双极交流绕组)
参照图14，铁芯50由U形铁芯部分50A和X形铁芯部分50B所构成。X形的铁芯部分50B安装在由U形铁芯部分50A的两臂所限定的的中空部分中且和其磁耦合。铁芯部分50A和50B由U形和X形的钢板叠加成。U形铁芯部分50A在每个臂的内部具有两个切槽51用于容纳X形铁芯部分50B的前端。铁芯50是如此制造：通过将铁芯部分50B的前端嵌入铁芯部分51A的切槽51中而使X形铁芯部分50B插入U形铁芯部分50A的臂之间的中空部分。
一次绕组53的导线围绕着U形铁芯部分50A的中间部分绕成绕组并且一次绕组53连接到单相AC电源52上，如图15所示。
二次绕组54包括第一绕组54A和第二绕组54B，如图15所示并且这些绕组54A和54B围绕X形铁芯50B绕制，从而相互交叉。如图14所示，X形铁芯部分50B具有一对由铜制成的屏蔽线圈55，56，从而能够在X形铁芯部分50B中建立反时钟旋转的旋转磁场(图15)。
当单相交流电流i1从单相交流电源52向一次绕组53流动，由电流i1产生的交变磁通建立一个交变磁场并且由于这个交变磁场和屏蔽线圈55，56对磁通的延迟作用，建立了一种在单相交流i1的一周期间旋转一周的旋转磁场。交变磁场和旋转磁场使二次绕组54的第一绕组和第二绕组54A和54B相互交链，从而感应出电动势并且有单相交流i2a，i2b流动。以这种方式，如第一和第二实施例所述，在二次绕组54中感应的电动势大于供给一次绕组的电能。
虽然，第三实施例描述的是包括U形铁芯部分50A和X形铁芯部分50B的铁芯50的情况，但有可能采用如图16所示的包括一个变形的U形铁芯部分50A’和环形(圆柱)铁芯部分50B’(实心)的铁芯50’。环状(圆柱)铁芯50B’插入到由变形的U形铁芯部分50A’的臂所限定的中空部分。这些铁芯部分50A’和50B’分别由以变形的U形和环形钢板叠加成。与第三实施例相同，一次绕组53’围绕着变形的U形铁芯部分50A’的中间部分绕成绕组。二次绕组54’包括一个第一绕组54A’和第二绕组54B’，该二次绕组以第一绕组和第二绕组54A’和54B’相互交叉的方式围绕着环状(圆柱)铁芯部分50B’绕成绕组。标号57表示空隙和标号58，59表示屏蔽线圈。
二次绕组54(54’)可以如图1 7所示进行变形，它包括第一到第三绕组54C”，54A”和54B”。第一绕组54C”在一次绕组53(53’)的上面或下面绕成绕组，该一次绕组在U形铁芯部分50A(变形的U形绕组50A’)的中部绕成绕组。第二和第三绕组54A”和54B”围绕着X形铁芯部分50B(环状(圆柱状)铁芯部分50B’)绕制成绕组，从而相互交叉，正如第一和第二绕组54A(54A’)，54B(54B’)。这种布置可以使它有效地在第一绕组54C”中感应出电动势，由交变磁场感应出的电动势由一次绕组53(53’)建立。
(变形)
下面，将描述在具有变形的U形铁芯50A’和环状铁芯部分50B’的铁芯50’的发电机用于感应电机的情况
参照图18，铁芯60由变形的U形钢板叠加成，如上所述。代替上述环状(圆柱)铁芯部分50B’，圆柱形导体62(实心)插入由变形的U形铁芯60的两臂限定的中空部分。圆柱导体62包括一个转轴61，并和该转轴同轴，转轴61沿着和图面垂直的方向延伸，由轴承(未示)在其两端转动地支承。一次绕组63围绕变形U形铁芯60的中部绕成绕组，而包括第一和第二绕组64A，64B的第二绕组64围绕圆柱导体62绕成绕组，从而使绕组64A，64B相互交叉并且导体62可以围绕枢轴转动。这个变形和前面所述的变形形式相同，其中旋转磁场由一次绕组63建立，在导体62的表面感应一个电流以建立一个感应磁场并且其中圆柱导体62由旋转磁场和感应磁场所产生的电动势使其作为转子转动，铁芯60作为定子。在变形中，由二次绕组64中感应的电动势大于提供给一次绕组63的电力，如上面所述。也有可能如图17所示，二次绕组64包括第一到第三绕组且第一绕组在一次绕组63的上面或下面绕制而第二和第三绕组围绕着圆柱导体62绕制以和其相交叉，正如第一和第二绕组64A和64B的情况。采用这种结构，由一次绕组63建立的交变磁场所产生的电动势可以有效地感应到第一绕组。该结构的其他特征和前面所述相同。
虽然铁芯50(50’，60)由钢板叠加形成，它也可以由钢块，煅烧，硬化的铁氧体构成，或任何只要是磁性材料的其他材料构成，如第一和第二实施例所述。
(第四实施例：直流双极集中式全距绕组)
参照图19，铁芯70由两个盘形铁芯部分70A，70B组成，由例如煅烧和硬化铁氧体制成。如图20所示，每一个盘形铁芯部分70A，70B具有一个环形沟槽71A(71B)和在其一个面上一个通孔72A(72B)。环形沟槽71A(71B)和铁芯部分70A(70B)同轴并且通孔72A(72B)限定在铁芯部分70A(70B)的轴线上。包括三个绕组75A，75B，75C的一次绕组75在盘形铁芯部分70A的环形沟槽71A中以叠式全距绕组的形式形成，如图22所示。一次绕组75通过由六个SCR1-6组成的开关电路73连接到一个直流电源74上，如图21所示并且由树脂或类似材料牢固地粘结到环形沟槽71A。在其他盘形铁芯部分70B的环形沟槽71B中，包括三个绕组76A，76B，76C(见图21)的二次绕组76以叠式全距绕组的形式设置，如图22所示。二次绕组76也由树脂或类似材料牢固地粘结到环形沟槽71B。盘形铁芯部分70A，70B相对布置从而使一次绕组和二次绕组75，76夹在铁芯70A，70B的中间，绕组75A，75B，75C分别叠加在绕组76A，76B，76C。螺栓77插入到通孔72A，72B，由螺母78拧紧，这样铁芯70就制成。
当直流电流ia1，ib1，ic1作为一个激磁电流通过在开关电路73中的SCR1-6的通和断依序断续地从直流电源74流到一次绕组75的三个绕组75A，75B，75C。这些直流电流ia1，ib1，ic1产生交变磁通，从而建立一个交变磁场和依序流过的直流电流ia1，ib1.ic1的一周期间转动一周的旋转磁场。二次绕组76的绕组76A，76B，76C和这些交变磁场和旋转磁场相交链从而相位上不同且由交变磁场和旋转磁场所产生的电动势在绕组76A，76B，76C中感应出来，并且直流电流ia2，ia2，ic2断续流动。用这种结构，在二次绕组76中感应的电动势大于供给一次绕组75的电力。
(变形)
下面，对于包括上述直流双极集中式全距绕组作为一个感应电机的情况进行描述。
参照图23和24，一个环形下壁部分83嵌入具有一个上壁的圆柱形定子框架80(中空)的下端。该环形下壁部分83作为一个铁芯并且由煅烧，硬化的铁氧体制成。一次绕组81和二次绕组82固定到环形下壁部分83的上表面，该一次绕组81和二次绕组82以前面所述的环形形式并且垂直上下叠加地布置。一次绕组81和二次绕组82分别包括三个绕组和以上述直流双极集中绕组的形式设置。
孔84限定在定子框架80的上壁中和孔85限定在环形下壁部分83中。在定子框架80的上壁和一次绕组81之间具有一个盘形导体89，该盘形导体89在旋转磁场轴线上具有一个转轴88。转轴88位于由一次绕组81和二次绕组82限定的中空区域，该一次绕组和二次绕组环形设置，并且由轴承86，87转动地支撑在孔84，85中。一次绕组81建立一个旋转磁场，导致在盘形导体89的表面流过一个电流。因此，盘形导体89由这个电流使其作为转子转动，一次和二次绕组81，82作为定子，并且在二次绕组82中感应的电动势大于供给一次绕组81的电力。
虽然，在本实施例中，一次绕组81和二次绕组82作为定子而盘形导体89作为转子，但是也可以使一次绕组81和二次绕组82作为转子而盘形导体89作为定子。
虽然，在本实施例中，一次绕组75(81)设置在二次绕组76(82)的上面，也可以将二次绕组76(82)设置在一次绕组75(81)上面，用于本实施例的叠式绕组可以由波状绕组或链形绕组所取代，并且可以使用短距绕组来代替全距绕组。总之，第四实施例可以应用于所有类型的包括分布绕组的绕线方式。
铁芯70和环形下壁部分83可以由煅烧，硬化铁氧体形成，只要是磁性材料的任何材料都可使用。
(第五实施例：三相交流单相全距绕组)
参照图25，铁芯90包括一个在其上侧的第一铁芯部分90A和在其下侧的第二铁芯部分90B。这些部分90A，90B相互磁耦合。第一铁芯部分90A具有沟槽91，沟槽在横向方向均匀间隔开，每个在其下侧和图面垂直的方向延伸。第二铁芯部分90B具有切槽93用于容纳突出物92的前端，每个前端位于第一铁芯部分90A的沟槽91之间。切槽93在横向方向均匀间隔开，每个在其上侧和图面垂直的方向延伸。第一和第二铁芯部分90A，90B由例如重叠的钢板或煅烧，硬化铁氧体形成。第一铁芯部分90A的突出物92插入第二铁芯部分90B的切槽93，从而形成铁芯90。
第一绕组94包括一个U1绕组94A，V1相绕组94B和W1相绕组94C和这些绕组94A，94B，94C顺序插入第一铁芯部分90A的槽91的内侧，如图26(a)所示。一次绕组94连接到三相交流电源(未示)。二次绕组95包括一个U2相绕组95A，V2相绕组95B，W2相绕组95C并且这些绕组95A，95B，95C同样顺序插入槽91的外侧，如图26(b)所示。这里图25，26(a)，26(b)中的标号①-⑩表示槽号。
当平衡三相电流ia1，ib1，ic1作为激磁电流从三相交流电源(未示)流到一次绕组94的U1相绕组94A，V1绕组94B，W1绕组94C。这些平衡三相电流ia1，ib1，ic1产生一个交变磁通，从而建立一个交变磁场96(见图25)和一个以图25所示箭头表示的运动磁场97。应该注意，当电流ia1大于ib1，ic1时，交变磁场96在图25中示出。交变磁场96和运动磁场97使二次绕组95的U2相绕组95A，V2绕组95B，W2绕组95C中感应出来的电动势，电动势大于提供给一次绕组94的电能，如前面所述。因此三相交流电流ia2，ib2，ic2如图26(b)所示流动。
(变形)
下面，对于包括上述三相交流单相式全距绕组作为一个感应电机或线性马达的情况进行描述。
参照图27，由钢板重叠或煅烧，硬化铁氧体制成的铁芯100作为一次侧。铁芯100在其下侧具有沿横向均匀隔开的槽101。一次绕组102包括一个U1绕组102A，V1相绕组102B和W1相绕组102C并且这些绕组102A，102B，102C顺序插入槽101的内侧。同样二次绕组103包括一个U2相绕组1 03A，V2相绕组103B和W2相绕组103C并且这些绕组103A，103B，103C顺序插入槽101的外侧。
在铁芯100的下面设置一种导电板104，该导电板沿铁芯100延伸并起二次侧的作用。
铁芯100作为一个固定部件而导电板104作为一个移动部件，从而运动磁场由一次绕组102建立并沿图27所指方向移动，使在导电板104的表面感应出电流。该电流产生感应磁场。这些磁场产生使导电板104沿箭头方向运动的电磁力。如前所述，在二次绕组103中感应的电动势大于供给一次绕组102的电力。
虽然，铁芯100作为一个固定部件而导电板104作为一个移动部件，也有可能设计成铁芯100作为一个移动部件而导电板104作为一个固定部件。
很明显第五实施例并不限制到三相交流单相全距绕组，但也可以应用到包括两相绕组，叠式绕组，波状绕组和链形绕组和短距绕组的所有绕线方法。
在本实施例中，一次绕组94(102)设置在槽91(101)的内侧，而二次绕组95(103)设置在槽的外侧。然而，一次绕组94(102)也可设置在槽91(101)的外侧，而二次绕组95(103)设置在槽的内侧。其他无论是一次或二次任何一个设置在槽的内侧或外侧均是可以的。
在本实施例中铁芯90可以由钢板重叠或煅烧，硬化铁氧体形成，它还可以由只要是磁性材料的任何材料形成。
在前面的实施例和变形中，通过提供在二次绕组感应出的电动势的一部分给一次绕组，可以进行自激发电，除了在开始阶段起动外无需从外界提供电能。它可以应用到在这些实施例中作为感应电机或线性电机中。另外，通过缩短流过一次绕组的电流周期或增加多相绕组的相数，可以增加交变磁场的交变数和旋转磁场的旋转数，在二次绕组中感应的电动势也增加。应该注意除了上面所述的旋转磁场外也可以使用向前或向后移动的磁场作为运动磁场。
另外，在二次绕组中感应的电动势的电压和电流可通过调节一次绕组和二次绕组的匝数比来控制。
很明显，这里描述的本发明可以进行多种变化。这种变换将被认为是不脱离本发明的精神，对于本技术领域的技术人员来说是明显的变形也将包括在权利要求的范围内。