稳恒电流发电机.pdf

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摘要
申请专利号:

CN90103827.X

申请日:

1990.05.26

公开号:

CN1056963A

公开日:

1991.12.11

当前法律状态:

撤回

有效性:

无权

法律详情:

||||||公开

IPC分类号:

H02K16/00

主分类号:

H02K16/00

申请人:

丁锡刚;

发明人:

丁锡刚

地址:

262713山东省寿光县第二中学

优先权:

专利代理机构:

代理人:

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内容摘要

本发明稳恒电流发电机,采用按正弦规律变化的交变磁场产生只有大小变化而方向不变的电流,使两相位相差π的这种电流叠加而产生稳恒电流。本发明可以发出高压稳恒电流用以输电或用于化学工业中的电解、电镀等,也可用作日常直流发电机或蓄电池充电等。

权利要求书

1: 本发明用于产生稳恒电流的磁场为正弦交变磁场。
2: 本发明恒流线圈中叠加的为两相位相差π且只有大小变化方向不变的电流。
3: 本发明交流线圈中产生的是两相位相差 (π)/2 的正弦交流电。

说明书


本发明是电力技术中用来产生稳恒电流的技术。

    在现实生活中,使用的大多是交流发电机,直流发电机发出的也只是脉动直流电,得不到稳恒的电流。在交流输电中由于电感和电容的存在,使海底电缆和地下电缆输电在50千米以外就难以实现。电感不仅抵消一部分电压,还会降低电流的功率因数,使很大一部分电流不能对外做功。非同步的交流发电机发出的电流在一条线路中不能叠加,限制了全国性的电力网的建立。同时,不能直接应用交流电的用电器,如直流电动机、电磁起重机等的供电,以及在化学工业中的电解、电镀等方面,都必须对交流电进行整流、滤波后才能应用,从而影响了用电器的工作能力和化学工业的生产能力。现代电力事业的发展要求用高压稳恒电流输电。直流发电机发出的电流电压太低,不适于远距离输送。目前采用的方法是制造换流设备,使交流电和稳恒电流相互转化。但换流设备制造困难,造价高,极不经济,输送电压和功率都很有限,而且现在还处于工业试验阶段。

    本发明则解决了高压稳恒电流的产生这一问题。高压稳恒电流输电使电感和电容的作用完全消失,使电阻的作用尽可能减小。稳恒电流不但能够互相叠加成强电流或高电压而不产生抵消现象,而且能够跟交流电叠加输送而互不影响,从而使全国性的电力网的建立成为可能,也便于提高化学工业的生产能力。稳恒电流输电用两根导线,能够节约电线用费30%以上。

    普通的交流发电机利用稳恒的磁场来产生出交变的电流。本发明则采用按正弦规律变化的交变磁场发出只有大小变化而方向不变地电流,然后让两相位相差π的电流相叠加,以得到稳恒的电流。

    本发明的具体结构由附图给出。附图为本发明的具体结构和原理示意图。

    下面说明本发明的结构和工作原理。

    本发明由产生正弦交流电的线圈(2)(11)(以下称“交流线圈”)、永磁铁(1)(3)(10)(12)、产生交变磁场的线圈(4)(6)(7)(9)(以下称“磁场线圈”)产生稳恒电流的线圈(5)(8)(以下称“恒流线圈”)和稳恒电流输出导线(13)组成。其中(1)(2)(3)(4)(5)(6)部分与(7)(8)(9)(10)(11)(12)部分的构造原理和工作参数完全相同,只是在旋转方向上落后90°。

    永磁铁和恒流线圈为定子,磁场线圈和交流线圈为转子。

    本发明(1)(2)(3)(4)(5)(6)部分的工作情况如下:

    由于交流线圈在磁场中转动而产生正弦交流电。假若磁感应强度为B,线圈面积为S,线圈转动的角速度为ω,从中性面算起,经过的时间为t,最大电动势为εm,线圈电阻为R,则得到的电流为:

    i = (εmSinωt)/(R) = (BS2ωsimωt)/(R)

    此电流通入磁场线圈,则可产生正弦交变的磁场B′。因为磁感应强度与电流的大小成正比,所以

    B′= K (BS2ωsinωt)/(R) (k为引入恒量)

    正弦交变磁场的转动,又会在恒流线圈中产生电流i′:

    i′= (B″S5ωsinωt)/(R′) ,将B″= (KBS2ωsinωt)/(R) 代入得,

    i′= k (BS2S5ω2sin2ωt)/(RR″) =k′BS2S5ω2sin2ωt(k′= (k)/(RR′) )

    同理,由(7)(8)(9)(10)(11)(12)组成的另一部分产生的电流为i″:

    i″=k′BS11S8ω2sin2(ωt- (π)/2 )=k′BS2S5ω2cos2ωt i′与i″叠加的结果为:

    I=i′+i″=k′BS2S5ω2(sin2-ωt+cos2ωt)=k′BS2S5ω2

    所以,本发明发出的电流为稳恒电流。

    本发明在两交流线圈中产生的正弦交流电的相位差为 (π)/2 ,而在恒流线圈中叠加的两电流的波形发生了变化,相位差为π。

    本发明与直流发电机比较,由于没有利用电刷和滑环,故能发出较高电压的电流,与交流发电机比较,能发出稳恒电流。本发明理论上可以发出高达几万伏到几十万伏的电压,可直接用于高压稳恒电流的输送。

    本发明主要用于稳恒电流发电机的制造。根据本发明制造的发电机可发出稳恒的电流,可用于日常用电器及化学工业中的电解、电镀等各方面。在只有交流供电而又需要稳恒电流的地区,可用交流电动机带动稳恒电流发电机,使之成为交流电转变为直流电的设备。

    在发电机的实际制造中,由于导线和线圈电感的影响,会使交流电的相位发生变化,这就需要将磁场线圈在旋转方向上超前或落后交流线圈 (π)/2 ,使磁场线圈中电流最强时(即磁场最强时)磁场的方向恰好垂直于恒流线圈平面。附图即已考虑电感影响的情况。

    为减小发电机的体积,两相同部分可共用一个磁场,而使交流线圈相互垂直、磁场线圈互相垂直。恒流线圈则合用一个。

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资源描述

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本发明稳恒电流发电机,采用按正弦规律变化的交变磁场产生只有大小变化而方向不变的电流,使两相位相差的这种电流叠加而产生稳恒电流。本发明可以发出高压稳恒电流用以输电或用于化学工业中的电解、电镀等,也可用作日常直流发电机或蓄电池充电等。 。

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