[发明专利]无线转子发电机

说明书

技术领域

本发明涉及以磁场为媒介的将机械能转变为电能的发电机 技术领域。

背景技术

1831年伟大科学家法拉第完成了“转”磁为电的实验，创 造了世界上第一部发电机，至今已经走过了近两个世纪的发展历程。综观已有 磁媒发电机的基本结构，其主要型式只有两大类：第一类是旋转电枢式，第二 类是旋转磁场式。实际上无可争议，二者均已发展完善成熟，为人类社会进步 作出了巨大的贡献。

但是，二者的发展已近于极限，潜力殆尽，或者说已是穷途末路。特别是 已有的发电机，无论是旋转电枢式发电机还是电磁式旋转磁场式发电机，其转 子上必需有电枢装置或磁场装置，必须有线圈，必须有集电环或换向器、电刷 等电流引入或输出部件。长期实践表明，已有发电机90％以上的故障都发生于 这些转子部件上。所以，已有发电机存在着结构复杂、可靠性差、散热困难、 体积大、成本高等一系列严重缺点。事实如此，一百多年以来，虽经历代业内 人士长期研究改进，但是基于原理局限，对于上述这些严重缺点，一直无法根 本解决。

而，已有的永磁式旋转磁场式发电机，虽然转子无线圈，可是存在着磁场 不够强大、失磁和输出电压难以调节等缺点；已有的无刷爪极式发电机转子上 也没有线圈，但是，因为其励磁线圈位于机体中心的转子腔内，所以也存在散 热条件差、制造工艺困难等问题。特别是为了让励磁线圈静下来，减少故障， 该式发电机在性能方面作出重大牺牲，由于其主磁路中必须有四道气隙，所以 磁阻剧增，比有刷发电机更加严重地损害了发电机的效率、功率和低速性能。

发明内容

本发明目的是探索新的发电原理，从根本上另辟新径，在不 损害发电机工作性能的前提下，彻底省掉转子上的电枢线圈或励磁线圈，及其 集电环和电刷等，根除已有发电机的上述一系列严重缺点，提供一类既能够简 化结构还能够提高性能的，更具发展前途的新式旋转衔铁式发电机。提供新一 类结构和性能都无比优良的新式发电机。

本发明《无线转子发电机》，由衔铁式磁导体转子，静止的磁场装置，静止 的电枢线圈及其铁芯和机壳等组成，现分述如下：

(一)磁导体转子。本专利文件中所称的磁导体转子，是指由以下几种磁 导体或它们的组合体，与主轴等组成的发电机转子。这几种磁导体是：

1.简式连轴磁导体—如图8中(84)所示，用磁性材料(例如硅钢叠片) 制作的磁导体，该磁导体与转子主轴作直接机械连结和磁连结。该磁导体可以 一个或多个制作在一起。

2.隔离式磁导体—如图8中(85)所示，一个或多个用磁性材料制成的 磁导体，隔以非磁性材料体(80)(例如灌铸以硬铝)，与转子主轴以及其它构 件作间接机械连结。各个隔离式磁导体之间也隔以非磁性材料。

3.复式磁导体—如图8所示，混合采用一个或多个简式连轴磁导体(84)、 一个或多个隔离式磁导体(85)，和非磁性材料体(80)构成的组合磁导体。其 中(84)与(85)相间布置。

4.带环连轴式磁导体—如图3所示，在一个或多个简式连轴磁导体(31) 的一侧或两侧，增加一个或两个用磁性材料制成的导磁环(32)，(33)而成。 该导磁环的功能与电路中的集电环的功能很相似，故以后称之为集磁环。它与 转子上的磁导体直接制作在一起。该集磁环比集电环具有更为理想的功能，它 能够向转子直接输送主磁通Φ，而无需在输入电流后再在转子上进行电磁转换， 省掉转子上的进行这种电磁转换的、多故障的一系列装置。

5.带环隔离式磁导体—如图1所示，一组带环隔离式磁导体(11)，由其 1C段的一个或多个隔离式磁导体，与其1A段集磁环作磁连结，或者直接制作 在一起而成。该带环隔离式磁导体与转子主轴之间，与另一组带环隔离式磁导 体(12)之间，与转子上其它构件之间都隔以非磁性材料体(10)。图中(12) 的1B是包括于该组带环隔离式磁导体的集磁环。

6.带双环复式磁导体—如图2所示，该带双环复式磁导体。是一组带环 连轴式磁导体(21)，隔着非磁性材料体(20)，与一组带环隔离式磁导体(22) 构成的组合体。它们的2B段和2A段分别是各自的集磁环。

如果，只看本带双环复式磁导体的中间(2C段)，就是一种不带环的复式 磁导体。