[发明专利]发电机

说明书

技术领域

本发明涉及一种能量转换装置，具体是一种发电机。

背景技术

以现有三相交流发电机为例，它所提供的是大小和方向都按周期性变化的、三相对称的交变电势，通过引线即可提供三相交流电源。其由三相绕组组成，空间彼此相隔120度，每相绕组有两个线圈边，处在磁场内的直线部分称为有效边，发电机电磁能量的转换是通过该直线部分进行的，线圈在槽外的部分称为端部，其作用仅仅是把线圈的两个有效边连接起来。由外部驱动机构拖动线圈在N-S极磁场内逆时针方向转动时，闭合电路切割磁力线产生的感生电流，将从一个有效边通过端部进入另一个有效边，再通过另一个端部进入下一匝导线，如此循环流动，直至通过最后一匝导线，通过集电环，流出发电机，在感生电流在线圈里流动的同时，根据左手定则，(载流导体在磁场中要受到电磁力的作用)磁场对线圈产生了电磁力，而这个力正好与发电机的旋转方向相反，是顺时针转动的，这种反向力的宏观表现，就是增加了外部驱动机构负荷，降低了能量转换的效率。

同时，在三相交流电发电机中，由于一组线圈是一根导线绕成，所以在导体切割磁力线时，产生的感生电流是在一根导线的通道内逐步流出，这就好比两个有效边在感应出最大值的时候，是两座充满水的水库，而它在放水的时候，由于通道狭窄，水只能逐步流出而不是把水库大坝拿掉，瞬间释放所有的水，理论分析现有交流发电机瞬时释放电流的能力低下。

发明内容

本发明为了解决现有发电机结构影响能量转换效率和电流释放能力的问题，提供一种能量转换效率高的发电机。

本发明是采用如下技术方案实现的：发电机，包括两端设有中空固定轴的圆筒状定子、套于圆筒状定子的上设有励磁磁铁的转子，圆筒状定子通过其两端的中空固定轴架固于支座上；所述圆筒状定子包含若干根杆状导体、圆筒状支持体，杆状导体均布于圆筒状支持体的筒壁上，且杆状导体的固定方向与圆筒状支持体轴线平行，杆状导体两端分别连接有经中空固定轴引出的与外电路相连接的使电流输出的引出线；转子两端通过转动轴承与圆筒状定子的中空固定轴转动配合，转子一端设有套于中空固定轴的驱动轴管，驱动轴管上设有用于与机械系统实现传动的皮带轮。

所述转子为外套于圆筒状定子的外转子，包含筒状壳体、至少一对正对固定于筒状壳体内壁上的励磁磁铁，筒状壳体两端通过转动轴承与圆筒状定子的中空固定轴转动配合，筒状壳体一端设有外套于中空固定轴的驱动轴管。

所述转子为内套于圆筒状定子的内转子，包括内套于圆筒状定子的固定体、至少一对对称固定于固定体外壁的励磁磁铁，固定体两端通过转动轴承与圆筒状定子的中空固定轴转动配合，固定体一端设有内套于中空固定轴、并伸出中空固定轴的驱动轴管。

所述转子包含外套于圆筒状定子的外转子、内套于圆筒状定子的内转子；外转子包含筒状壳体、至少一对正对固定于筒状壳体内壁上的励磁磁铁，筒状壳体两端通过转动轴承与圆筒状定子的中空固定轴转动配合，筒状壳体一端设有外套于中空固定轴的驱动轴管；内转子包括内套于圆筒状定子的筒状固定体、至少一对对称固定于筒状固定体外壁的励磁磁铁，筒状固定体两端通过转动轴承与圆筒状定子的中空固定轴转动配合，筒状固定体一端设有内套于中空固定轴、并伸出中空固定轴的驱动轴管。

所述转子上设置的励磁磁铁为永久性磁铁或者电磁铁；如为电磁铁，转子的驱动轴管上设有与电磁铁线圈绕组相连、为线圈绕组提供励磁电流的滑环碳刷配合装置。

使用时，由机械系统通过皮带轮带动驱动轴管转动，从而驱动外转子和或内转子转动，圆筒状定子的杆状导体相对于转子转动，垂直切割转子上励磁磁铁磁场的磁力线，由此在杆状导体上产生感生电动势，同时经由杆状导体两端的引出线将产生的感生电流输出，完成发电的目的。

根据电磁感应定律，闭合电路的一部分导体在磁场中切割磁力线时，会产生感生电流，导线中感生电势的大小决定于磁场的磁通量密度，导线在磁场中的运动速度，以及位于磁场内导线的有效长度，感生电流的大小是由导线中感生电势和导体的电阻决定的。

与现有技术相比，本发明以杆状导体作为切割磁力线的载流导体，处于磁场内的杆状导体所产生的感生电流不再流回磁场，没有产生额外电磁力，进而提高了能量转换的效率；而且，加大杆状导体的截面积大，可以减小其电阻值，进而提高其产生感生电流的强度；同时，在杆状导体切割磁力线时，其产生的感生电流直接由其两端的引出线输出，与相邻杆状导体无关联，电流释放能力强。

本发明结构合理、紧凑，体积小，重量轻，能量转化效率高，电流释放能力强，即发电效率高。

附图说明

图1为实施例1的结构示意图；