[发明专利]一种无转子发电机

说明书

技术领域

本发明涉及一种动力机械装置，尤其涉及一种发电机领域。

背景技术

目前发电机领域的原动力有水轮机，通过水来推动水轮机发电，有火力发电厂的汽轮机，它的工质是热蒸汽，有风力发电机，它的工质是流动的空气等，无论使用何种工质的原动机，这些发电机的发电原理要么是通过原动机带动转子中的励磁线圈旋转，从而使定子线圈相当于作导体切割磁力线运动所产生感应电势和电流的，或者是通过原动机直接带动转子中的线圈旋转切割磁力线运动来产生感应电势和电流的，因此无论采用哪种方式，原动机需要克服旋转线圈的磁场力，并且所需要克服的磁场力与发电机的输出功率是成比例的，所以，发电机的输出功率越大，原动机的功率也越大。这种方式虽然也可实现其他形式的能量转化为电能，但是这种方式由于转化效率低，因此，大大影响了能量的利用效率。

本发明将现有的发电机的励磁绕组与电流交换器连接，通过电流交换器来使励磁绕组产生一个相当于与原动机直接带动励磁绕组所产生的旋转旋转一样的旋转磁场，从而使电枢绕组产生电流和电压。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种结构简单、无需励磁绕组或电枢绕组旋转可产生发电机所需的旋转磁场的无转子发电机装置。

为了达到上述目的，本发明提供一种无转子发电机，包括励磁绕组、电枢绕组和一个电流交换器，磁绕组、电枢绕组都固定不动，还包括一个电流交换器，通过电流交换器使励磁绕组中的励磁电流随时间和空间发生切换，从而形成一个能使电枢绕组产生电流和电压的旋转磁场。

本发明进一步的技术方案，所述的电流交换器包括两个半圆柱状的滑环，所述的两个半圆柱状的滑环接触面具有绝缘层，靠近所述的滑环两端通过两个碳刷分别于一直流电源的正负极相连，所述的励磁绕组两端分别与滑环的中间的两个对称碳刷连接，所述的绝缘层圆周长度应略大于相邻两碳刷中心之间的圆周长度，并且少于相邻两碳刷外边缘之间的圆周长度，所述的滑环通过转轴与原动机相连。

本发明有益效果是：本发明只是将现有的发电机的励磁绕组与电流交换器连接，该电流交换器使励磁绕组产生一个相当于与原动机直接带动的励磁绕组所产生的旋转旋转一样的旋转磁场，从而使电枢绕组产生电流和电压。本发明中由于原动机不是直接带动线圈转动的，因此并不需要克服巨大的磁场力，所以可以大大提高能量的转换效率。因此，本发明的特点是：1.发电机的电枢绕组(定子)及励磁绕组部分均不需转动。2.通过电流切换来产生发电所需的旋转磁场。

为使本发明更加容易理解，下面将结合附图进一步阐述本发明一种无转子发电机的具体实施例。

附图说明

图1为本发明无转子发电机结构示意图；

图2为本发明无转子发电机发电过程示意图。

具体实施方式

图1中，电流交换器A由滑环A1、A2和绝缘层F组成，电流交换器滑环A1和A2是由导电材质做成的两个一端是圆筒状，另一端是半圆筒状的，可以通过绝缘层F装配成圆筒状，电流交换器A通过转轴D与原动机E连接，原动机通过转轴D带动电流交换器A转动。电流交换器A靠近两端分别安装碳刷B1和B2，直流电源B的两极通过碳刷B1和B2与电流交换器A的滑环A1、A2两端电性连接。直流电源B通过碳刷B1和B2将电流输送到电流交换器滑环A1、A2，再通过电流交换器滑环A1、A2中部圆周上的碳刷C输送到励磁线圈(图中未示出)。电流交换器A中间有一圈间隔均匀的碳刷C分别与励磁绕组的连接，如当励磁绕组的线圈为12个时，每一对绕组一端电性连接，接线如图2所示，励磁绕组的一个线圈一端与电流交换器滑环上的碳刷1连接时，其另一端应与对称的碳刷7连接，励磁绕组的一个线圈一端与电流交换滑环上的碳刷2连接时，其另一端应与对称的碳刷8连接，这样依次将励磁绕组每个线圈的两端分别与电流交换器滑环上的碳刷C连接。电流交换器A的滑环A1、A2之间绝缘层F，是保证两个两个半圆柱状滑环A1、A2是绝缘的。绝缘层F圆周长度(厚度)应略大于相邻两碳刷中心之间的圆周长度，大于单个碳刷与滑环接触的圆周长度，并且少于相邻两碳刷外边缘之间的圆周长度。

如图2(1)所示，当电流交换器滑环通过转轴与原动机一起转到如图1位置时，电流交换器滑环上碳刷11、12、1、2和3与电源正极相连，电流交换器滑环碳刷5、6、7、8和9与电源负极相连，电流交换器滑环上碳刷4和碳刷10刚好与绝缘层相接触。