[发明专利]一种高效直流发电机装置

说明书

技术领域

本发明涉及发电机技术领域，特别是一种高效直流发电机装置。

背景技术

发电机（英文名称是Generators）是将其他形式的能源转换成电能的机械设备，它由水轮机、汽轮机、柴油机或其他动力机械驱动，将水流，气流，燃料燃烧或原子核裂变产生的能量转化为机械能传给发电机，再由发电机转换为电能。发电机在工农业生产、国防、科技及日常生活中有广泛的用途。

发电的效率是发电机的重要指标；目前，造成发电机发电效率低下的主要原因是相对输出电流的反向电流是无效电流，而产生反向电流的电动势e，其中的转速ひ、磁场强度B和线圈有效长度L都在做无用功；这样，直流发电机的电动势e=zNL B_1/2ひ_1/2；因此，直流发电机的有效值12.5%。

反向电流是由于运动时磁场的改变和运动方向的改变而造成的，这样就产生感抗，电流方向的改变就产生阻抗；产生的感生电流和以线圈的工作方式，就必然产生磁场，导致了输出电流之前存在相当一部分电流转换成了磁场；从而形成了直流发电机发电效率低的主要原因，亟待解决。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提出了一种高效直流发电机装置。具体是：

一种高效直流发电机装置，包括依次由外至内设置的机壳、定子以及转子，所述定子还包括定子铁芯和定子绕组，所述转子还包括转子铁芯和转子绕组；其特征在于：所述转子绕组均为同相绕组，即产生同极磁性；所述定子绕组均为绕向向外，且与对应转子绕组方向相互垂直；所述定子铁芯采用了半导磁结构，即靠近转子部分采用强磁材料A，靠近机壳部分采用弱磁材料B。

进一步地，所述机壳内的隔层与定子之间还设有半导磁铝合金层。

本发明的技术方案使得感应电流达到输出的最大值，从而大大降低了因感生电流转换为磁场后所带来的弊端，同时还减少热量，延长发电机使用寿命；采用新的绕线方式使得切割线始终处在一个磁场内运转，不产生反响电动势，其转速、切割磁力线、磁场均处于有效做功状态，消除了感抗和阻抗，从而提高了直流发电机发电效率。

附图说明

图1是本发明的高效直流发电机装置的结构示意图；

图2是本发明的半导磁部分的局部示意图；

图中：1、机壳，2、定子，3、转子，4、定子铁芯，5、定子绕组，6、转子铁芯，7、转子绕组，8、半导磁铝合金层。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行具体描述，如图1所示，一种高效直流发电机装置，包括依次由外至内设置的机壳1、定子2以及转子3，所述定子1还包括定子铁芯4和定子绕组5，所述转子3还包括转子铁芯6和转子绕组7；其特征在于：所述转子绕组7均为同相绕组，即产生同极磁性；所述定子绕组5均为绕向向外，且与对应转子绕组7方向相互垂直，如图2所示，转子绕组7靠外的电流方向是水平向右，而磁场方向是竖直向上；所述定子铁芯4采用了半导磁结构，即靠近转子3的部分采用的是强磁材料A，而靠近机壳1的部分采用的是弱磁材料B；A、B形成半导磁体，A是定子铁芯部分(采用强磁材料)，B是定子铁芯部分（采用弱磁材料），然后被定子绕组5缠绕。

进一步地，所述机壳1内的隔层与定子2之间还设有半导磁铝合金层8，起到进一步保护半导磁磁场的作用。

本发明的理论基础是，发电机发电效率低的原因不是因磁场与转速之间存在一个夹角（sina°），而是相对输出电流的反电流是无效电流，而产生反向电流的电动势，Em=ZNBmLv其中的zNL_1/2、B_1/2、V都在做无用功，因此，要想提高发电机发电效率不是消除这个（正弦sina）夹角，而是消除产生反向电流的电动势。

利用本发明的技术方案，带来的好处有：第一、使得感应电流达到输出的最大值，从而大大降低了因感生电流转换为磁场后所带来的弊端，同时还减少热量，延长发电机使用寿命；第二、新的绕线方式使得切割线始终处在一个磁场内运转，不产生反响电动势，其转速、切割磁力线、磁场均处于有效做功状态，消除了感抗和阻抗，从而提高了直流发电机发电效率。

上述技术方案仅体现了本发明技术方案的优选技术方案，本技术领域的技术人员对其中某些部分所可能做出的一些变动均体现了本发明的原理，属于本发明的保护范围之内。