[发明专利]反电动势—狄拉克δ电压充电装置

说明书

一、技术领域

本发明属于电气工程领域，旨在提供一种蓄电池的新型充电方法。

二、背景技术

通常情况下，只要存在电能与磁能转化的具有感性负载的电气设备中，在通、断电的瞬间，均会有反电动势，在断电的瞬间反电动势与断开电流的大小成正比，电流很大时，电流的改变量很大，时间很短，磁通量的变化率很大，反电动势也会很高。

反电动势一般出现在电感线圈中，如继电器线圈、电磁阀、接触器线圈、电机等。反电动势在电机领域表现尤为明显。电机开关瞬间的巨大反电动势给电路造成巨大的危害。早期，还曾有电气工程师死在开关电机瞬间产生的高压之下，但是问题在于，电机的驱动电压并不足以使人丧命。直到现在，电机电路通断瞬间产生的高电压仍是一个巨大的麻烦。它会产生电弧，对接触点造成损害；高压也会烧毁电路器件。

对于这个问题，电气工程领域通常的做法是并联一个反向续流二极管，防止电感产生的反向电动势损坏线圈，避免烧毁其他器件；接触开关使用油浸开关，避免电弧熔掉接触点。

但在对这种高压的研究中，申请人注意到，既然这种高压可以造成巨大损害，这就说明这种电压具有巨大能量，可能成为潜在的充电能源。进一步的研究表明，该电压关于时间的函数类似于数学上的狄拉克δ函数，故而本发明中将其称为狄拉克δ电压，也即：

数学上，对该函数积分，这一数学处理，类似于静电场的处理。从物理本质上，在该电压产生的瞬间，其实就是一个极强的静电场。如果有高速开关的存在，使该电压以极高的频率产生，则可近似看成连续的高电压源。

根据电气相关理论，该反电动势的计算公式如下

u(t)=-Ldidt]]>

可以看到，如果该电感负载的电感系数L足够大，开关速度足够快，则产生的狄拉克δ电压峰值将很大，该电压出现的频率会很高，达到前述狄拉克δ电压的效果。如此，产生的狄拉克δ电压能量远远超过电源提供的能量。而本发明，即是对这一瞬间的强静电场加以利用，将能量充入蓄电池中，从而稳定供给电器使用。

现有的蓄电池充电装置使用恒压充电或者恒流充电。对于恒流充电，在电池接近充电完毕时，由于电流并未降低，导致电流携带的能量不能被化学反应所吸收，引起电池发热甚至电池内部产生气体，对电池性能造成损害。恒压充电方法也有着类似的问题。此外，目前所有的充电方法都面临一个困难，即电池性能随着充电次数的增加而降低，到最后，电池就完全无法充电，对于硫酸电池，称为“硫化”。按照目前的充电方法，硫化的电池即是报废的电池。

三、发明内容

本发明旨在利用具有感性负载的电路通断瞬间产生的狄拉克δ反电动势给蓄电池充电，变废为宝。

产生狄拉克δ电压的条件如下：

1、电路中存在感性负载

2、电路快速通断

这些条件在电机领域不难满足，因此，本发明的一个实现方案从电机电路中捕获狄拉克δ电压。附图图1是具体的电路、机械装置图。

在该设计图中，如果去掉电池B和与之相连的二极管，就是一个直流电机的设计图。输出绕组、激发绕组绕制在铁芯上，铁芯是一大扎很细的细铁棒塞在一起，防止涡电流的出现。飞轮上面固定若干等距的铁氧体磁铁(注意，必须是铁氧体磁铁)，极性均相同，即都是N极或者都是S级向外。下面的NPN三极管是用来改变直流电机电路的通断的，这样，飞轮才能转起来。

加上电池B和与之相连的二极管，便可由电池B捕获狄拉克δ电压。对于电池B来说，图中的其他电气、机械设备只是为其提供狄拉克δ电压产生的两个条件，产生狄拉克δ电压的频率即是飞轮旋转的频率。每一次狄拉克δ电压出现在永磁体掠过线圈的一瞬间。具体物理过程如下：永磁体接近线圈，输出绕组线圈电路被快速接通，线圈中产生反向磁场，产生高压，电压达到90～300伏，反向磁场将永磁体排斥推离，反向磁场崩溃，电压回落，高强静电场的能量被充入蓄电池B中，如此重复。实验发现，飞轮转速越高，对电池B充电越迅速。这一点体现在飞轮转速越高，狄拉克δ电压的峰值越大，静电场能量越大，同时狄拉克δ电压的频率也越高，单位时间充入蓄电池的能量越多，充电时间自然缩短。