[发明专利]无整流器脉冲直流电机及制造方法

说明书

现有整流器电机，存在整流器结构和制造工艺复杂，有换向火花，可靠性差，使用维修复杂，使用寿命短，效率低，转速不能很高，单位功率的体积大、重量大、成本高等缺点。“因此，自从发明直流电机以来，就不断有人从理论和实践两方面进行探索和研究，企图直接从一个无换接装置的电枢线圈回路中产生直流电。但是，所有这些尝试，毫无例外地都失败了。事实上，这里和永动机的问题一样，从原理上就是不能的。我们将在下面把这种不可能性阐述清楚。”他在下面论证了不可能的根据、论据“所有（任一）无换向装置的闭合电路电磁感应电势中不可能有直流分量E。”（参阅《电机学》上册李发海等编著，科学出版社出版，1982年8月版，第225-226页）

本发明的目的：在综合现有电机、变压器及脉冲变压器技术基础上，克服“无整流器直流电机不可能论”及其论据“所有无换向装置的闭合电路电磁感应电势中无直流分量”的技术偏见，创造一种无整流（换向）器、无电刷的闭合电路电磁感应为脉冲直流电势的发电机，及其各种用途和制造方法，取代整流器直流电机，满足社会对无整流器脉冲直流发电机及直流发电机的需要，以无整流器的直流供电系统取代有整流器的直流供电系统，并可用直流输电取代交流输电，以直流电力系统取代交流电力系统。

本发明第一组技术解决方案及其特点：

1、一种由定子铁芯和定子绕组的定子，与由转子轴和转子绕组的转子组成的电机，其特征在于：

a、是脉冲变压器和无整流器电机的组合（综合），如附图1、2所示，定子铁芯7上安装有激磁绕组3和变压器（输出）绕组1，两绕组的轴线在空间相差90°电角度，转子闭路绕组2类同异步电机转子绕组的结构，既有转子电枢绕组的作用，又有转子变压器绕组的作用;

b、激磁绕组3由单向脉冲电源E₃供电激磁，即脉冲直流电激磁，使定、转子及气隙磁路中产生单向脉冲磁通;

c、外力拖动转子闭路绕组旋转，切割气隙单向脉冲磁密，从而感应动生脉冲直流电势，单导体的瞬时切割电势为e＝Btu，转子闭路绕组的瞬时切割电势为E＝Cnφ，由此动生电势产生的电流及由此电流产生的单向脉冲磁通，在空间位置是固定的，而且与定子变压器绕组的轴线一致，在有气隙的脉冲变压器电磁耦合作用下，耦合定子变压器绕组1感生二次脉冲直流电势E₂、电压/电流，转子闭路绕组和定子变压器绕组之间传输单向脉冲电的原理同脉冲变压器，向外电路直接输出此脉冲直流电势、电压/电流，不用整流（换向）器及电刷;

d、无整流（换向）器、无电刷的闭合电路电磁感应为脉冲直流电势，是本发明电机的最基本实质性特征，此特征不仅与现有电机相区别，而且与“无整流器直流电机不可能论”及其根据、论据“所有无换向装置的闭合电路电磁感应电势中无直流分量”相矛盾，是属于克服上述技术偏见的基础发明之一。

2、上述无整流器脉冲直流发电机，为了补偿电枢反应的去磁作用，在定子激磁绕组的同一轴线上可以安装补偿绕组，补偿绕组的接法应保证电流流过该绕组产生补偿磁势的方向与电枢反应磁势的方向相反，以补偿磁势抵消电枢反应磁势;为了便于调节补偿程度，可设补偿调节电阻，调节补偿电阻可调节补偿绕组中电流的大小，就可调节补偿程度。

3、上述无整流器脉冲直流发电机单向脉冲电激磁，可以有多种实施方案：当用电压和频率固定的正弦波、锯齿波、方波等单向脉冲电激磁时，则为输出电压和频率固定的正弦波、锯齿波、方波等的脉冲直流发电机;当用电压和频率可变的单向脉冲电激磁时，改变激磁单向脉冲电的电压和频率，就可改变和控制脉冲直流发电机输出脉冲直流电的电压和频率，则为电压和频率可调的无整流器脉冲直流发电机。具体实施方案选用哪种脉冲电激磁，可根据需要选择现有脉冲电源，微电机一般选择集成电路组成的脉冲电源，如555定时器组成的脉冲发生器供电激磁;通用Ⅲ型运放F007组成的正弦波发生器供电激磁;还可以用自激振荡器供电激磁等等。

附图3为有三种频率可变的脉冲电源供电激磁方案，由音叉振荡器产生的频率为2400周、幅度为0.7V的交变信号输入GTO₁控制极，使GTO₁不断导通与关断，GTO₁阳极有同样频率的脉冲输出，经二分频后得到频率为1200周的脉冲。再经二分频又得到频率为600周的方波，方波谐波极其丰富，采用选频电路取出其中的三次谐波，这样就得到频率为1800周的信号。