[发明专利]直线往复式无安培力交流发电机

说明书

一：技术领域：

本发明涉及一种直线往复式无安培力交流发电机，特别是三相交流发电机。

二：背景技术：

同步发电机的原理来自电磁感应现象，电磁感应现象有多种多样，图1表示的电磁感应现象是同步发电机的基本原理，当线圈N转动时线圈N中产生感生电流。由电磁感应定律感生电流是由线圈N中ab边和cd边“切割”磁力线产生的也有匀强磁场B穿过线圈N所包围的面积S的磁通量变化产生的。由安培定律，当线圈N在匀强磁场B中绕固定的轴线OO″转动时，线圈N中通过ab边和cd边的感生电流在匀强磁场B中受到安培力(磁场对载流导线的作用力)的作用，安培力的作用对转动线圈N产生制动转矩；再由楞次定律，旋转线圈N里的感生电流在abcd所包围面积S上产生的磁场反抗引起感生电流的磁通量的改变，对旋转线圈N也产生制动转矩。从以上实验可以看出图1的电磁感应现象，既有安培力的作用也有感生电流产生磁场的作用。

变压器的工作原理来自与同步发电机的原理不同的电磁感应现象，图2表示线圈A中的感生电流，是由载流线圈B中的电流强度的改变而引起的，当电键K板断时，通过线圈A的磁通量减少，根据楞次定律，线圈A中感生电流的磁场方向应使通过线圈A的磁通量增加，再根据右手螺旋定则，电流的方向，如果从线圈B向A看去，应当是反时针方向。这就是变压器的工作原理。从以上实验可以看出图2的电磁感应现象，属于无安培力作用的电磁感应现象。

三：发明内容：

本发明的目的是提供一种直线往复式无安培力交流发电机，该发电机的工作原理与变压器的工作原理相似，变压器的工作效率(输出功率与输入功率之比)高达98％，主要是因为变压器的工作原理利用了像图2所表述的无安培力作用的电磁感应现象，变压器工作时没有安培力的作用。同样利用该原理制造的直线往复式无安培力交流发电机，也可以消除发电机发电时安培力的阻碍作用，从而达到提高发电效率和节省能源的目的。传统的同步发电机效率低(尽管同步发电机效率高低与多种因素有关)的主要原因是，工作原理用的是像图1所表述的既有安培力的作用也有感生电流产生磁场的作用的电磁感应现象。

直线往复式无安培力交流发电机和同步发电机一样具有可逆性，也能作电动机使用。

本发明的技术解决方案是采用直线往复式无安培力作用的电磁感应现象制造发电机，下面结合附图说明本发明的内容：

图3是直线往复式无安培力单相交流发电机的工作原理，该发动机的定子采用口子形定子铁心6，口子形定子铁心6中内的定子磁极2用来串联绕成一相定子线圈3，绕置定子线圈3时使面对的两个定子磁极2为同极。该发电机的运动部分也就是厉磁磁铁4有两块，连接板11将两块厉磁磁铁4(极性相反)连接成一体，当厉磁磁铁4在曲轴9连杆8的带动下上下运动时，穿过定子线圈3的磁通量改变，由电磁感应定律定子线圈3中产生感应电流。厉磁磁场的磁通路径：从厉磁磁铁4的N极——定子磁极2与厉磁磁铁4的N极的间隙——口子形定子铁心6——定子磁极2与厉磁磁铁4的S极的间隙——厉磁磁铁4的S极，形成一闭合回路。定子磁路：口子形定子铁心6中上部的N极与S极，从定子N极——定子磁极2与厉磁磁铁4的N极的间隙——厉磁磁铁4的N极——口子形定子铁心6空间——厉磁磁铁4的S极——定子磁极2与厉磁磁铁4的S极的间隙——定子S极。该发电机工作时厉磁磁铁4没有受到安培力的阻碍作用，只受到感应磁场7的阻碍作用。

如果三个单相直线往复式无安培力交流发电机连在一起，三个单相直线往复式无安培力交流发电机的连杆8互成120°连接在同一曲轴9上，工作时发出的电就是三相交流电。

应用一：直线往复式无安培力交流发电机的厉磁磁铁与曲轴连杆连接，再配上旋转运动动力设备可制造成旋转运动发电机，如图3所示。

应用二：直线往复式无安培力交流发电机可制造成由直线往复运动动力驱动的发电机。如图4将直线往复式无安培力交流发电机固定在海底平面19上，去掉曲轴9连杆8部分，在口子形铁心6中上部加设回位弹簧17、固定架13、定位块12。在连接杆16上端装有浮筒15，浮筒15内设有连接杆16长短调节器14。当海浪使浮筒15上下起伏带动厉磁磁铁4上下往复直线运动时在定子线圈3中便产生感应电流。