[发明专利]一种命名为“增电机”的电能倍增装置

说明书

【技术领域】

本发明属于节能设备技术领域，具体涉及一种命名为“增电机”的电能倍增装置。

【背景技术】

自法拉第发现电磁感应现象以来，人们相继发明了发电机、电动机、调相机、飞轮储能设备，近年来又出现了双转子电动机。发电机的目的是将机械能转化为电能，电动机的目的是将电能转化为机械能，调相机的目的是用电动机输出的无功功率损益超前或滞后的电网相位，飞轮储能设备的目的是先将电能转化为飞轮的动能暂时储存起来等到用电时再将飞轮的动能转化成电能，双转子电动机的目的是提供二元化的动力输出窗口。它们的终极目标不是指向能量形式的转化，就是指向电能的储蓄备用。迄今为止，尚未看到以增加电能为目的的机电产品。

【发明内容】

一、要解决的技术问题

本发明的目的是提供一种命名为“增电机”的电能倍增装置，基本思路是根据法拉第电磁感应定律、飞轮储能原理及飞轮助动技巧将电动机、助动飞轮、发电机集成于一体，使之成为一个以较少的电能投入获得较多电能产出的机电产品。

“增电机”可能会触及科学界的敏感神经，怀疑它是不是违背了能量守恒和转化定律?答案是非常明确的，增电机并没有违背能量守恒和转化定律。因为它不仅利用了输入系统的电能、而且还利用系统内始终存在的重力势能和永磁能，使转子的动能、重力势能、永磁能共同转化成电能输出。具体来说，增电机所增加的电能并不是凭空产生的，而是基于体量放大、飞轮助动、协同互作、强磁增效四大技术措施，具有可靠的物质基础和物理机制。为便于表述和理解，现将有关概念定义如下：

1、体量放大所谓体量放大是指将体量较小的电动机和体量较大的发电机关联在一起，或者将一台电动机和数台发电机关联在一起，以较少的电能投入获得较多的电能产出。与此同时，还将发电机的永磁转子设计成空心转筒以减轻其质量、将连接发电机永磁转子的轴承设计成永磁悬浮轴承以消除摩擦阻力，以节能降耗的方法协助解决“小马拉大车”带来的匹配难题，使“少吃多产”的梦想成为现实。

2、飞轮助动所谓飞轮助动是指一些具有特殊构造的飞轮启动后，其内部组件在重力、磁力、离心力的协同作用下能进一步加速飞轮的转动，使之获得更大的转动惯量，进而储蓄更多的动能。根据作用机制，这些具有助动功能的飞轮可以分为重力助动飞轮、磁力助动飞轮、重力磁力联合助动飞轮和电力助动飞轮四种类型。

①“重力助动飞轮”的内部设置若干滚筒或摆锤，当飞轮在外力作用下转动时，这些滚筒或摆锤在重力及离心力的协同作用下产生旋转力矩驱动飞轮加速运转。其结构形式如图1～图4所示。为消除飞轮内部因机械摩擦、撞击而产生的噪音以及飞轮破裂产生的安全隐患，本发明在飞轮壳体内壁铺衬耐磨弹性材料，并用以碳纤维编织材料包裹滚筒或摆锤，以便“消噪防裂”。

②“磁力助动飞轮”实际上是一种磁性耦合机构，设置于电动机飞轮外周的主动磁环与设置在发电机转子内孔的被动磁环形成磁性耦合。当电动机通电时，主动磁环通过前拉(吸)后推(斥)的双重机制带动被动磁环加速转动，如同磁悬浮列车的推进机制；当电动机断电时，由于受转动惯量及磁环之间的作用与反作用以及定子绕组反电动势的的影响，主、被动磁环均能持续运转，从而获得次生能量。主、被动磁环的永磁元件可以沿着圆周平滑布置，也可以沿着圆周呈锯齿状布置，前者的耦合方式像永磁轴承，称为“轴承式”，后者的耦合方式像相互啮合的齿轮，称为“齿轮式”。如图5、图6所示。其磁性关联方式如图7、图8所示。

③“电机式助动飞轮”是根据电动机原理衍变而成的，由设置于机座的电磁铁或永磁体提供励磁磁场，飞轮充当转子。飞轮的外周可以由铁磁性材料构成结构，还可以做成铝浇鼠笼或铜条鼠笼。分别相当于磁阻电机、永磁电机、感应电机。由于飞轮原来就处于转动状态，电机式助动飞轮完全可以由永磁体提供励磁，通过“因动而电，因电而动”的“动-电-动”循环模式在不需要输入电能的情况下使飞轮加速运转。图9为感应电机式助动飞轮的结构示意图。

④“重力磁力联合助动飞轮”的轮毂内设有铁磁性重力球、轮毂外设置脉冲式电磁铁或做周期性往复运动的永磁体，通过电磁铁或永磁体对铁磁性重力球频繁反复地吸引和释放，拖拽飞轮加速运转，从而获得额外能量。如图10、图11所示。

作为一个新兴的技术体系，重力助动飞轮、磁力助动飞轮和重力磁力联合助动飞轮在驱动机制创新、储能密度提升、支承方式改进、消噪及安全机制方面还存在许多新课题，本发明人正致力于相关的研究与开发。