[发明专利]一种高效直流发电机

说明书

本发明的一种高效直流发电机，包括底座，支撑架，导线，感应线圈，环形磁场圈，撑线杆，磁场盖，圆环电刷，线圈轴，磁场轴，轴承等。环形磁场圈由多个马蹄形磁铁以圆形排列组成，相邻磁铁的磁场方向相反。感应线圈由多匝导线组成，在该磁铁形成的均匀磁场中作切割磁感线运动，线圈呈凹凸状缠绕在撑线杆上，支撑感应线圈并通过连接处于圆心的线圈轴传导动力推动线圈转动。环形磁场圈外围有磁场盖，用来固定环形磁场圈，并通过连接磁场轴推动环形磁场旋转。环形磁场圈和感应线圈分别向相反方向旋转增大相对速度，产生巨大感应电动势并通过导线形成闭合回路产生电流，通过圆环电刷连接导线将电流传导出去，从而产生稳定的直流电。

技术领域

本发明属于发电机技术领域，具体涉及一种新型高效的直流发电机。

背景技术

当前，由于人口的大量增长和社会的快速发展，人类对能源的需求量急剧增加。据统计，2017年全球的发电总量达到255512.8亿千万时，其中中国发电量为64951.4亿千瓦时，独占全球发电量的四分之一，发电量位居世界第一，相当于美国、俄罗斯、日本这三个国家的发电量之和，可见中国的发电量惊人。

传统发电机是将机械能转换为电能的装置，其原理是法拉第电磁感应定律，即闭合线圈在磁场中做切割磁感线运动即会产生感应电动势，从而形成电流产生电能，其主要原因是由于闭合线圈中磁通量发生变化，感应电动势的大小正比于磁通量变化的速率。传统发电机一般产生交流电，需要通过换向器和电刷转换为正、负电刷上引出直流电动势，使直流发电机的结构复杂，并且在转换过程中存在能量损失(效率为80％)。然而大多数用电器都是使用直流电，都需要将交流电经过转换和整流滤波后才能使用，因此如何高效的发出直流电来满足人们日益增长的需求，是一个亟待解决的重大问题。

本发明提出的一种高效直流发电机，可直接发出稳定的高压直流电而不需要经过电流转换，结构简单，效率极高，具有巨大的应用价值。

发明内容

本发明的一种高效直流发电机，包括底座，支撑架，导线，感应线圈，环形磁场圈，撑线杆，磁场盖，圆环电刷，线圈轴，磁场轴，轴承等。环形磁场圈由多个马蹄形磁铁以圆形排列组成，磁铁的两只脚朝向圆心，相邻磁铁的磁场方向相反。感应线圈由多匝导线组成，该线圈形似城墙线，其凹处和凸处分别位于相邻的马蹄形磁铁中，在该磁铁形成的均匀磁场中作切割磁感线运动，线圈的凹处和凸处之间均有撑线杆，用来支撑感应线圈并通过连接处于圆心的线圈轴传导动力推动线圈转动。环形磁场圈外围有磁场盖，用来固定环形磁场圈，并通过连接磁场轴推动环形磁场旋转。环形磁场圈和感应线圈分别向相反方向旋转增大相对速度，产生巨大感应电动势并通过导线形成闭合回路产生电流，通过圆环电刷连接导线将电流传导出去，从而发电。

进一步，所述环形磁场圈为多个马蹄形磁铁以圆形排列组成，其两只脚朝向圆心，相邻马蹄形磁铁磁场方向相反，其中间有间隙，磁铁两侧边缘线指向圆心，磁铁断面为扇形。

进一步，所述感应线圈由多匝导线组成，该线圈形似城墙线，其凹处和凸处分别位于相邻的马蹄形磁铁中，并与马蹄形磁铁的边缘线吻合，在该磁铁形成的均匀磁场中作切割磁感线运动。

进一步，所述撑线杆中部有凹痕，感应线圈缠绕在凹痕内。撑线杆的构造与权利要求3所述感应线圈一致，不过每一个凹处和凸处的中点多一个支杆连接处于圆心的线圈轴，通过外力驱动线圈轴使撑线杆做圆周运动，则感应线圈在环形磁场圈内做切割磁感线运动。

进一步，所述感应线圈的多匝导线含有进线端和出线端，由于感应线圈通过做圆周运动切割磁感线，因此进线端和出线端也会做圆周运动。通过导线将进线端与出线端分别连接固定于线圈轴上的两个圆环电刷，从而将感应线圈中产生的电流传导到两个圆环电刷上，再通过导线连接圆环电刷将电流传导到用电设备上，实现电能的输出。