一种串连式发电机的制作方法

1.本发明属于一种高效率发电的新型发电机。


背景技术：

2.发电机是利用电磁感应原理实现发电的电磁装置。本人曾经公开了一种名为“原子核的链式反应式永磁能发电机(专利号为200710100788.3)”的一种高效能量利用系统。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于，在前次申请的基础上，针对“原子核的链式反应式永磁能发电机”的结构较为复杂的问题进行简化改进，提供一种结构更为简单用途更广的发电机。
4.本发明一种串连式发电机，它由n组单组发电机组相互串连而成。所述单组发电机组，其特征在于：单组发电机机组，由在同一转轴上的电动机和发电机二部分组成。电动机的转子直径大于发电机的转子直径。
5.本发明一种串连式发电机，它由n组单组发电机组相互串连而成。所述单组发电机组，其特征在于：单组发电机组，由在同一转轴上的惯性轮、电动机、发电机三部分组成，惯性轮的直径大于或者等于电动机的转子直径，电动机的转子直径又大于发电机的转子直径。
6.本发明通过，由惯性轮(或者无惯性轮)、电动机、发电机组成的单组发电机组之间的相互连接，从而使每组单组发电机组上的发电机的电流逐渐积累，到末端单组发电机组时，可释放出大量的电能。这种串连式发电机，通过惯性轮、电动机、发电机的组合，再通过单组发电机组之间的连接，可使现有发电机的发电效率大幅度的提高。
附图说明
7.图1是无惯性轮的单组发电机组构成的串连式发电机的外部结构简化示意图。
8.图2是由有惯性轮的一种单组发电机组构成的串连式发电机的外部结构简化示意图。
9.图3是构成串连式发电机的无惯性轮的单组发电机组的外部结构简化示意图。
10.图4-9是构成串连式发电机的几种有惯性轮的单组发电机组的外部结构简化示意图。
11.图10-13是将2个在同一转轴上的电动机，简化为2个在同一转轴上的线圈的结构示意图。
具体实施方式
12.下面结合图详细说明这种串连式发电机的结构及工作原理：
13.一.串连式发电机的结构：
14.(一)图3-9中所示单组发电机组的结构。
15.图3-9所示，单组发电机组是构成这种串连式发电机的基本单位。图3-9所示，是它的外部结构简化示意图。其中，图3所示，是无惯性轮的单组发电机组的外部结构简化示意图。图4-9所示，是几种有惯性轮的单组发电机组的外部结构简化示意图。在图3中，1为电动机(可为现有各种直流或交流电动机)，2为发电机(可为现有各种直流或交流发电机)，3为发电机电流输出导线，4为电动机电流输入导线。电动机1和发电机2在同一转轴上。电动机1的转子直径大于发电机2的转子直径。在图4-9中，1为惯性轮(可为现有各种惯性轮)，2为电动机(可为现有各种直流或交流电动机)，3为发电机(可为现有各种直流或交流发电机)，4为发电机电流输出导线，5为电动机电流输入导线。惯性轮1，电动机2，发电机3，在同一转轴上，惯性轮1的直径大于或等于电动机2的转子直径，电动机2的转子直径大于发电机3的转子直径。图4-9所示，也是构成串连式发电机的有惯性轮的单组发电机组上的惯性轮、电动机、发电机的几种组合方式的外部结构简化示意图。有惯性轮的发电机组，转动时更加平稳。对于大型发电机组来说，可适当减小惯性轮的直径。
16.(二)串连式发电机的结构：
17.这种串连式发电机是由许多，如图3所示的无惯性轮的单组发电机组连接而成，如图1所示。或者由图4-9所示，有惯性轮的单组发电机组连接而成，如图2所示。无惯性轮单组发电机组和有惯性轮的单组发电机组，也可以混合连接使用。
18.我们以图1为例，来说明，这种串连式发电机的各个单组发电机组之间的具体连接方式。图1所示，是由许多，无惯性轮的单组发电机组连接而成的，一种串连式发电机的外部结构示意图。它的每一组单组发电机组之间的连接方式为：初级发电机组a上的电动机1的电流输入导线和外界电源(如水力发电机、火力发电机、电池等任何电源)相连接。初级发电机组a上的发电机2的电流输出导线，则和第二级发电机组b1b2上的电动机1的电流输入导线相连接，而发电机组b1b2上的发电机2的电流输出导线，又和第三极发电机组c1c2c3c4上的电动机1的电流输入导线相连接。第三级发电机组c1c2c3c4上的发电机2的电流输出导线，又和下一级发电机组上的电动机1的电流输入导线相连接，如此，一级一级连接下去。
19.这里需要说明的是：每一组发电机组所能连接的下一级发电机组的数量，取决于该组发电机组上的发电机所发出的电量大小，以及下一级发电机组的电动机所需要的工作电量的多少。不一定如图1、图2所示，每一组发电机组只能连接2组发电机组的连接数量。另外，各种类型电动机、发电机可以混合组装使用，如果上一级发电机组上的发电机和下一级发电机组上的电动机类型不同(交流或直流)时，需要通过整流，变压等设备连接。
20.二.串连式发电机的工作原理：
21.(一)单组发电机组的工作原理：
22.我们以图3中所示，发电机组为例，说明单组发电机组的工作原理。如图3所示，我们先给电动机1通电，这样电动机1就会转动起来。由于电动机1的功率、电磁转矩大于发电机2的功率和电磁转矩，所以电动机1通电后，它就会同时带动其同轴上的细长形发电机2一起转动发电。
23.这里需要说明的是：虽然发电机2的功率小于电动机1的功率，但是，它在单位时间内发出的电量要大于电动机1在单位时间内消耗的电量。原因就在于它细长的形状，使得它的转子或定子线圈切割磁力线的有效长度增长，从而使它发出的电量大于电动机1消耗的电量。
24.图10所示，是将2个在同一转轴上的同功率，同形状，同电磁转矩的永磁直流电动机，简化为2个在同一转轴上的同功率，同形状，同电磁转矩的线圈的结构简化示意图。图中b1＝b2，l1＝l2，d1＝d2我们给2个电动机的2个转子线圈1、2同时通上电流强度相同(i1＝i2)方向相反的电流，使2个电动机的转子线圈反向转动。由于2个电动机的转子线圈的功率、形状、电磁转矩等完全相同，所以当2个线圈通电后，转轴不会向任何方向转动。现在我们把电动机2的转子线圈2的直径d2变小，但长度l2不变，如图11所示。然后再给2个电动机的转子线圈1、2通上电流强度相同的反向电流。这时我们就会发现直径变小了的电动机2的转子线圈2被电动机1的转子线圈1带动旋转起来。这是因为：由于电动机2的转子线圈2的直径d2的变小，使得它的电磁转矩变小，即m1＝b1l1i1d1＞m2＝b2l2i2d2.同时它的功率也随之变小，即p1＞p2，所以电动机2的转子线圈2就会被电动机1的转子线圈1带动旋转。如果我们在图11所示基础上，继续将电动机2的转子线圈2的直径d2变小，同时将它的长度l2相应的加长，如图12所示。我们将减掉的电动机2的转子线圈2的直径d2的长度加到其长度l2上面，也就是说将电动机2的转子线圈2切割磁力线的有效长度加长。在这种情况下，我们再给2个电动机的转子线圈1、2通上电流强度相同的反向电流。我们会看到电动机2的转子线圈2还是被电动机1的转子线圈1带动旋转。我们再次将电动机2的转子线圈2的直径d2变小，并将减掉的线圈直径长度接到其线圈长度l2上，如图13所示。然后再给2个电动机的转子线圈1、2通上电流强度相同的反向电流。我们会看到再次加长了的电动机2的转子线圈2.仍然被电动机1的转子线圈1带动旋转。从以上实验我们可以看出，虽然电动机2的转子线圈2的长度l2在不断的加长，但它的转子线圈直径d2也在不断的减小。也就是说：不管电动机2的转子线圈2的直径d2和转子线圈长度l2怎样变化，它的电磁转矩m2的大小却始终没有改变。始终小于电动机1的转子线圈1的电磁转矩m1即m1＞m2，与此同时，电动机2的转子线圈2的功率，也始终没有因其线圈的长度l2的不断加长和直径d2的不断缩小而改变。始终小于电动机1的转子线圈1的功率，即p1＞p2.所以电动机1的转子线圈1始终能带动电动机2的转子线圈2旋转。
25.现在，我们给图11、12、13中的电动机2的转子线圈2，分别通上大于电动机1的转子线圈1的电流，即i2＞i1，我们会看到，只要电动机2的转子线圈2的转矩m2不要大于电动机1的转子线圈1的转矩m1即m2＜m1，电动机1的转子线圈1就仍然能带动电动机2的转子线圈2正常转动。可通过调节b2l2d2的值，使i2的值增大。在b2为定值的情况下，当d2减小时，不一定d2的值减掉多少，l2的值就增加多少。d2的值减掉的多，l2的值可以增加的少，确保当i1＜i2时，m1＞m2。
26.下面我们只给简化了的图11、12、13中的2个电动机中的电动机1通电，把细长的电动机2当成发电机使用。我们分别给图11、12、13中的电动机1的转子线圈1通电。由于图11、12、13中的3个发电机2的转子线圈2切割磁力线的有效长度l2的大小不同，所以3个发电机2的转子线圈2在单位时间内发出的电能i2的大小不同。从大到小依次为：图13i2＞图12i2＞图11i2，如果我们继续将图13中发电机2的线圈2的直径d2减小并且将减掉的线圈直径长度，接到发电机切割磁力线的转子线圈长度l2上
……
如此，我们不断的将发电机2的转子线圈2的直径d2减小并且将减掉的线圈直径长度接到其切割磁力线的线圈长度l2上。我们可以得出这样的结论：在发电机2的转子线圈2的直径d2大于零，且它的电磁转矩m2小于电动机1的转子线圈1的电磁转矩m1的前提下，发电机2切割磁力线的线圈的有效长度l2越长，发电机2的转子线圈2在单位时间内发出的电能i2的值就越大。换言之：在电动机能带动的情况下，
在一定范围内，发电机的直径越细，它的长度越长，发电机在单位时间内发出的电能就越多。
27.(二)串连式发电机的原理：
28.我们以图1中所示无惯性轮的一种串连式发电机为例来说明其他串连式发电机的基本原理。首先给初级发电机组(第一级)a上的电动机1接通外界电源，这样初级发电机组a就会正常工作起来。当初级发电机组a正常工作起来后，它的发电机2就会发出连续不断的电能来。由于，初级发电机组a上的发电机2发出的电能足够第二级发电机组b1b2上的电动机1所需要的工作电量，这样第二级发电机组b1b2便正常工作起来。当发电机组b1b2正常工作起来后，他们的发电机2便发出连续不断的电能来。这样和发电机组b1b2相连的第三极发电机组c1c2c3c4上的电动机1便得到了工作电流，使得它们正常工作起来。当第三级发电机组发出电后，再将它们发出的电能输送给和它们相连接的下一级发电机组。这样一级一级将前面一级发电机组发出的电能输送给下一级发电机组。串连式发电机，它的电能就会呈倍增式释放出来。串连式发电机的这种结构和连接方式，可以使现有发电机的工作效率大幅度的提升，从而使发电机在短时间内发出大量电能来。
29.具体用途
30.1.一种串连式发电机作为一种能量输出装置，在短时间内可发出大量的电能来。可为工农业生产提供所需的能源。
31.2.构成这种串连式发电机的单组发电机组，还可单独作为独立的发电机使用，可广泛应用于小规模用电。