專利名稱：無換向環向立旋式高效直流發電機的制作方法
無換向環向立旋式高效直流發電機 無換向環向立旋式高效直流發電機(電動機)，是根據電磁原理，采用建立環形無
交變閉合磁場，以轉子的雙極面(三極面)環磁場的全導體、全轉向、全程無偏轉垂直切割磁力線的創新性應電模式。不僅簡化了整機結構，實現了無換向直流輸出。而且顯著提高了整機效率和各項性能。 —、主要部件構成； 1、定子。以兩種整機模式，可有三種磁極結構； a、筒式內椎極面主磁極(附圖1-1)。 b、筒式外椎極面主磁極(附圖2-1)。 C、環式內圓極面主磁極(附圖2-2)。 2、轉子。以兩種整機模式，可有兩種電樞結構； a、環式椎形雙極面電樞(圖l-2a)。 b、環式梯形三極面電樞(附圖2-3a)。 二、整機結構及工作原理； 按本機的結構特性，可有兩種結構模式。 1、雙極面環向立旋直流機(附圖1)。由兩個筒式內椎極面主磁極，按N、S環形極面左、右相對，構成一個軸向雙極環形無交變閉合磁場。磁力線由N極通過電樞導磁體進入S極，再由磁極后端導磁(固定)環體和機殼回到N極。而形成閉合磁路。以環式椎形雙極面電樞兩椎邊的應電導體，在磁場中作環向旋轉，而產生電勢。但電樞兩椎邊應電導體的電流為同向。根據電磁原理及導磁體的導磁特性，利用在電樞導磁體中間預留的L形電流導向導線孔，用導線將兩椎邊應電導體并聯封閉線端，交叉連接至電刷(附圖l-2b)。(按導磁體的導磁特性，導線孔內的導線不能切割磁力線，不產生電勢。)由電刷直接輸出直流電源。 2、三極面環向立旋直流機(附圖2)。由兩個筒式外椎極面主磁極，按N、N同極性環形極面左、右相對。環兩磁極外圓，與環式內圓極面S磁極，構成一個軸向對稱三極環形無交變閉合磁場。磁力線由兩N極通過電樞以左、右對稱式雙向進入S極。再由機殼和磁極后端導磁(固定)環體回到N極。而形成閉合磁路。以環式梯形三極面電樞左、右、頂邊的應電導體，在磁場中作環向旋轉，而產生電勢。根據右手定則，電樞頂邊導體中的電流與兩梯邊導體中的電流方向相反。為此，可利用在電樞導磁體邊緣預留的電流導向導線孔，用導線將電樞兩梯邊導體頂端與頂邊導體兩端，交叉連接至電刷(附圖2-3b)。由電刷直接輸出直流電源。 三、特性及優勢； 本機以創新實用的結構模式，較傳統直流機，不僅優化了整機結構，更宜于制造和維修。且實現了無換向直流輸出，并顯著改善和提高了整機的各項性能和效率。
1、本機的筒式椎形磁極和軸向環形無交變閉合磁場結構，實現了整機磁極截面積的最大化，縮短了磁路，而有效地增大了磁場的磁通。 2、電樞的錐形雙極應電面，或者梯形三極應電面，實現了整機應電面積的最大化，省卻了繁瑣的電樞繞組模式。電樞在環形磁場中的全導體、全轉時、全程無偏轉垂直切割磁力線的應電模式，更大限度地提高了整機的應電效率和功率容量。 3、本機的磁極，磁場和電樞結構特性，及環形無交變磁場的高效應電模式，不僅可相對減小電樞的體積和重量，也可不同程度地減小或消除銅損耗、鐵損耗、機械損耗及電樞反應等損耗反力矩因素。從而降低原動機功率(電功)的消耗。提高整機的功率和性能。
4、以整機的磁極、磁場和應電結構模式，可根據需要增加磁極和磁場。形成若干獨立的應電單元。而實現單機的多機兼容或異機兼容(電動機、發電機)功能。(附圖3)而進一步拓展其應用潛力。 四、無換向環向立旋直流機的二次電源節能綜合運用； 針對一些設備或系統中機電設備的結構性功率浪費，及在用傳統直流機的性能局限，利用本機的高效性能和多機兼容等各項獨有的優良特性，采取創新性整合應用。實現設備、系統綜合效率的提高，和節能降耗的目的。 1、動力兼容模式的二次電源節能應用。例如在中央空調系統中的排風系統、或者空調機的機室外機，采用無換向環向立旋直流兼容機，在實現排風功能的同時，產生二次電源為空調系統供電，達到節電的目的。(附圖4) 2、利用立旋直流兼容機的特性。(輔以功放、調壓等相關技術)以二次電源的功率升級和多相電源功能，改善和提高應用設備(系統)的效率。 例如，電動汽車立旋直流兼容機的綜合應用。即由蓄電池為立旋直流兼容機供電，再由兼容機產生的多相電源，分別為汽車動力立旋電機供電和另一組蓄電池充電。通過兩組蓄電池的循環切換充、供電和立旋直流機高效率性能。達到延長供電而提高汽車的行程及綜合性能。(附圖5)
五

； 圖1 ;雙極面環向立旋機結構、原理示意圖。主要標明整機結構及主要部件的形狀和位置。如圖；1.定子(筒式內椎磁極)。2.勵磁線圈。3.轉子(環式椎形電樞)。4.軸。5.風扇。6.磁極后端導磁(固定)環體。7.電刷。8.機殼。9.端蓋。
圖1-1 ;筒式內椎極面磁極形狀、結構示意圖。如圖；a.立剖結構示意圖。磁極由矽鋼片巻制而成。勵磁線圈套于筒式磁體外圓后端。磁極巻筒體為極芯。內椎形磁極面，是為增大電樞應電面積而設。b.平剖結構示意圖。 圖1-2 ;環式椎形雙極面電樞形狀、導體連接示意圖。如圖；a、轉子形狀斷面結構示意圖。電樞環形截面呈椎體。有A-B、C-D兩個環形錐邊應電面。電樞體中間預留兩個L形電流導向導線孔。b.電樞導體連線示意圖。電樞環形兩錐邊應電面的應電導體分別按A-B、C-D呈扇形排列與內、外圓端邊并聯連接。同時，通過兩個L形導線孔，用導線連接B-C、D-電刷。使電樞兩應電面導體中的電流方向一致，形成電路。(按照導磁體的導磁特性、磁力線可全部經由電樞體穿越磁極。導線孔內導體不能切割磁力線，只起電流連接作用)。
圖2 ;三極面環向立旋機結構、原理示意圖。主要標明整機結構及主要部件的結形狀和位置。如圖；1、定子(筒式外椎極面磁極)。2.定子(環式內圓極面磁極)。3.勵磁線圈。4.磁極后端導磁(固定)環體。5.轉子(環式梯形三極面應磁電樞)。6.風扇。7.軸。8.機殼。9.端蓋。
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圖2-l ;筒式外椎極面磁極形狀、結構示意圖。如圖；a、立剖結構示意圖。磁極由矽鋼片巻制而成。勵磁線圈套于筒式磁體外圓后端。磁極巻筒體即為極芯。外椎形磁極面，是為增大電樞應電面積而設。b.平剖結構示意圖。 圖2-2;環式內圓極面磁極形狀、結構示意圖。如圖；a、平面剖示圖。磁極由矽鋼片迭制而成。勵磁線圈分別套于外圓排列的四個凸起狀磁體上，形成一個封閉內圓形單極性磁極。b.立面剖示圖。 圖2-3;環式梯形三極面電樞形狀、導體連接示意圖。如圖；a、電樞形狀斷面示意圖。電樞環形截面呈梯形。有A-B，C-D，E-F三個應電極面。在電樞體邊緣留有電流導向導線孔。b.電樞導體連接示意圖。電樞三個極面的應電導體分別按A-B， C-D， E-F排列并于內、外圓并聯。通過電樞三個應電面上預留的導線孔，用導線連接B-C，D-E。使三個極面應電體中的電流方向一致。再由A、 F引線至電刷，形成電路。 圖3 ;無換向環向立旋直流機多機兼容模式結構示意圖。主要標明磁極、電樞的排列結構和排列規律。 圖4;空調系統(空調機)利用無換向環向立旋直流機二次電源節能應用系統示意圖。如圖；簡要標明本機在空調系統(空調機)的應用及原理。 圖5 ;電動汽車的無換向環向立旋直流機二次電源綜合應用系統示意圖。如圖；簡要標明本機在電動汽車供電及動力系統的應用及原理。
權利要求
無換向環向立旋式高效直流發電機(電動機)的創新性結構模式，及二次電源節能應用系統的方法性創新。
全文摘要
無換向環向立旋式直流發電機(電動機)是根據電磁原理，采用建立環形無交變閉合磁場，以轉子的雙極面(三極面)環磁場的全導體、全轉向、全程無偏轉垂直切割磁力線的創新性應電模式。不僅簡化了整機結構，實現了無換向直流輸出。而且顯著提高了整機效率和各項性能。
文檔編號H02K57/00GK101728934SQ200910252400
公開日2010年6月9日 申請日期2009年11月29日 優先權日2009年11月29日
發明者李相林 申請人:李相林