專利名稱：靜態(tài)磁鐵發(fā)電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)電機(jī)，它靠改變穿過感應(yīng)線圈的磁力線而引起的電磁感應(yīng)來產(chǎn)生電動勢。更詳細(xì)地說，本發(fā)明涉及一種靜態(tài)磁鐵發(fā)電機(jī)，它在不轉(zhuǎn)動電樞或電磁鐵的情況下改變一些穿過感應(yīng)線圈的磁鐵。
目前實際使用的發(fā)電機(jī)被如此設(shè)計，以致于靠改變穿過感應(yīng)線圈的磁力線而引起的電磁感應(yīng)來產(chǎn)生電動勢。以這種方式發(fā)電的發(fā)電機(jī)的應(yīng)用范圍廣泛，從用于水電站、熱電廠或核電廠的大型發(fā)電機(jī)到例如帶有柴油機(jī)的小型發(fā)電機(jī)。
在全部上述類型的發(fā)電機(jī)中，其電樞和電磁鐵都轉(zhuǎn)動，以改變穿過感應(yīng)線圈的磁力線，從而靠電磁感應(yīng)而在感應(yīng)線圈中產(chǎn)生電動勢。例如，用下述機(jī)器的轉(zhuǎn)矩來轉(zhuǎn)動電樞和電磁鐵水電站的水輪機(jī)，熱電廠和核電廠的汽輪機(jī)，小發(fā)電機(jī)的柴油機(jī)。
靠上述電磁感應(yīng)產(chǎn)生電動勢的發(fā)電機(jī)被如此設(shè)計，以致于不管發(fā)電機(jī)大小，都轉(zhuǎn)動電樞和電磁鐵，以改變穿過感應(yīng)線圈的磁力線。這些發(fā)電機(jī)之缺點(diǎn)在于，所述電樞和電磁鐵的轉(zhuǎn)動會產(chǎn)生振動和噪聲。
本發(fā)明之目的在于提供一種沒有任何產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的裝置或其他活動部件的靜態(tài)磁鐵發(fā)電機(jī)，以消除振動和噪聲，從而解決上述各種問題。
為了解決上述問題而作出如下所述的本發(fā)明。
本發(fā)明涉及的靜態(tài)磁鐵發(fā)電機(jī)由下列部件組成至少一個永久磁鐵；一個第一鐵心，它由形成一個閉磁路的軟磁性材料組成，閉磁路是通過耦合所述永久磁鐵的不同磁極來形成的；一個第二鐵心，它由形成一個開磁路的軟磁性材料組成，開磁路是通過用一種順磁性材料耦合到所述閉磁路來形成的；一個在只由所述第一鐵心的閉磁路組成的一個部件周圍繞成的磁化線圈；和一個在所述第二鐵心周圍繞成的感應(yīng)線圈。本發(fā)明的要點(diǎn)在于靠電磁感應(yīng)在所述感應(yīng)線圈中產(chǎn)生電動勢，其方法是對所述的磁化線圈施加一個交流電壓以改變所述閉合磁路的磁力線方向，和對由于所述閉磁路中磁力線方向變化而感應(yīng)的所述開磁路的磁力線進(jìn)行改變。
本發(fā)明涉及的靜態(tài)磁鐵發(fā)電機(jī)由下列部件組成至少一個永久磁鐵；一個第一鐵心，它由形成一個閉磁路的軟磁性材料組成，閉磁路是通過耦合所述永久磁鐵的不同磁極來形成的；一個第二鐵心，它由形成一個旁通閉磁路的軟磁材料組成，旁通閉磁路是如此耦合和安裝到第一鐵心的，以致于它包括所述閉磁路的永久磁鐵；一個磁化線圈，它繞在一個只由所述第一鐵心的閉磁路組成的部件的周圍；和一個感應(yīng)線圈，它繞在一個只由所述第二鐵心的閉磁路組成的部件周圍。本發(fā)明之目的在于通過電磁感應(yīng)在所述感應(yīng)線圈中產(chǎn)生電動勢，其方法是把一個交流電流加到所述磁化線圈上而改變所述閉磁路的磁力線方向，和對由于所述閉磁路的磁力線方向變化而感應(yīng)的所述旁通閉磁路的磁力線進(jìn)行改變。
在上述結(jié)構(gòu)中，本發(fā)明涉及的靜態(tài)磁鐵發(fā)電機(jī)由下列部件組成一個第一鐵心，它由一個永久磁鐵和一個閉磁路組成；一個第二鐵心，它由一個使用順磁材料的開磁路組成；一個磁化線圈，它繞在一個只由第一鐵心的閉磁路組成的部件周圍，和一個感應(yīng)線圈，它繞在第二磁路的周圍。所述的發(fā)電機(jī)被如此設(shè)計，以致于通過用下述方法得到的電磁力而在感應(yīng)線圈中產(chǎn)生電動勢把一個交流電壓加到磁化線圈上而改變第一鐵心的磁力線方向，和對由于第一鐵心的磁力線方向的變化而感應(yīng)的第二鐵心的磁力線進(jìn)行改變。
這就有可能在沒有產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的裝置和其他活動部件的情況下改變穿過感應(yīng)線圈的磁力線，并且通過電磁感應(yīng)在感應(yīng)線圈中產(chǎn)生電動勢，從而能夠在不產(chǎn)生振動或噪聲的情況下發(fā)電，這種發(fā)電機(jī)還能夠減小尺寸，且降低價格。
通過下面結(jié)合附圖的描述，會清楚地看出本發(fā)明的其他特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)。


圖1描述一種帶有本發(fā)明所涉及開磁路的靜態(tài)磁鐵發(fā)電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)。
圖2描述一種其方向與永久磁鐵方向相反的磁力線通常是怎樣在磁化線圈中產(chǎn)生的。
圖3描述一種其方向與永久磁鐵方向相反的磁力線通常是怎樣從磁化線圈中消失的。
圖4描述一種其方向與永久磁鐵方向相同的磁力線通常是怎樣在磁化線圈中產(chǎn)生的。
圖5是一個本發(fā)明涉及的靜態(tài)磁鐵發(fā)電機(jī)的第一實施例。
圖6是一個本發(fā)明涉及的靜態(tài)磁鐵發(fā)電機(jī)的第二實施例。
圖7是一個本發(fā)明涉及的靜態(tài)磁鐵發(fā)電機(jī)的第三實施例。
圖8是一個本發(fā)明涉及的靜態(tài)磁鐵發(fā)電機(jī)的第四實施例。
圖9是一個帶有一個開磁路的第五實施例。
圖10是一種帶有一個本發(fā)明涉及的閉磁路的靜態(tài)磁鐵發(fā)電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)。
圖11是一個帶有一個本發(fā)明所涉及閉磁路的靜態(tài)磁鐵發(fā)電機(jī)的第一實施例。
下面一邊參考附圖，一邊描述本發(fā)明的實施例。
圖1描述一種帶有一個永久磁鐵的靜態(tài)磁鐵發(fā)電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)。圖2、3和4描述圖1所示靜態(tài)磁鐵發(fā)電機(jī)是怎樣發(fā)電的。如諸圖所示，形成一個用于耦合永久磁鐵1的第一鐵心2，并且永久磁鐵1的不同磁極以環(huán)形方式形成一個閉磁路。然后，這個閉磁路用10μm到5mm厚的順磁性材料安裝一個第二鐵心3上。這就導(dǎo)致形成一個開磁路，它由一個永久磁鐵1、一部分第一鐵心2、一個順磁性材料、和一個第二鐵心3組成。用一個磁化線圈繞在這個只由第一鐵心2的閉磁路組成的部分上。然后，用一個感應(yīng)線圈5繞在第二鐵心3上，以便用電磁感應(yīng)產(chǎn)生電動勢。
在此，永久磁鐵1是這樣一種磁鐵它具有高的剩余磁通密度，大的矯頑力，和大的最大能量乘積，以便獲得較高的發(fā)電效率，在此磁鐵所用的典型材料有釹鐵硼化物(Nd2Fe14B)，釤鈷化物(Sm2Co17)，或釤鐵氮化物(Sm2Fe17N2)。
第一鐵心2與第二鐵心3皆由軟磁性材料制成，它具有高的磁導(dǎo)率(具有高的初始、最大和其他磁導(dǎo)率水平)，高的剩余磁通密度和飽和磁化率，和小的矯頑力，從而可有效地利用磁路的磁通量，供發(fā)電之用。其實例包括以坡莫合金為基質(zhì)的合金。
可用的順磁性材料是那些其比磁導(dǎo)率接近真空比磁導(dǎo)率的材料，例如空氣，銅和鋁等。當(dāng)用空氣作順磁材料時，即，當(dāng)在第一鐵心2與第二鐵心3之間固定一個間隙G時，就用一種固體順磁材料夾持第二鐵心3。諸圖表示一些具有間隙G，而沒有用于夾持第二鐵心3的固體順磁材料的情況下的實施例。
下面描述上述結(jié)構(gòu)的靜態(tài)磁鐵發(fā)電機(jī)是怎樣發(fā)電的。
首先，當(dāng)不把電壓加到靜態(tài)磁鐵發(fā)電機(jī)的磁化線圈4上時，就在從永久磁鐵1的N極到S極的方向在第一鐵心2中形成一個第一磁力線11。在這種狀態(tài)下，在通過間隙G耦合的第二鐵心3中不形成磁力線。
可用下述的三種方式把一個電壓加到磁化線圈4上。
在第一種電壓施加方式中，如圖2所示，在一個電壓排斥由永久磁鐵1所產(chǎn)生的第一鐵心2的第一磁力線11的方向，把一個DC電壓施加到磁化線圈4上；并且反過來也是如此，即，用這樣的方式；在與第一磁力線11相反的方向產(chǎn)生第二磁力線12。結(jié)果，第一磁力線11排斥第二磁力線12，并且反過來也是如此，從而更容易從閉磁路中泄放磁力線。更容易從閉磁路中泄放的第一磁力線11和第二磁力線12跳過間隙G，并進(jìn)入第二鐵心3，使第二鐵心3中感應(yīng)一個第三磁力線13。更為重要的是，這個第三磁力線13的感應(yīng)會改變穿過感應(yīng)線圈5的磁力線，使感應(yīng)線圈5中產(chǎn)生電動勢V1，從而發(fā)電。
然后，去掉加到磁化線圈4上的DC電壓，可以激勵第一鐵心2，使它回到一種只形成第一磁力線11的狀態(tài)，如圖1所示。在此時，第二鐵心3具有一個其方向與第三磁力線13方向相反的磁力線，即圖3所示的第四磁力線14，以抑制第三磁力線13。然后，所述第四磁力線14的感應(yīng)可改變穿過感應(yīng)線圈5的磁力線，使感應(yīng)線圈5中產(chǎn)生電動勢V2，從而發(fā)電。
使用一個本發(fā)明涉及的靜態(tài)磁鐵發(fā)電機(jī)，一個把DC電壓加到磁化線圈4上的DC電源，和一個接通和斷開該DC電源的開關(guān)電路，能夠使這種第一電壓施加方式的發(fā)電變成現(xiàn)實。如果可利用一種半導(dǎo)體開關(guān)器件，例如閘流晶體管，就能夠組成無觸點(diǎn)的開關(guān)電路。
第二種電壓施加方式在下列方面與第一種電壓施加方式相同通過把一個DC電壓施加到磁化線圈4上而在第二鐵心3中感應(yīng)第三磁力線13，以產(chǎn)生一個其方向與第一磁力線11方向相反的第二磁力線12；并且感應(yīng)第三磁力線13，以便在感應(yīng)線圈5中產(chǎn)生電動勢V1，從而發(fā)電。
然后改變加到磁化線圈4上的DC電壓的極性，可以在第一鐵心2中產(chǎn)生由永久磁鐵1引起的第一磁力線11，以及由磁化線圈4引起的其方向與第一磁力線方向相同的第五磁力線15。在此，給第一磁力線11提供第五磁力線15，從而如圖4所示，給第二鐵心3提供第四磁力線14，以及其方向與第四磁力線14方向相同的第六磁力線16。此外，感應(yīng)第四磁力線14和第六磁力線16，可以改變穿過感應(yīng)線圈5的磁力線，從而在旋轉(zhuǎn)線圈中產(chǎn)生一個大于電動勢V2的電動勢V3，以便發(fā)電。
這個第二種電壓施加方式需要一個改變DC電壓極性的極性開關(guān)電路，以取代第一種電壓施加方式中對加到磁化線圈4上的DC電壓進(jìn)行接通和斷開的開關(guān)電路?？捎梢粋€類似于第一種電壓施加方式中開關(guān)電路的半導(dǎo)體開關(guān)器件來構(gòu)成這種極性開關(guān)電路。
在第三種電壓施加方式中，把一個AC電壓加到磁化線圈4上，以取代在采用極性變換的第二種電壓施加方式中把一個DC電壓加到磁化線圈4上。通過把AC電壓加到磁化線圈4上而產(chǎn)生的磁力線，變成一種交變磁力線，它在圖2所示的第二磁力線12與圖4所示的第五磁力線15之間交替地變化。這時，在第二鐵心3中感應(yīng)的磁力線是在產(chǎn)生第二磁力線12時為圖2所示的第三磁力線13；而在產(chǎn)生第五磁力線15時為試圖抑制圖4中第六磁力線16和第三磁力線13的第四磁力線14。即，在第二鐵心3中感應(yīng)的磁力線自然也變成一種交變的磁力線。
在這個第三種電壓施加方式的發(fā)電中，由于把一個AC電壓加到磁化線圈4上，所以不需要使用開關(guān)電路或極性開關(guān)電路，而在第一和第二種電壓施加方式中是需要這種電路的，從而裝置得到簡化。此外，在第一鐵心2和第二鐵心3中感應(yīng)的磁力線可變成一種由AC電壓感應(yīng)的交變磁力線，從而發(fā)電機(jī)還起一個變壓器的作用，在其第一鐵心2與第二鐵心3之間具有一個間隙G。因此，有可能在感應(yīng)線圈5中進(jìn)一步提高由電磁感應(yīng)產(chǎn)生的電動勢V。
下面描述本發(fā)明所涉及的靜態(tài)磁鐵發(fā)電機(jī)的發(fā)電效率。如果去掉永久磁鐵1并且存在一個間隙G，則可把靜態(tài)磁鐵發(fā)電機(jī)看成是變壓器。
一個變壓器必然伴有鐵心的渦流損耗Wv和磁磁滯損耗Wh，和由于線圈電阻引起的損耗Wr。這些因素的關(guān)系式可寫成下述公式。
總損耗W1＝Wv+Wh+Wr……………………………(1)若令輸入為Win，和輸出為Wo，且Win變成等于總損耗，則變壓器的換能效率為Eff＝Wo/Win＝Wo/(Wv+Wh+Wr)＜1………………(2)實際上，在圖1中，由第一鐵心2組成的閉磁路包含一個永久磁鐵1。因此，這個永久磁鐵1的磁力線有助于發(fā)電。
因此，在圖1中，若令輸入為Win2，且輸出為Wo2，則Wo2＝Wp+αWin2…………………………………(3)式中，Wp表示由有助于發(fā)電的永久磁鐵1磁力線產(chǎn)生的功率，且α表示一種當(dāng)把該裝置看成是一個帶有間隙G的變壓器時得到的換能效率。
因此，發(fā)電效率為Eff＝Wo2/Win2＝(Wp+αWin2)/Win2＝(Wp/Win2)+α……(4)在此，因為α＜1，故若Wp/Win2＞1，即，若由有助于發(fā)電的永久磁鐵1磁力線產(chǎn)生的功率大于供給磁化線圈4的發(fā)電機(jī)功率，則發(fā)電效率變成不小于1，從而該裝置顯示它作為發(fā)電機(jī)的性能。
這樣，本發(fā)明人按如下所述來檢驗多少永久磁鐵1的磁力線才有助于感應(yīng)圖2中所示的第三磁力線13。首先，本發(fā)明人提供一些具有圖1中所示的基本結(jié)構(gòu)的靜態(tài)磁鐵發(fā)電機(jī)，其中一個具有永久磁鐵1，另一個沒有永久磁鐵1。然后，本發(fā)明人比較一些功率電平，它們是感應(yīng)出一些其磁力線密度等于各實施例的第二鐵心3的磁力線密度的磁力線所需的功率電平，即，供給磁化線圈4的功率電平。結(jié)果，一個帶有永久磁鐵1的實施例只需要很低的功率電平供給磁化線圈4。曾觀察到所需的功率電平不超過一個沒有永久磁鐵1的實施例的功率電平的1/40，具體數(shù)值取決于試驗條件。
因此，在本發(fā)明涉及的一種靜態(tài)磁鐵發(fā)電機(jī)中，可使Win2明顯小于Wp，從而本發(fā)明人認(rèn)為有可能使Wp/Win2＞1。
下面，作為第一實施例，根據(jù)圖5描述一個由兩個基本結(jié)構(gòu)靜態(tài)磁鐵發(fā)電機(jī)組成的靜態(tài)磁鐵發(fā)電機(jī)系統(tǒng)。
在圖5(A)中，在一個靜態(tài)磁鐵發(fā)電機(jī)內(nèi)，由兩個永久磁鐵1和兩個第一鐵心2組成一個閉磁路，它被如此形成，以致于把一個永久磁鐵1的不同磁極以環(huán)形方式耦合于另一個永久磁鐵1。然后這個閉磁路通過一個間隙G安裝一個第二鐵心3。這可形成一個開磁路，它由一個永久磁鐵1，一部分第一鐵心2，一個順磁材料，和一個第二鐵心3組成。
可用兩種方式組成這個開磁路。在一種結(jié)構(gòu)中，如圖5(A)所示，可用兩個永久磁鐵1和兩個第二鐵心3構(gòu)成一個開磁路。在另一種結(jié)構(gòu)中，如圖5(B)所示，可由一個永久磁鐵1構(gòu)成一個開磁路，且由一個第一鐵心2構(gòu)成另一個開磁路。在圖5(A)和圖5(B)中的靜態(tài)磁鐵發(fā)電機(jī)在效果方面沒有明顯差別，但它們形成上述開磁路的結(jié)構(gòu)是不同的。
用一個磁化線圈4繞在一個只由各第一鐵心2的閉磁路形成的部分上。然后，用一個由電磁感產(chǎn)生電動勢的感應(yīng)線圈5繞在各個第二鐵心3上。
這種靜態(tài)磁鐵發(fā)電機(jī)在不把電壓加到磁化線圈4的情況下，在從永久磁鐵1的N磁極到S磁極的方向，在第一鐵心2中形成一個第一磁力線11。此外，這種發(fā)電機(jī)是把電壓加到磁化線圈4上，并且在感應(yīng)線圈5中用電磁感應(yīng)產(chǎn)生電動勢去發(fā)電的；它的作用類似于基本結(jié)構(gòu)的靜態(tài)磁鐵發(fā)電機(jī)的作用。
帶有兩個永久磁鐵1的上述靜態(tài)磁鐵發(fā)電機(jī)具有一些充分平衡的磁路。因為能夠有效地利用永久磁鐵1的磁力線，故這個實施例可達(dá)到比基本結(jié)構(gòu)靜態(tài)磁鐵發(fā)電機(jī)高的發(fā)電效率。
第一實施例是一種由兩個基本結(jié)構(gòu)靜態(tài)磁鐵發(fā)電機(jī)構(gòu)成的靜態(tài)磁鐵發(fā)電機(jī)系統(tǒng)。同樣，能夠用組合三個或多個基本結(jié)色靜態(tài)磁鐵發(fā)電機(jī)的方法來構(gòu)成一個靜態(tài)磁鐵發(fā)電機(jī)系統(tǒng)。在這種情況下，類似于第一實施例，能夠用兩種方式形成一個開磁路。其中一種結(jié)構(gòu)是通過把全部永久磁鐵1都耦合于一個第二鐵心3而形成一個開磁路。另一種結(jié)構(gòu)是通過把每個永久磁鐵1的N磁極都用第二鐵心3耦合于其S極，而形成多個和永久磁鐵一樣多的開磁路。
下面，在圖6中描述本發(fā)明的第二實施例，在圖7中描述第三實施例，和在圖8中描述第四實施例。在這些實施例中，都把電壓加到磁化線圈4上，并且都在感應(yīng)線圈5中用電磁感應(yīng)方法產(chǎn)生電動勢，其作用皆類似于基本結(jié)構(gòu)的靜態(tài)磁鐵發(fā)電機(jī)的作用。
圖6和7中所示的第二和第三實施例具有與第一實施例相同的結(jié)構(gòu)，但各實施例中的第一鐵心2具有完全不同的形狀。在第二實施例中，同第二鐵心3的端部對著的部分向第二鐵心3的端部伸出。這樣，由于在第一鐵心2中所產(chǎn)生的第一磁力線11和第二磁力線12的排斥而產(chǎn)生的泄放磁力線，會更容易跳過間隙G而進(jìn)入第二鐵心3。
第三實施例被如此設(shè)計，以致于耦合第二鐵芯3的部分是第一鐵心2中的這種部分它最靠近永久磁鐵1，并且盡量縮短開磁路，甚至進(jìn)一步使兩個永久磁鐵1彼此靠近。因為磁力線傾向于以最短的距離形成一個閉磁路，所以由于在第一鐵心2中所產(chǎn)生第一磁力線17和第二磁力線12的排斥而產(chǎn)生的泄放磁力線，會更容易跳過間隙G而進(jìn)入第二鐵心3。
圖8所示的第四實施例和基本結(jié)構(gòu)的靜態(tài)磁鐵發(fā)電機(jī)不同，是由一個第一回路和一個第二回路組成的。在第一回路中，諸永久磁鐵1和多個閉磁路一起，在磁力線按照相同方向來定向的情況下，以圓形排列；在第二回路中，用一個磁化線圈4繞在它周圍，并且把它裝在第一回路內(nèi)。此外，把第一回路耦合到第二回路上的第一鐵心2的部分是向著彼此穿過一個指定間隙的方向而伸出的。這第一鐵心2伸出的部分皆通過間隙G而共同耦合于第二鐵心3，以形成一個開磁路。這可增強(qiáng)永久磁鐵1的磁力線，且使之更容易得到那種由于在第一鐵心2中所產(chǎn)生第一磁力線11和第二磁力線12的排斥而產(chǎn)生的泄放磁力線，以跳過間隙G而進(jìn)入第二鐵心3。
下面介紹本發(fā)明的第五實施例。
迄今，已根據(jù)在第二鐵心3兩端用順磁性材料把一個開磁路連接于第一鐵心2的一些實施例，描述了本發(fā)明所涉及的靜態(tài)磁鐵發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)。然而本發(fā)明不限于這些實施例。即，如圖9所示，可通過把第一鐵心2的任何兩個部分在它們彼此接近的方向加以延伸，來配備開磁路；把這兩個部分規(guī)定為鐵心延伸部分6，并用順磁性材料來耦合這些鐵心延伸部分6。本實施例可用于上述全部實施例。
下面介紹本發(fā)明的第六實施例。
如圖10所示，由一個永久磁鐵1和一個第一鐵心2組成一個閉磁路，它被如此形成，以致于以一種環(huán)形方式耦合所述永久磁鐵1的不同磁極。然后給這個閉磁路安裝一個第二鐵心3，使它跟永久磁鐵1在磁性上平行，從而由一個永久磁鐵1，一部分第一鐵心2和一個第二鐵心3構(gòu)成一個旁通閉磁路。
用一個磁化線圈4繞在一個只由第一鐵心2的閉磁路組成的部分上。然后用一個感應(yīng)線圈5繞在第二鐵心3上，以便用電磁感應(yīng)產(chǎn)生電動勢。
下面描述上述結(jié)構(gòu)發(fā)電的靜態(tài)磁鐵發(fā)電機(jī)的動作。
首先，當(dāng)不把電壓加到靜態(tài)磁鐵發(fā)電機(jī)的磁化線圈4上時，在從永久磁鐵1的N磁極到S磁極的方向，第一鐵心2形成一個第一磁力線11。在這種狀態(tài)下，還在第二鐵心3中產(chǎn)生一個類似于第一鐵心2磁力線的磁力線。
下面根據(jù)圖11描述第七實施例，其中用兩個基本結(jié)構(gòu)的靜態(tài)磁鐵發(fā)電機(jī)組成一個靜態(tài)磁鐵發(fā)電機(jī)系統(tǒng)，并且永久磁鐵的相對位置有所改變。
在一個靜態(tài)磁鐵發(fā)電機(jī)中，由兩個永久磁鐵1和兩個第一鐵心2構(gòu)成一個閉磁路，它被設(shè)計成以環(huán)形方式把一個永久磁鐵1的不同磁極耦合于另一永久磁鐵。然后這個閉磁路安裝一個第二鐵心3。這就導(dǎo)致形成一個旁通閉磁路，它由一個永久磁鐵1，一部分第一鐵心2，一個順磁性材料和一個第二鐵心3組成。
用磁化線圈4繞在那些只形成各第一鐵心2的閉磁路的部分上。然后用感應(yīng)線圈5繞在各個第二鐵心3上，以便用電磁感應(yīng)產(chǎn)生電動勢。
在這種靜態(tài)磁鐵發(fā)電機(jī)中，在不把電壓加到磁化線圈4的情況下，在從永久磁鐵1的N磁極到S磁極的方向，在第一鐵心2中形成第一磁力線11。把電壓加到磁化線圈4上，并且在感應(yīng)線圈5中用電磁感應(yīng)產(chǎn)生發(fā)電用的電動勢，這些動作類似于基本結(jié)構(gòu)的靜態(tài)磁鐵發(fā)電機(jī)的動作。
在裝有兩個永久磁鐵1的上述靜態(tài)磁鐵發(fā)電機(jī)中，以充分平衡的方式安排諸磁路。這就有可能有效地利用永久磁鐵1的磁力線，從而其發(fā)電效率高于基本結(jié)構(gòu)的靜態(tài)磁鐵發(fā)電機(jī)的發(fā)電效率。
迄今，已用最有利的實施例頗為詳細(xì)地描述了本發(fā)明。因為顯然，可實現(xiàn)種類繁多的實施例而不背離本發(fā)明的原理和范圍，故本發(fā)明除了所附權(quán)利要求書中所述的限制之外，不會限于任何特殊的實施例。
權(quán)利要求
1.一種靜態(tài)磁鐵發(fā)電機(jī)，由下述部件組成至少一個永久磁鐵；一個第一鐵心，由一種軟磁性材料構(gòu)成，它耦合所述永久磁鐵的不同磁極，以形成一個閉磁路；一個第二鐵心，由一種軟磁性材料構(gòu)成，它通過一種順磁性材料耦合于所述的閉磁路，以形成一個開磁路；一個磁化線圈，在一個只形成所述第一鐵心的一個閉磁路的部件的周圍纏繞該線圈；和一個感應(yīng)線圈，它繞在所述的第二鐵心上；其特征在于，通過把一個交流電壓加到所述磁化線圈上，來改變所述閉磁路的磁力線方向；并且通過由于所述閉磁路磁力線方向的改變而感應(yīng)的所述開磁路磁力線的改變，來在所述感應(yīng)線圈中用電磁感應(yīng)產(chǎn)生電動勢。
2.一種靜態(tài)磁鐵發(fā)電機(jī)，由下述部件組成至少一個永久磁鐵；一個第一鐵心，由一種軟磁性材料構(gòu)成，它耦合所述永久磁鐵的不同磁極，以形成一個閉磁路；一個鐵心延伸部件，它把所述第一鐵心的任何兩個部分在它們彼此靠近的方向加以延伸，并且用一種順磁性材料來耦合它們，以形成一個開磁路；和一個感應(yīng)線圈，它繞在所述鐵心延伸部件上；其特征在于，通過把一個交流電壓加到所述磁化線圈上，來改變所述閉磁路的磁力線方向；并且通過由于所述閉磁路磁力線方向的改變而感應(yīng)的所述開磁路磁力線的改變，來在所述感應(yīng)線圈中用電磁感應(yīng)產(chǎn)生電動勢。
3.一種靜態(tài)磁鐵發(fā)電機(jī)，由下述部件組成至少一個永久磁鐵；一個第一鐵心，由一種軟磁性材料構(gòu)成，它耦合所述永久磁鐵的不同磁極，以形成一個閉磁路；一個第二鐵心，由一種軟磁性材料構(gòu)成，它形成一個旁通閉磁路，用第一鐵心如此耦合和安排該磁路，以致于它包括所述閉磁路的永久磁鐵；一個磁化線圈，在一個只形成所述第一鐵心的一個閉磁路的部件的周圍纏繞該線圈；和一個感應(yīng)線圈，在一個只形成所述第二鐵心的一個閉磁路的部件的周圍纏繞該線圈；其特征在于，通過把一個交流電壓加到所述磁化線圈上，來改變所述閉磁路的磁力線方向；并且通過由于所述閉磁路磁力線方向的改變而感應(yīng)的所述旁通閉磁路磁力線的改變，來在所述感應(yīng)線圈中用電磁感應(yīng)產(chǎn)生電動勢。
全文摘要
一種靜態(tài)磁鐵發(fā)電機(jī),包括:至少一個永久磁鐵;一個第一鐵心,它耦合所述永久磁鐵的不同磁極,形成一個閉磁路;一個第二鐵心,它通過順磁性材料耦合于所述閉磁路,以形成一個開磁路;一個磁化線圈;和一個感應(yīng)線圈,通過把一個交流電壓加到所述磁化線圈上,來改變所述閉磁路的磁力線方向;并且通過由于所述閉磁路磁力線方向的改變而感應(yīng)的所述開磁路磁力線的改變,來在所述感應(yīng)線圈中用電磁感應(yīng)產(chǎn)生電動勢。
文檔編號H01F3/00GK1190820SQ9810380
公開日1998年8月19日 申請日期1998年2月9日 優(yōu)先權(quán)日1997年2月10日
發(fā)明者淺岡敬一郎 申請人:淺岡敬一郎