陶瓷发电机制造技术

一种陶瓷发电机，由定极片和动极片组成，动极片是一个圆形绝缘基板上等分间隔设置动电极ｄ和反极性区ｅ，在动电极ｄ表面披覆陶瓷介质层，定极片是一个环形绝缘基板上等分区域间隔设置第一定电极ａ和第二定电极ｂ，若干片定极片和若干片动极片交替安置，分别组成定子和转子。动电极ｄ连接充电电路，定电极ａ、ｂ分别连接输出ｘ、ｙ线，构成单相发电机，定极片可等分间隔ａ、ｂ、ｃ三个定电极，构成三相发电机。本发明专利技术陶瓷发电机，实现了旋转方式的变电容发电，采用陶瓷介质，缩小了体积，便于实现单相三相甚至多相发电，发电效率高，是一种易于实现产业化生产的变电容发电装置。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种发电机，特别涉及一种变电容式陶瓷发电机。
技术介绍
现有的发电装置主要是电磁感应发电机，由于需要线圈和导磁材料，结构复杂、体积较大、重量较大，并且在工作过程中容易发热，必须适当的冷却，一般效率受到一定限制。变电容式发电机已经提出不少的形式，一般也存在直线运动的结构不合理、发电量小、实现困难等缺陷。
技术实现思路
本专利技术提供一种结构简单、容量大的变电容式陶瓷发电机。本专利技术陶瓷发电机，包括定子和转子，所述定子由固定在机壳上的若干定极片和固定在机轴上的若干动极片组成，所述动极片是一个圆形绝缘基板上等分间隔设置动导体片和空白区，所述动导体片构成动电极d，在所述动电极d表面披覆陶瓷介质层，所述定极片是一个环形绝缘基板上等分区域间隔设置定导体片，所述两个定导体片分别构成第一定电极a和第二定电极b，所述定极片和动极片交替安置。本专利技术陶瓷发电机，所述动电极d连接外部的由二极管D1、激励电源E0和电容C0组成的充电电路，所述激励电源E0和电容C0并联后的另一端连接零线，所述第一定电极a连接输出x线，并通过二极管D2接零线，所述第二定电极b输出y线，并通过二极管D3接零线，所述二极管D2、D3连接零线的极性和所述二极管D1连接激励电源E0的极性相反。本专利技术陶瓷发电机，所述动极片是一个圆形绝缘基板上可以等分间隔设置若干动导体片和空白区，其总数量为偶数2N，所述动导体片并联构成动电极d，在所述动电极d表面披覆陶瓷介质层，所述定极片是一个环形绝缘基板上等分区域间隔顺序设置若干定导体片，其数量也为2N，其中偶数定导体片构成第一定电极a，奇数定导体片构成第二定电极b，本专利技术陶瓷发电机，在定极片上设置定三个定导体片，分别构成第一定电极a、第二定电极b、第三定电极c，所述第一定电极a连接输出x线，所述第二定电极b连接输出y线，所述第三定电极c连接输出z线，所述三个输出线x、y、z分别通过二极管D2、D3、D4连接零线，所述二极管D4的连接极性和所述二极管D2、D3相同，构成三相发电机。本专利技术陶瓷发电机，三个输出线x、y、z中的任意两线连接一个连接自动调整电路，所述自动调整电路连接所述激励电源E0。本专利技术陶瓷发电机，实现了旋转方式的变电容发电，采用陶瓷介质，缩小了体积，增大了电容量，便于实现单相三相甚至多相发电，是一种易于实现产业化生产的变电容发电装置。附图说明图1是本专利技术陶瓷发电机的整机示意图；图2是本专利技术陶瓷发电机动极片的示意图；图3是本专利技术陶瓷发电机定极片的示意图；图4是本专利技术陶瓷发电机多极动极片示意图；图5是本专利技术陶瓷发电机多极定极片示意图；图6是本专利技术陶瓷发电机三相发电动极片示意图；图7是本专利技术陶瓷发电机三相发电定极片示意图；图8是本专利技术陶瓷发电机的基本应用电原理图；图9是本专利技术陶瓷发电机的三相电原理图；图10是本专利技术陶瓷发电机的静电电压提升电原理图。具体实施例方式为进一步阐述本专利技术，下面结合实施例作更详尽的说明。陶瓷发电机由安装在机壳11上的定子和安装在机轴10上的转子构成。定子和转子分别由多组定极片13和动极片12组成(见图1)，交错安置，形成一个大的可变化的电容，组成定子的定极板13的数量和组成转子的动极板12的数量可以根据实际需要选择。每个定极片13的结构示意图见图3，由固定在环型绝缘基片1定导体片2、3构成，这两个定导体片分别构成第一定电极a和第二定电极b。每一个动极片5的结构示意图见图2，在圆形绝缘基板5上固定约二分之一面积弱的动导体片7，剩余的二分之一面积为空白区8，动导体片7构成动电极d，空白区8作为反极性区(即和定子同极性)e。为保证绝缘和增加电容量，动导体片7表面贴有介电系数非常高的介电物质6(见图1)，比如，高介电陶瓷片或用于制作电解电容的电解质片等凡是能提高介电系数ε的有效物质。一块动导体片7加一块空白区8，为2个极。根据原动机转速的不同，本发电机的动极片12可以制成4极(见图4)，就是有两个动导体片7a、7b和两个空白区8a、8b，两个动导体片并联构成动电极d，此时的定极片也同样在成相应的4极(见图5)，就是按顺序安置四个定导体片2a、3a、2b、3b，其中定导体片2a、2b并联构成第一定电极a，定导体片3a、3b构成第二定电极b。同理，动极片5和定极片1还可以做成8极甚至更多极。发电机的电气连接可见图8，发电机有两路输出x、y，第一定电极a连接输出x，第二定电极b连接输出y，两路输出x、y分别经二极管D2、D3连接零线0；动电极d经一二极管D1连接激励电源E0，激励电源E0并联一个电容C0，另一端接零线0，电容C0为激励电源E0的电压起稳定作用。当转子12转到某个角度时，其上的动极片5上动电极d和定子13上的定极片1上的第一定电极a重合，构成一个完整的电容C1，此时激励电源E0向第一定电极a和动电极d的充电；转过180度后，动电极d和第二定电极b构成完整的电容C2，电容C1被强制拆开，第一定电极a成为孤立导体，而被强迫放电，此时电容C2的形成为第一定电极a的强迫放电提供回路，就是第一定电极a通过输出回路x、y向第二定电极b放电，这就在输出回路x、y形成了输出电压和电流；反之，转子12再转180度，第二定电极b又通过输出回路x、y向第一定电极a放电。构成C1和C2的必不可少的d片，它每时每刻都处于构成C1和C2的组合态。C1和C2是一样的，在以下计算中，视为电容C，当某一时刻动电极d和第一定电极a相对面积(S)为最大时，此时电容C值为最大。C＝ε0εrS/RR是动电极d和第一定电极a间的距离。由于激励电源E0的存在，激励电源E0将对电容C1(或C2)充电，此时动电极d充电电量为Q+，第一定电极a为Q-。Q＝|Q+|＝|Q-|＝CUU是第一定电极a和动电极d两端建立的电压。本机输出电压，取决于激励电源E0，由于电路一定会有电阻，充电电压U应小于E0但接近于E0。根据Q＝CU当输出x、y腾空时，U→∞，电压将无限制升高，为此本发电机不允许空载运行。否则绝缘很容易被击穿。本发电机输出电流I(平均值)，取决于本机最大电容量C。从以上分析可以看出，Q每周充放电各一次I＝2fQ 因Q＝CU，所以I＝2fCU假定C可以做成100μf，频率f＝50Hz，充电电压U＝1000VI＝2fCU＝2×50×0.0001×1000＝10(A)单相时输出功率P＝IU＝10×1000＝10(KW)本机可以输出正弦波或其它波形。只要优化组合定、转子上有效区的几何图形就可以了。本专利技术也可以做成三相发电机，其动极片12和单相相同(见图6)，由一个动导体片7和空白区8组成，形成一个动电极d，其定极片13则分为三个独立定导体片2c、3c、4c(见图7)，分别构成定电极a、b、c，其具体电气连接电路见图9。三个定电极a、b、c依次分别连接输出x、y、z。在三相发电机中，随着转子12的转动，电容C的放电依次在定电极a、b；定电极b、c；定电极c、a之间进行。同样按上述单相发电机电容量的三相发电机，其输出功率P＝3IU＝30(KW)根据本专利技术的原理制作的三相发电机具体体积参数如下根据上述30KW发电机参数，C＝ε0εrS/R取ε0＝8.85×10-12库仑2/(牛顿·米2)≈9.0×10-12库仑2/(牛顿·米2)ε本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种陶瓷发电机，包括定子和转子，其特征在于，所述定子由固定在机壳（１１）上的若干定极片（１３）和固定在机轴（１０）上的若干动极片（１２）组成，所述动极片（１２）是一个圆形绝缘基板（５）上等分间隔设置动导体片（７）和空白区（８），所述动导体片（７）构成动电极ｄ，在所述动电极ｄ表面披覆陶瓷介质层（６），所述定极片（１３）是一个环形绝缘基板（１）上等分区域间隔设置定导体片（２、３），所述定导体片（２）构成第一定电极ａ，所述定导体片（３）构成第二定电极ｂ，所述定极片（１３）和动极片（１２）交替安置。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：冯连阶，
申请(专利权)人：冯连阶，
类型：发明
国别省市：21[中国|辽宁]