陶瓷發電機制造技術

一種陶瓷發電機，由定極片和動極片組成，動極片是一個圓形絕緣基板上等分間隔設置動電極ｄ和反極性區ｅ，在動電極ｄ表面披覆陶瓷介質層，定極片是一個環形絕緣基板上等分區域間隔設置第一定電極ａ和第二定電極ｂ，若干片定極片和若干片動極片交替安置，分別組成定子和轉子。動電極ｄ連接充電電路，定電極ａ、ｂ分別連接輸出ｘ、ｙ線，構成單相發電機，定極片可等分間隔ａ、ｂ、ｃ三個定電極，構成三相發電機。本實用新型專利技術陶瓷發電機，實現了旋轉方式的變電容發電，采用陶瓷介質，縮小了體積，便于實現單相三相甚至多相發電，發電效率高，是一種易于實現產業化生產的變電容發電裝置。（*該技術在2016年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種發電機，特別涉及一種變電容式陶瓷發電機。
技術介紹
現有的發電裝置主要是電磁感應發電機，由于需要線圈和導磁材料，結構復雜、體積較大、重量較大，并且在工作過程中容易發熱，必須適當的冷卻，一般效率受到一定限制。變電容式發電機已經提出不少的形式，一般也存在直線運動的結構不合理、發電量小、實現困難等缺陷。
技術實現思路
本技術提供一種結構簡單、容量大的變電容式陶瓷發電機。本技術陶瓷發電機，包括定子和轉子，所述定子由固定在機殼上的若干定極片和固定在機軸上的若干動極片組成，所述動極片是一個圓形絕緣基板上等分間隔設置動導體片和空白區，所述動導體片構成動電極d，在所述動電極d表面披覆陶瓷介質層，所述定極片是一個環形絕緣基板上等分區域間隔設置定導體片，所述兩個定導體片分別構成第一定電極a和第二定電極b，所述定極片和動極片交替安置。本技術陶瓷發電機，所述動電極d連接外部的由二極管D1、激勵電源E0和電容C0組成的充電電路，所述激勵電源E0和電容C0并聯后的另一端連接零線，所述第一定電極a連接輸出x線，并通過二極管D2接零線，所述第二定電極b輸出y線，并通過二極管D3接零線，所述二極管D2、D3連接零線的極性和所述二極管D1連接激勵電源E0的極性相反。本技術陶瓷發電機，所述動極片是一個圓形絕緣基板上可以等分間隔設置若干動導體片和空白區，其總數量為偶數2N，所述動導體片并聯構成動電極d，在所述動電極d表面披覆陶瓷介質層，所述定極片是一個環形絕緣基板上等分區域間隔順序設置若干定導體片，其數量也為2N，其中偶數定導體片構成第一定電極a，奇數定導體片構成第二定電極b，本技術陶瓷發電機，在定極片上設置定三個定導體片，分別構成第一定電極a、第二定電極b、第三定電極c，所述第一定電極a連接輸出x線，所述第二定電極b連接輸出y線，所述第三定電極c連接輸出z線，所述三個輸出線x、y、z分別通過二極管D2、D3、D4連接零線，所述二極管D4的連接極性和所述二極管D2、D3相同，構成三相發電機。本技術陶瓷發電機，三個輸出線x、y、z中的任意兩線連接一個連接自動調整電路，所述自動調整電路連接所述激勵電源E0。本技術陶瓷發電機，實現了旋轉方式的變電容發電，采用陶瓷介質，縮小了體積，增大了電容量，便于實現單相三相甚至多相發電，是一種易于實現產業化生產的變電容發電裝置。附圖說明圖1是本技術陶瓷發電機的整機示意圖；圖2是本技術陶瓷發電機動極片的示意圖；圖3是本技術陶瓷發電機定極片的示意圖；圖4是本技術陶瓷發電機多極動極片示意圖；圖5是本技術陶瓷發電機多極定極片示意圖；圖6是本技術陶瓷發電機三相發電動極片示意圖；圖7是本技術陶瓷發電機三相發電定極片示意圖；圖8是本技術陶瓷發電機的基本應用電原理圖；圖9是本技術陶瓷發電機的三相電原理圖；圖10是本技術陶瓷發電機的靜電電壓提升電原理圖。具體實施方式為進一步闡述本技術，下面結合實施例作更詳盡的說明。陶瓷發電機由安裝在機殼11上的定子和安裝在機軸10上的轉子構成。定子和轉子分別由多組定極片13和動極片12組成(見圖1)，交錯安置，形成一個大的可變化的電容，組成定子的定極板13的數量和組成轉子的動極板12的數量可以根據實際需要選擇。每個定極片13的結構示意圖見圖3，由固定在環型絕緣基片1定導體片2、3構成，這兩個定導體片分別構成第一定電極a和第二定電極b。每一個動極片5的結構示意圖見圖2，在圓形絕緣基板5上固定約二分之一面積弱的動導體片7，剩余的二分之一面積為空白區8，動導體片7構成動電極d，空白區8作為反極性區(即和定子同極性)e。為保證絕緣和增加電容量，動導體片7表面貼有介電系數非常高的介電物質6(見圖1)，比如，高介電陶瓷片或用于制作電解電容的電解質片等凡是能提高介電系數ε的有效物質。一塊動導體片7加一塊空白區8，為2個極。根據原動機轉速的不同，本發電機的動極片12可以制成4極(見圖4)，就是有兩個動導體片7a、7b和兩個空白區8a、8b，兩個動導體片并聯構成動電極d，此時的定極片也同樣在成相應的4極(見圖5)，就是按順序安置四個定導體片2a、3a、2b、3b，其中定導體片2a、2b并聯構成第一定電極a，定導體片3a、3b構成第二定電極b。同理，動極片5和定極片1還可以做成8極甚至更多極。發電機的電氣連接可見圖8，發電機有兩路輸出x、y，第一定電極a連接輸出x，第二定電極b連接輸出y，兩路輸出x、y分別經二極管D2、D3連接零線0；動電極d經一二極管D1連接激勵電源E0，激勵電源E0并聯一個電容C0，另一端接零線0，電容C0為激勵電源E0的電壓起穩定作用。當轉子12轉到某個角度時，其上的動極片5上動電極d和定子13上的定極片1上的第一定電極a重合，構成一個完整的電容C1，此時激勵電源E0向第一定電極a和動電極d的充電；轉過180度后，動電極d和第二定電極b構成完整的電容C2，電容C1被強制拆開，第一定電極a成為孤立導體，而被強迫放電，此時電容C2的形成為第一定電極a的強迫放電提供回路，就是第一定電極a通過輸出回路x、y向第二定電極b放電，這就在輸出回路x、y形成了輸出電壓和電流；反之，轉子12再轉180度，第二定電極b又通過輸出回路x、y向第一定電極a放電。構成C1和C2的必不可少的d片，它每時每刻都處于構成C1和C2的組合態。C1和C2是一樣的，在以下計算中，視為電容C，當某一時刻動電極d和第一定電極a相對面積(S)為最大時，此時電容C值為最大。C＝ε0εrS/RR是動電極d和第一定電極a間的距離。由于激勵電源E0的存在，激勵電源E0將對電容C1(或C2)充電，此時動電極d充電電量為Q+，第一定電極a為Q-。Q＝|Q+|＝|Q-|＝CUU是第一定電極a和動電極d兩端建立的電壓。本機輸出電壓，取決于激勵電源E0，由于電路一定會有電阻，充電電壓U應小于E0但接近于E0。根據Q＝CU當輸出x、y騰空時，U→∞，電壓將無限制升高，為此本發電機不允許空載運行。否則絕緣很容易被擊穿。本發電機輸出電流I(平均值)，取決于本機最大電容量C。從以上分析可以看出，Q每周充放電各一次I＝2fQ因Q＝CU，所以I＝2fCU假定C可以做成100μf，頻率f＝50Hz，充電電壓U＝1000VI＝2fCU＝2×50×0.0001×1000＝10(A) 單相時輸出功率P＝IU＝10×1000＝10(KW)本機可以輸出正弦波或其它波形。只要優化組合定、轉子上有效區的幾何圖形就可以了。本技術也可以做成三相發電機，其動極片12和單相相同(見圖6)，由一個動導體片7和空白區8組成，形成一個動電極d，其定極片13則分為三個獨立定導體片2c、3c、4c(見圖7)，分別構成定電極a、b、c，其具體電氣連接電路見圖9。三個定電極a、b、c依次分別連接輸出x、y、z。在三相發電機中，隨著轉子12的轉動，電容C的放電依次在定電極a、b；定電極b、c；定電極c、a之間進行。同樣按上述單相發電機電容量的三相發電機，其輸出功率P＝3IU＝30(KW)根據本技術的原理制作的三相發電機具體體積參數如下根據上述30KW發電機參數，C＝ε0εrS/R取ε0＝8本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種陶瓷發電機，包括定子和轉子，其特征在于，所述定子由固定在機殼（１１）上的若干定極片（１３）和固定在機軸（１０）上的若干動極片（１２）組成，所述動極片（１２）是一個圓形絕緣基板（５）上等分間隔設置動導體片（７）和空白區（８），所述動導體片（７）構成動電極ｄ，在所述動電極ｄ表面披覆陶瓷介質層（６），所述定極片（１３）是一個環形絕緣基板（１）上等分區域間隔設置定導體片（２、３），所述定導體片（２）構成第一定電極ａ，所述定導體片（３）構成第二定電極ｂ，所述定極片（１３）和動極片（１２）交替安置。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：馮連階，
申請(專利權)人：馮連階，
類型：實用新型
國別省市：21[中國|遼寧]