多线段节能发电一体式电动机

多线段节能发电一体式电动机

具体实施方案：

最佳实施方案：首先在转子空白处打孔洞，如果有可能的情况下，增加转子边缘的槽数，且在边缘的槽中和孔洞中都使用并联在一起的线段，然后把槽中和孔洞中的分别线段经过整流、变频、同步等形成新的能源重新利用，而经过一系列改造后的电动机如果用于移动机械(车辆或船舶等)制动效果和动能转化也将大大提高。

这里以常用的简单的三相电机为例：

当电动机接入电网电源后，定子线圈建立一个旋转磁场，而转子中的铝条(或导线)由于磁场的作用而产生感生电流。由于存在滑差，所以，转子铝条(或导线)中的感生电流的大小方向不断以生变化，因此，感生电流需经过整流器整流后，变成方向一定的直流电源(也可直接接入储电设备)，然后，经过变频器变频，变成与电网电源相同的50Hz的交流电源，然后，经过变压器升压或降压(指需要的情况下)，再接入同步器同步，这时分为下列几种情况：

1.单相电机。如果是单相交流电机，则直接同步成与该外接电源相序相同步的交流电源(以免发生与外接电源不同步而波峰与波峰相抵的现象)。

2.三相电机。如果是三相电机，则应分为三个同步器，分别同步成与各个相序相同的电源。

3.如果是三相电机也可以直接从变频开始，分为三个变频器，三个变压器，三个同步器，这样各自变频，变压，同步，这样，形成三相交流电源。

最后是接入线圈，这时也分为几种情况：

1.定子线圈总匝数不变的情况下，分出一部分来单独接入本电源，这样，线圈总匝数不变。

2.保持原定子线圈不变的情况下，增加一部分线圈来单独接入本电源，这样，虽然原定子线圈没有变，但增加了一部分线圈。

3.直接并入原来的定子线圈。

就这样，转子中的线段所产生的感生电流(包括边缘槽中和孔洞中的)经过整流，变频，变压，同步等，接入线圈等一系列过程后，形成一个新的、可利用的电源。

另外，还需注意：采用上述三种方式时(并入外电网则需视情况而定)，在变压过程中，尽量采用低电压大电流方式。因为，磁感应强度仅与电流的大小有关，而与电压大小无关。由于，在经整流、变频这二个过程后形成新的独立源，其不电压限制，所以，在电能一定的情况下尽量采用低电压大电流方式，以达最大化节能的目的。

另外还需要说明的是：

由于本发明是以转子中的感生电流为电源的，所以无论是何种形式的电动机，其只要是以感生电流来产生安培力来推动转子运转的，本发明均适用，无论是鼠笼式还是绕线式。

其次，这里仅仅是以单个电动机为例，其转子感生电流被整流、变频、同步后即被其利用，而在多个电动机的情况下，也可以在被整成直流电引出后，经并联或串联后再经过本系统形成新的电源而被利用(或直接储存起来或者直接接入外电网)。

多线段节能发电一体式电动机。它属于机电方面的发明，但同时也属于节能环保方面的发明技术.由于电动机定子中旋转磁场的作用，在转子中不断的有感生电流产生，并在旋转磁场作用下转动而对外作功，而转子中的感生电流由于互为回路而白白的损失掉了，本发明就是通过一系列的整流、变频、同步后接入专用线圈或并入原线圈加以利用(此时也可以直接并入电网)，或者是整流后接入储电设备以后再直接利用或者经变频、同步后再重新利用。

而由于电机启动时启动电流为额定电流的5至7倍，所以，此刻转子中所铸的铝条中产生的感生电流也基本上增加了5到7倍。而实际上铝条所能承受的电流一般按照额定电流的7到8倍来设计的，以防止过载时铝条镕断。也就是说：电机在正常运转的情况下，转子中的感生电流仅有过载时的1/7到1/8，甚至更少。

且由于转子在旋转过程中仅仅利用了转子边缘靠近N极、和S极部分的磁能(如图1所示)，而大部分的磁能白白的浪费掉了(转子整体都是电机磁路的一部分)。

而本发明正是结合以上三点来设计的：

1.首先是通过空白处打孔洞的方式”来增加导线长度，并把这一部分磁能利用起来，形成新的电源而被利用

即：以转子的转动轴的轴心为同心圆的圆心，在不影响磁通量(即：(转子柱体的表面积一边缘上的槽形的表面积)后所通过的磁通量＝均匀分布的各孔之间所通过的磁通量)的情况下，在空白的转子上均匀打若干个孔洞，孔洞与转子柱体上的槽相互平行，孔洞内可以使用之间相互绝缘的线段也可以使用铸铝条或者铜条等线段。

孔内线段或铝条的二端可以分别使用端环自成回路，也可以相互连在一起(包括边缘槽的端环)，也可以通过一系列的整流，变频，同步等形成新的可利用电源后形成回路。

由于从转子中通过的磁通量没有发生变化，而此时的电机本身却发生了质的变化：

增加的孔洞中无论使用铸铝条或是线段均相当于增加了转子中的导线的长度，由于电动机正是通过导线中的感生电流产生安培力对外做功的，而增加长度也就增加了电动机的功率(提高了转子中的磁能的利用率)。

而孔洞中有一部分(特别是靠近中心轴的部分)的导线，由于作用力的力钜较小，主要起到产生感生电流从而被整流，变频，同步等而形成新的电源作用(即：相当于发电的效果)。

2.如果可能的情况下，也可以通过适当的增加转子边缘的槽数的方式来增加导线长度(如：改36槽为42槽或48槽等)，从而提高电机的功率。

3.改转子槽和孔洞中的铸铝条式(以铸铝鼠笼式为例)为并联的多线段式的方式来增加导线的长度。

即：将每一个槽和孔洞中的一个铝条改为多条之间相互绝缘且并联在一起的导线线段组成，线段的长度与铸铝条相同，条数可以在7到12条左右(举例。但至少要7到8条以上，可以更多条)，但前提是：线段的截面积要至少要等于(或者略大于)铝条的截面积(指使用铝质线段的情况下，铜质的等于或略小于也可以，大于更好)。

由于与原来的铝条的截面积相等，长度相等，其线段中所能承受的过载电流也就相同，即：此时(过载的情况下)，线段的功能和铝条的功能相同。

但是在正常情况运转下(不过载时)，多线段式已经发生了质的变化。

由于电机转子的转动是靠转子中的感生电流产生安培力来转动做功的(以鼠笼式为例)。

在使用铸铝条情况下，假定在任一时段，转子中的感生电流为平均为1A，那么在使用7到8条线段的情况下，感生电流理论上达应到7A到8A(正常运转情况下。在0A-8A之间浮动，平均值在3A-5A之间)。因为，铸铝条只有一个，而之间相互绝缘的线段则多达7到8条，而每一条线段都有感生电流产生，且大小相等，方向一定相同。

改铸铝条式为多线段式，等于切割磁力线的线段的长度增加了7到8倍(因为每一个转子的横截面大小不确定，所以，边缘槽数和孔洞的增加数量也不确定，这里只能：仅指边缘槽数不增加和不计算孔洞中线段的情况。实际上要增加的多的多)，功率也就随着基本上增加了3到5倍(平均值)。

也就是说：该时段内其用电量只有原来的1/3到1/5.

就这样，仅仅是将转子槽中的铸铝条改为线段(外型上还是鼠笼式，两端通过端环互为回路)，电机功率就增加了许多倍。

此时，可以象一般电机一样，使用端环，让线段中的感生电流互为回路。也可以不使用端环，让线段中的感生电流回收再利用。

4.将这些线段中(包括槽中和孔洞中的)的感生电流，通过一系列的整流，变频，同步等后形成新的电源(不用端环，经整流，变频，同步等形成回路)，进而加以利用这些能量，以实现能量的二次利用，不至于能量白白浪费。

如果用于可移动机械(如：车辆，船舶等)，由于使用的是储电电源，所以，转子所发的电源经整流后可以直接接入供电电源，以便再次利用(即能量回收)

5.以上是利用多线段，在空白处打孔和增加槽数等方式来增加转子中导线长度，并经过整流，变频，同步后形成新的电源。而如果该电机用于可以移动机械上时(如：车辆，船舶等)，需要制动(如：下坡，有障碍物碍等)，就可以利用动能来产生电能，只要保证定子中磁场的旋转转速低于转子转动转速5％左右即可实现(即：异步电机发电机)。由于经过改造，车辆或船舶的制动效果将大大提高。而车辆下坡时的能量利用率也会成倍提高。

综上所述，本发明的节能点包括五个方面：

1。多线段式。

即：改转子中的一个铸铝条为多条相互绝缘的线段，这样相当于增加了导线的长度，从而增加了感生电流。

此时，可以象一般电机一样，使用端环，让线段中的感生电流互为回路。也可以不使用端环，让线段中的感生电流回收再利用。

2.在转子的(横截面)空白处打孔洞来增加导线的长度，从而增加感生电流。

即：以转子的转动轴的轴心为同心圆的圆心，在不影响磁通量的情况下，在转子的空白上均匀打若干个孔洞，孔洞与转子柱体上的槽相互平行，孔洞内可以使用之间相互绝缘的线段(也可以使用铸铝条或者铜条等，但效果差了许多)。

可以象一般电机一样，使用端，让线段中的感生电流互为回路。也可以不使用端环，让线段中的感生电流回收再利用。

3.在可能的情况下，可以适当增加转子边缘的槽数来增加导线的长度，从而增加了感生电流。

4.将边缘槽中和孔洞中这些线段或铝条中的感生电流，通过一系列的整流，变频，同步等后形成新的电源，再次利用。

5.制动和下坡时的能量回收(这里指用于可移动机械时，如：车辆，船舶等)。

图例说明：(以常用的简单的鼠笼式为例)

图1。是电动机的横截面示意图，其中：O是轴心，N是定子磁极N极，S是定子磁极S极，n是转子旋转方向，n1是定子旋转方向。

图2。是打孔后的电动机的横截面示意图，其中：O是轴心，N是定子磁极N极，S是定子磁极S极， n是转子旋转方向，n1是定子旋转方向。以转子的转动轴的轴心为同心圆的圆心的圆，即为打出来的孔。

图3，为鼠笼式电机侧面示意图(因为要分别经过整流、变频、同步等过程，这里仅以转子中边缘或孔洞中的任一根导线为例示意)。

1.转子。2.转子轴。3.轴承。4.正负极输出滑环。5.定子。

6.整流器(桥式整流固定在转子铁芯或轴上，图中是为了更加清楚表达)。

注意：各之间(指鼠笼式)应分别整流，以免其之间互为回路，而不经过整流器，从而造成电能损失。在经过各自的整流器整流后再并联或串联，然后再进入变频，同步等下一步骤。

7。变压器(是否需要可根据具体情况而定)。

8。变频器(变为50Hz).

9.同步器(让经过变频后的50Hz的交流电，变成与电网同步，以免出现电流电压波峰相抵消的情况)。

注意：在这里也可接入三个同步器，同步成与三相交流电各相序相同的步伐，而形成三相电源。(单相电机则不用)。

10。定子线圈。

接入定子线圈时可分为三种情况：

a.电机总匝数不变，而分出一部分接入本电源。

b.电机总匝数增加。原电机的匝数不动，而增加一部分线圈来接入本电源。

c.直接并入原来的定子线圈。

11.储电设备。

整流后可以直接接入储电设备，也可以不经储电设备而经变频、同步等而如此入线圈。