技术摘要：
本发明创造公开了一种励磁发电机，包括发电机定子组件、发电机转子组件、左右端盖、电流转换器总成，所述的发电机定子组件包括电机壳体、定子软磁磁芯、定子线圈，定子软磁磁芯上设有2n±2k个定子槽齿，每一个定子槽齿上对应嵌入一组定子线圈，定子线圈由定子感应线圈和  全部
背景技术：
现有的发电机主要由定子、转子、端盖、电刷、机座及轴承等部件构成。定子由机 座、定子铁芯、线包绕组、以及固定这些部件的其他结构件组成。转子由转子铁芯、转子磁极 （有磁轭、磁极绕组）、滑环转轴等部件组成。通过轴承、机座及端盖将发动机的定子、转子连 接组装起来，使转子能在定子中旋转，通过滑环通入一定励磁电流，使转子成为旋转磁场， 定子线圈做切割磁力线的运动，从而产生感应电流，通过接线端子引出，接在回路中，便产 生了电流。 在发电机中，导线做切割磁力线运动时，导线中随导线运动的电荷受洛伦兹力作 用产生定向移动，运动电荷同时受安培力的作用阻碍导线运动。这个过程中两个现象的产 生都是运动电荷在磁场中受洛伦兹力作用的结果，完成了机械能向电能的转化。洛伦兹力 是运动电荷在磁场中所受到的力，洛伦兹力的大小是f  ＝│q│vBsinθ，其中f是洛伦兹力，q 是带电粒子的电荷量，v是带电粒子的速度，B是磁感应强度，θ是v和B的夹角。现有的发电机 存在以下缺点：在导线做切割磁力线运动时，感应电流产生的洛伦兹力方向与转子旋转要 驱动的外力的方向相反，相当于一对作用力与反作用力，外力克服洛伦兹力做功，加上其他 额外的损耗，外力驱动能的消耗比较大，能量转化率比较低。为此，许多生产厂家和有识之 士进行开发和研制，但至今尚未有较理想的产品面世。
技术实现要素：
为克服现有技术存在外力驱动能消耗大、能量转化率低的问题，本发明创造的目 的是提供一种结构设计合理、外力提供的驱动能小、能量转化率高、实用性好、电流产生的 洛伦兹力方向与发电机转子运转方向相对垂直的励磁发电机。 本发明创造解决上述技术问题所采用的技术方案，它包括发电机定子组件、发电 机转子组件、左右端盖、电流转换器总成，所述的发电机定子组件包括电机壳体、定子软磁 磁芯、定子线圈，定子软磁磁芯上设有2n±2k个定子槽齿并固定在电机壳体上，每一个定子 槽齿上对应嵌入一组定子线圈，定子线圈由一组定子感应线圈和一组定子励磁线圈绕制而 成；所述的发电机转子组件包括转子中心轴、转子软磁磁芯、转子线圈，转子软磁磁芯上设 有2n个转子槽齿并固定在转子中心轴上，每一个转子槽齿上对应嵌入一组转子线圈，转子 线圈由一组转子感应线圈和一组转子励磁线圈绕制而成，转子中心轴可转动地设置在左右 端盖上,  n和k为自然数，n≥15，k/n≤1/15；当外力驱动转子中心轴旋转并在转子励磁线圈 和定子励磁线圈上施加励磁电流，使其中一个及一个以上的转子槽齿与相对应的定子槽齿 正对磁性相吸时，其上正对的转子励磁线圈与相对应的定子励磁线圈产生的磁力线重合并 构成互感磁场回路，各自扩大该组磁力线的磁场回路，该重合磁力线同时切割该组转子感 4 CN 111614222 A 说　明　书 2/6 页 应线圈和定子感应线圈产生感应电动势并输出感应电流，该电流产生的洛仑兹力方向与转 子运动方向垂直；当外力驱动转子中心轴旋转并在转子励磁线圈和定子励磁线圈上施加励 磁电流，使其中一个及一个以上的转子槽齿与相对应的定子槽齿正对磁性相斥时，其上正 对的转子励磁线圈与相对应的定子励磁线圈产生的磁力线相排斥抵消，各自缩小该组磁力 线的磁场回路，并构成各自自感磁场回路，该磁力线各自切割该组转子感应线圈和定子感 应线圈产生感应电动势并输出感应电流，该电流产生的洛仑兹力方向与转子运动方向垂 直。 本发明创造的进一步方案，所述转子槽齿的槽齿宽度与齿槽宽度的比值小于2，转 子槽齿的槽齿宽度与槽齿高度的比值小于1.5。 本发明创造的进一步方案，所述定子槽齿的槽齿宽度与齿槽宽度的比值小于2，定 子槽齿的槽齿宽度与槽齿高度的比值小于1.5。 本发明创造的进一步方案，所述的所有定子励磁线圈相互串联而成并在回路上串 接有二极管，其两端对应连接定子励磁第一引线和定子励磁第二引线；每一组定子感应线 圈的一端连接定子感应第二引线同时又通过二极管并联有定子感应第一引线，另一端连接 定子感应第四引线同时又通过二极管并联有定子感应第三引线，定子感应第一引线和定子 感应第四引线与定子感应线圈组成供电回路，定子感应第三引线和定子感应第二引线与定 子感应线圈组成相反方向的供电回路。 本发明创造的进一步方案，所述的所有转子励磁线圈相互串联而成并在回路上串 接有二极管，其两端对应连接在转子励磁第一电刷滑环和转子励磁第二电刷滑环上；每一 组转子感应线圈的一端连接在转子感应第一电刷滑环上，同时又通过二极管并联在转子感 应第二电刷滑环上，另一端连接在转子感应第三电刷滑环上，同时又通过二极管并联在转 子感应第四电刷滑环上，转子感应第一电刷滑环和转子感应第四电刷滑环与转子感应线圈 组成供电回路，转子感应第三电刷滑环和转子感应第二电刷滑环与转子感应线圈组成相反 方向的供电回路。 本发明创造的进一步方案，所述的所有定子励磁线圈相互并联而成，每个定子励 磁线圈的回路上串接有二极管并对应连接定子励磁第一引线和定子励磁第二引线；每一组 定子感应线圈的一端连接定子感应第二引线同时又通过二极管并联有定子感应第一引线， 另一端连接定子感应第四引线同时又通过二极管并联有定子感应第三引线，定子感应第一 引线和定子感应第四引线与定子感应线圈组成供电回路，定子感应第三引线和定子感应第 二引线与定子感应线圈组成相反方向的供电回路。 本发明创造的进一步方案，所述的所有转子励磁线圈相互并联而成，每个转子励 磁线圈的回路上串接有二极管并对应连接在转子励磁第一电刷滑环和转子励磁第二电刷 滑环上；每一组转子感应线圈的一端连接在转子感应第一电刷滑环上，同时又通过二极管 并联在转子感应第二电刷滑环上，另一端连接在转子感应第三电刷滑环上，同时又通过二 极管连接在转子感应第四电刷滑环上，转子感应第一电刷滑环和转子感应第四电刷滑环与 转子感应线圈组成供电回路，转子感应第三电刷滑环和转子感应第二电刷滑环与转子感应 线圈组成相反方向的供电回路。 采用上述结构后，与现有技术相比有如下优点：一是由于定子软磁磁芯上设有2n ±2k个定子槽齿并固定在电机壳体上，每一个定子槽齿上通过定子槽锲对应嵌入一组定子 5 CN 111614222 A 说　明　书 3/6 页 线圈，定子线圈由一组定子感应线圈和一组定子励磁线圈绕制而成，转子软磁磁芯上设有 2n个转子槽齿并固定在转子中心轴上，每一个转子槽齿上通过转子槽锲对应嵌入一组转子 线圈，转子线圈由一组转子感应线圈和一组转子励磁线圈绕制而成，可以解决定子槽齿与 转子槽齿数量相同时同性相吸或异性相斥导致发电机转子组件旋转阻力大的问题。二是当 其中一个及一个以上的转子槽齿与相对应的定子槽齿正对时，转子励磁线圈与相对应的定 子励磁线圈产生的磁力线重合并构成互感磁场回路，磁场倍增，该磁力线同时切割该组转 子感应线圈和定子感应线圈产生感应电动势并输出感应电流，该电流产生的洛仑兹力方向 与转子运动方向垂直，该定子槽齿与相对应的转子槽齿两侧其它相对称的定子槽齿和转子 槽齿以转子中心轴为中心产生相反方向的平衡力，不对发电机转子组件产生旋转阻力，受 到的磁感应干扰少，所以输入较小的外力即可转动发电机转子组件。 附图说明 图1为本发明创造的分解结构示意图。 图2为本发明创造发电机定子组件的分解结构示意图。 图3为本发明创造发电机转子组件的分解结构示意图。 图4为本发明创造的配合结构示意图。 图5为本发明创造图4的A-A剖面结构示意图。 图6为本发明创造定子软磁磁芯与转子软磁磁芯的配合示意图。 图7为本发明创造定子励磁线圈和转子励磁线圈串联时的电路原理图。 图8为本发明创造定子励磁线圈和转子励磁线圈并联时的电路原理图。 图9为本发明创造开始工作状态转子槽齿与定子槽齿正对时的配合结构示意图。 图10为本发明创造下一组转子槽齿与定子槽齿正对时的配合结构示意图。 图11为本发明创造再下一组转子槽齿与定子槽齿正对时的配合结构示意图。 其中1电刷滑环盖，2电刷滑环外壳体，3电流转换器总成，4左端盖，5发电机定子组 件，6发电机转子组件，7右端盖，51电机壳体，52定子软磁磁芯，53定子线圈，54定子槽锲，55 定子槽齿，56定子齿槽，57定子槽锲插槽，58定子励磁线圈，59定子感应线圈，61轴承，62转 子槽锲，63转子线圈，64转子软磁磁芯，65转子中心轴，66转子槽齿，67转子齿槽，68转子槽 锲插槽，69转子励磁线圈，70转子感应线圈，71转子励磁第一电刷滑环，72转子感应第一电 刷滑环，73转子感应第二电刷滑环，74转子感应第三电刷滑环，75转子感应第四电刷滑环， 76转子励磁第二电刷滑环，81定子励磁第一引线，82定子感应第一引线，83定子感应第二引 线，84定子感应第三引线，85定子感应第四引线，86定子励磁第二引线，101-138为定子槽齿 的顺序号，201-236为转子槽齿的顺序号。