專利名稱：自體電流回輸電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在交變電磁場上感生電流與原電流同一方向且同步變化、其磁場作用替代了原電流作功的電流回輸電路。
背景技術(shù)：
在交變電磁場上，感應(yīng)電流在任何時(shí)間都和交變原電流方向都是相反的，故此現(xiàn)有技術(shù)不能做到應(yīng)用一交流繞組來調(diào)控另一繞組的交流電流輸出的大、小，只能采用有空氣隙的電抗器，用螺桿來移動鐵芯，改變電抗器的空氣隙的距離，或用螺桿改變初、次級線圈距離，改變初、次級線圈的耦合程度來改變輸出電流的大、小，這些方法因存在可移動部分受電磁力的影響、存在嘈音大及輸出電流不穩(wěn)定的缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種自體電流回輸電路，以產(chǎn)生與電源電動勢同一方向的累加、疊加效應(yīng)，從而能提高產(chǎn)品的功率因數(shù)及效率、節(jié)省電能。
為實(shí)現(xiàn)上述目的本發(fā)明采用如下技術(shù)方案自體電流回輸電路，包括電感性負(fù)載N、鐵芯F，由自體電流回輸繞組N1、電容C、雙向二極管E串接成一閉合回路而形成自體電流回輸電路。
本發(fā)明所述雙向二極管E為兩個(gè)二極管反向連接、兩個(gè)可控硅反向連接、雙向可控硅或電感。
本發(fā)明所述電感性負(fù)載N的繞組為電磁鐵、電機(jī)或變壓器初級。
本發(fā)明所述閉合電路里加入有開關(guān)及電容器。
本發(fā)明所述電感性負(fù)載的繞組為交流電抗器的電抗繞組。
本發(fā)明所述閉合回路加入電感性負(fù)載即光源或變壓器。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，應(yīng)用一繞組產(chǎn)生感應(yīng)電動勢一電容使感應(yīng)電動勢產(chǎn)生與感應(yīng)電流方向相反的感生電流，一雙向二極管(或一電感)推遲感生電流啟動的時(shí)間(移相180°)，三者構(gòu)成一閉合電路，在交變電磁場上感生電流與原電流同一方向且同步變化，其磁場作用替代了原電流作功，從而減少了輸入電流。可廣泛應(yīng)用于電磁鐵、電機(jī)、變壓器產(chǎn)品上，介入逆變、變頻、開關(guān)、電腦等已知技術(shù)，為人們提供一個(gè)可移動、可循環(huán)且環(huán)保的理想能源(如汽車電源)，大大提高了產(chǎn)品的功率因數(shù)及效率、節(jié)省電能。


圖1(a)、(b)是本發(fā)明的感變電動勢倍率釋放法則電路及感應(yīng)電流的方向判斷試驗(yàn)的示意圖。
圖2(a)、(b)、(c)是本發(fā)明的感變電動勢的疊加、累加、抵消效應(yīng)示意圖。
圖3(a)、(b)是本發(fā)明的感變電動勢倍率釋放法則另一電路示意圖。
圖4(a)、(b)表示物體的運(yùn)動也產(chǎn)生感生電流的示意圖。
圖4(c)、(d)表示運(yùn)動的物體形成電與磁兩極關(guān)系的平面抽象圖。
圖5(a)是應(yīng)用自體電流回輸電路的實(shí)施圖。
圖5(b)是在自體電流回輸電路中，加入電感性負(fù)載L的實(shí)施圖。
圖5(c)是在自體電流回輸電路中，加設(shè)電容C1及開關(guān)K的實(shí)施圖。
圖6(a)是測試自體電流回輸電路對電磁轉(zhuǎn)換過程的輸入電流實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)示意圖。
圖6(b)是測試自體電流回輸電路產(chǎn)生回感效應(yīng)對供電線路的關(guān)系實(shí)驗(yàn)示意圖。。
圖6(c)上是由三個(gè)匝數(shù)相同的繞組構(gòu)成的電源變壓器電路來測試變壓器空載、負(fù)載時(shí)應(yīng)用自體電流回輸?shù)膶?shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)示意圖。
圖7(a)、(b)、(c)是本發(fā)明的交流電抗器示意圖。
圖8是一臺同體式弧焊變壓器的例圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
如圖1至圖3所示，本發(fā)明在于應(yīng)用一繞組N1產(chǎn)生感應(yīng)電動勢一電容C使感應(yīng)電動勢產(chǎn)生與感應(yīng)電流方向相反的感生電流，一雙向二極管E(或一電感)推遲感生電流啟動的時(shí)間(移相180°)，三者構(gòu)成一閉合電路，在交變電磁場上感生電流與原電流同一方向且同步變化，其磁場作用替代了原電流作功，從而減少了輸入電流。感變電動勢倍率釋放法則，在圖1(A)、(B)及附圖3(A)、(B)上得到展示，在附圖2(A)、(B)、(C)中也展示了感變電動勢的疊加、累加、抵消效應(yīng)；也涉及了基礎(chǔ)物理學(xué)上沒有提及的在電磁感應(yīng)中，電—磁—電的轉(zhuǎn)換過程、出現(xiàn)的回感效應(yīng)1.甲線圈的感生電動勢使乙線圈產(chǎn)生感生電流，從而乙線圈磁場產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢在同一途徑上回感于甲線圈。2.甲線圈的電流通過磁場使乙線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，乙線圈電流產(chǎn)生的磁力線在同一磁路上使甲線圈產(chǎn)生一個(gè)回感電動勢。
感應(yīng)電流與原電流是同一方向流動的，感應(yīng)電流滯后原電流180°，其形成的磁場，促使交變原電流按正比率跟隨其變化，進(jìn)行電能的傳遞及轉(zhuǎn)換。
現(xiàn)應(yīng)用同一磁力線上的多個(gè)繞組其電流方向是相同的實(shí)驗(yàn)，作為對感應(yīng)電流方向的判決實(shí)驗(yàn)附圖1(a)上，S是一條形磁鐵，Q是1.5V電池，K是電池開關(guān)，F(xiàn)是一條形疊片鐵芯、N、N1、N2、N3是套在鐵芯上的材料相同、匣數(shù)相等的四個(gè)線圈，A、A1、A2、A3是四線圈的同名端，B、B1、B2、B3是異名端；在四線圈兩端分別并連用44L1型150/5A電流表表頭改造成的簡易檢流計(jì)W、W1、W2、W3(線圈的同名端接檢流計(jì)左接柱，異名端接檢流計(jì)的右接柱)，從而形成四個(gè)閉合電路。用條形磁鐵S任一極接觸疊片鐵芯F任一端、在接觸瞬間簡易檢流計(jì)W、W1、W2、W3的指針都向同一方向擺動，擺動角度都一樣(設(shè)為正擺動)后，指針回?cái)[到中間起點(diǎn)停止；當(dāng)把條形磁鐵S拿開瞬間，簡易檢流計(jì)W、W1、W2、W3的指針都向反方向擺動，擺動角度與正擺動對稱后指針回?cái)[到起點(diǎn)停止。
在不改變套在疊片鐵芯F線圈的位置及接線把疊片鐵芯F折疊成一口形鐵芯、簡易檢流計(jì)W、W1、W2、W3分別位于口形鐵芯四邊，如附圖1(b)，可以看到套在疊片鐵芯F磁路上平行兩線圈N與N2與、N1與N3的同名端A與A2、A1與A3的方向是相反的。把1.5V電池Q串接電池開關(guān)K并連于任一線圈兩端(設(shè)并連在附圖1(b)線圈N3兩端A3與B3上)，當(dāng)把電池開關(guān)K閉合時(shí)，瞬間簡易檢流計(jì)W、W1、W2、W3的指針都向同一方向擺動(設(shè)為正擺動)，簡易檢流計(jì)W、W1、W2、指針的擺動角度都一樣后回?cái)[到起點(diǎn)停止；當(dāng)把開關(guān)K打開時(shí)，瞬間簡易檢流計(jì)W、W1、W2、W3的指針都向反方向擺動，簡易檢流計(jì)W、W1、W2、的指針擺動角度與正擺動對稱后指針回?cái)[到起點(diǎn)停止。再用最快的速度把開關(guān)K一閉合就打開，簡易檢流計(jì)W、W1、W2、W3的指針同時(shí)同向正擺動，負(fù)擺動在指針回?cái)[過程中開始，從而在檢流計(jì)表面出現(xiàn)正、負(fù)擺動角度不對稱、負(fù)擺動的角度小于正擺動。
通過以上的實(shí)驗(yàn)，檢流計(jì)的指針擺動，展示了同一磁力線上的多個(gè)繞組其電流方向都是相同的物理性質(zhì)。應(yīng)用右手螺旋定則來復(fù)核附圖1(b)上的實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確性，假定電流從線圈N3的同名端A3端流入、異名端B3流出，知道電流的方向就知道磁力線的方向、磁力線沿條形疊片鐵芯F上的箭頭的方向穿過線圈N、N1、N2閉合，從而磁力線的方向決定了線圈N、N1、N2產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向，其時(shí)間的關(guān)系從基礎(chǔ)物理啟示電壓超前電流90°，感應(yīng)電動勢滯后電流90°，推導(dǎo)出感應(yīng)電流滯后原電流180°，感應(yīng)電流與原電流是同一方向的結(jié)論。物理實(shí)驗(yàn)是反映物理的真實(shí)現(xiàn)象，舊物理教科書上楞次對其感應(yīng)電流的方向的實(shí)驗(yàn)陳述的誤點(diǎn)1、當(dāng)時(shí)人們對電的認(rèn)識，認(rèn)為電流的流動是從正到負(fù)。2、楞次把形成磁場的電流及磁場消失釋放出的電流、拋開時(shí)間觀念作為一個(gè)電流流動過程有二個(gè)方向來解釋。
現(xiàn)代物理教科書上，對感應(yīng)電流的方向表述，已經(jīng)不是楞次本人陳述的楞次定律了，其引用法拉第的兩個(gè)平行線圈的通電實(shí)驗(yàn)來解釋感應(yīng)電流的方向，法拉第對其實(shí)驗(yàn)觀察時(shí)，弄錯(cuò)了同一磁路上兩平行線圈的同名端的概念，見附圖1(b)，從而得出了錯(cuò)誤的結(jié)論。
電流方向第二定律電流從零開始，也從零終結(jié)，從始至終的過程、電流方向具同一性。磁力線從零開始，也從零閉合，從始至終的過程、感生的電動勢，方向具同一性。
如圖3(a)所示，N、N1、N2、N3、N4是5個(gè)用0.27漆包線同方向繞制高度9公分的方形空芯線圈，線圈N的匝數(shù)為400匝，線圈N1、N2、N3、N4匝數(shù)分別是線圈N的10倍，按東、南、西、北方位，貼身圍繞線圈N放置。圖3(b)是圖3(a)的展開圖，A、A1、A2、A3是四線圈的同名端，B、B1、B2、B3是異名端；檢流計(jì)W1、W2、W3、W4分別與空芯線圈N1、N2、N3、N4并連，檢流計(jì)的負(fù)端(左接柱)接線圈的同名端，為了更好觀察及說明在線圈N的空芯放入硅鋼片疊成的同等高度的鐵芯F、線圈N的兩端A、B點(diǎn)串接電池Q，開關(guān)K及變阻器R。
當(dāng)把開關(guān)K閉合瞬間，磁力線從鐵芯F的中點(diǎn)(零點(diǎn))經(jīng)鐵芯F上端逸出(形成鐵芯F的N極)再穿過線圈經(jīng)鐵芯F下端進(jìn)入，從零閉合(形成鐵芯F的S極)，在鐵芯F上其軌跡方向具同一性，從而使處于不同方位線圈上的檢流計(jì)W1、W2、W3、W4的指針向同一方向正擺動。當(dāng)把開關(guān)K打開瞬間，磁力線從零的反方向經(jīng)鐵芯F下端退出(鐵芯F的S極消失)穿過線圈從鐵芯F上端進(jìn)入，從零終結(jié)(鐵芯F的N極消失)，在鐵芯F上其軌跡方向具同一性，從而使處于不同方位線圈上的檢流計(jì)W1、W2、W3、W4的指針同一方向負(fù)擺動。
把6V電池Q分別換成3V、9V的電池來測試，把開關(guān)K閉合或打開，線圈N產(chǎn)生磁通量的多少，只決定檢流計(jì)指針的擺動幅度的大小，線圈N內(nèi)磁通量從無到有及從有到無則決定檢流計(jì)指針的擺動方向。
當(dāng)把開關(guān)K閉合后，5個(gè)線圈內(nèi)的磁通量從無到有，檢流計(jì)的指針?biāo)查g擺動的方向，展示為電流的方向(包括感應(yīng)電流)。把線圈N旁任一線圈快速平行拉開、被拉開的線圈內(nèi)磁通量從有到無，與其并連的檢流計(jì)指針?biāo)查g擺動的方向恰好與上述的方向相反。
當(dāng)把開關(guān)K閉合后，磁力線從零開始也從零閉合的過程使檢流計(jì)指針?biāo)查g出現(xiàn)第一次擺動，改變變阻器的阻值大小時(shí)，隨著線圈N的電動勢改變(不是消失)、部份增加或減少的磁力線(從零閉合或從零終結(jié))的方向，決定了檢流計(jì)指針第二次擺動的方向，其擺幅角度均小于第一次擺動的角度(等量的磁力線閉合或終結(jié)，檢流計(jì)指針產(chǎn)生的正、負(fù)擺動幅度是對等的)。證明了檢流計(jì)指針第二次擺動不等于第一次擺動；電流強(qiáng)度的急促改變，導(dǎo)致自感電動勢的形成(重組教科書上應(yīng)用變阻器判斷感應(yīng)電流方向的實(shí)驗(yàn)結(jié)論新說)。從而現(xiàn)代教科書上應(yīng)用法拉第的磁通量增加的慨念來解釋感應(yīng)電流的方向是不恰當(dāng)?shù)摹?br> 雙拳螺旋定則(臉向掌心應(yīng)用)大拇指平放于彎曲的四指上方，指向物體運(yùn)動的方向，彎曲四指所指的方向，就是感應(yīng)電流的方向。
如圖4(a)、4(b)所示，F(xiàn)是從交流去磁器上拆下的凹形硅鋼片疊片鐵芯，N、N1是其原線圈、線圈上標(biāo)有數(shù)字1730匝，F(xiàn)1是另用條形硅鋼片疊成的條形鐵芯；在線圈N、N1兩端各并連檢流計(jì)W、W1。當(dāng)把鐵芯F1向鐵芯F合上時(shí)，就會看到檢流計(jì)指針作瞬間擺動；把F1向上拿開時(shí)，檢流計(jì)指針則向相反方向擺動。合上F1及拿開F1的速度越快，檢流計(jì)的指針正、負(fù)擺動的幅度就越大。實(shí)驗(yàn)證明了物體的運(yùn)動也產(chǎn)生感生電流。其機(jī)理為物體的物質(zhì)分子中原子排列無章(無序狀態(tài))，物體的運(yùn)動速度使物質(zhì)分子中原子排列整齊且方向一致(有序狀態(tài))，從而使物體帶有磁性、伴隨物休的磁性出現(xiàn)，隨即產(chǎn)生了感生電流。
在電路中，負(fù)電子的移動產(chǎn)生電流。在電容器充、放電中，正電荷的移動產(chǎn)生電流。人體心臟跳動促使血液的循環(huán)，產(chǎn)生生物電流。
最近報(bào)刊報(bào)道的加拿大科學(xué)家成功以自來水發(fā)電的實(shí)驗(yàn)，證明了水的流動也產(chǎn)生電流。
圖4(C)、4(D)上的兩大箭頭構(gòu)成的十字圖表表示運(yùn)動的物體形成電與磁兩極關(guān)系的平面抽象圖。磁力線從零逸出(表上垂直線)、電動勢從零開始形成(表上水平線)，物體從靜(零)開始到動(表上小箭頭指的方向)三者始發(fā)軌跡方向具同一性，而磁力線垂直于電流，從而物體運(yùn)動的方向決定了物體上感生電動勢的正極方向，電流從負(fù)到正的自然規(guī)律則決定了物體上磁場兩極的方向。應(yīng)用雙拳螺旋定則，從行星的自轉(zhuǎn)及公轉(zhuǎn)的方向關(guān)系，就可推導(dǎo)出其磁場的狀態(tài)。
感變電動勢倍率釋放法則同一磁力線上，可感生多個(gè)感生電動勢，任一感生電動勢形成的回路，都可感應(yīng)出多個(gè)感生電流。
翻開電磁學(xué)發(fā)展史，法拉第證明感生電流和一般電流在所有性質(zhì)上都是相同的，因?yàn)椴粌H一般電流可以感應(yīng)感生電流，而且感生電流本身也可感應(yīng)出另一個(gè)感生電流。從圖3(a)上可以推導(dǎo)出眾多磁力線從線圈N的四面八方包圍著線圈N從零閉合(及終結(jié))，相鄰的同一方向的磁力線產(chǎn)生的感生電動勢相互間將依據(jù)圖4(C)、4(D)的圖表上的感生電動勢的兩極方向而正、負(fù)連接。感生電動勢的累加效應(yīng)，在線圈N的外圍形成閉合回路，產(chǎn)生大大小小的環(huán)形感生電流，假設(shè)線圈N的體積很大，而能量很足，產(chǎn)生磁力線密度眾多，在一定條件下，這感生電流將會以可見光的形式呈現(xiàn)(如行星的光環(huán)及極光)。而感生電流的本身也可感應(yīng)出另一個(gè)感生電流。從而形成波的效應(yīng)向外發(fā)送?？梢哉f這就是感變電動勢的倍率釋放法則在無線傳播中的具體表現(xiàn)。
附圖2(a)、2(b)、2(c)的實(shí)驗(yàn)是附圖1(a)實(shí)驗(yàn)的延續(xù)，是多個(gè)感生電動勢順方向上的串、并連及反向連接所產(chǎn)生的感生電流的多種效應(yīng)的反映。
圖2(a)上把線圈N、N1、N2并連(設(shè)電路內(nèi)阻省略不計(jì))只接一個(gè)檢流計(jì)W形成回路，當(dāng)把條形磁鐵S接觸疊片鐵芯F時(shí)，檢流計(jì)W1、W3指針擺動幅度基本一樣，這說明了多個(gè)等量的感生電動勢同方向疊加，因?yàn)楦猩妱觿輨菽懿蛔?，其產(chǎn)生的感生電流的強(qiáng)度也不變(疊加效應(yīng))。
圖2(b)上把線圈N、N1、N2串連只接一個(gè)檢流計(jì)W形成回路，當(dāng)把條形磁鐵S接觸疊片鐵芯F時(shí)，檢流計(jì)W的指針擺動幅度遠(yuǎn)大于檢流計(jì)W3指針的擺幅。這說明了當(dāng)多個(gè)感生電動勢的能量累加時(shí)，其產(chǎn)生的感生電流的強(qiáng)度也跟著增加(累加效應(yīng))。
圖2(c)上把線圈N、N1順極向與線圈N2反極向串接，只接一個(gè)檢流計(jì)W形成回路，當(dāng)把條形磁鐵S接觸疊片鐵芯F時(shí)，檢流計(jì)W的指針擺動稍小于檢流計(jì)W3指針的擺幅。這說明了當(dāng)一部分的感生電動勢方向接反了，必然抵消與其串接的同等量的感生電動勢，余下一部分的感生電動勢必然通過線圈N、N1、N2(內(nèi)阻增加)及檢流計(jì)W形成回路，產(chǎn)生感生電流(抵消效應(yīng))。
從圖1(a)、圖1(b)的實(shí)驗(yàn)上可以看到磁力線從零開始到從零閉合(及終結(jié))過程，磁力線在磁路上穿過多個(gè)線圈，就可感生多個(gè)感生電流，感變電動勢的累加效應(yīng)使不同匝數(shù)的線圈感變出不同勢能的感變電動勢(變壓)。再依據(jù)法拉第的理論“感生電流的本身也可感應(yīng)出另一個(gè)感生電流”。從而在固定的磁路作用下，感應(yīng)電流的線圈必然對原電流的線圈產(chǎn)生回感的作用。這就是感變電動勢倍率釋放法則在固定磁路上有線傳遞的具體表現(xiàn)。
在交變電磁場上，交流電一個(gè)周期內(nèi)電流方向有兩個(gè)變化，從而也感應(yīng)出交變的電動勢，產(chǎn)生交變的感應(yīng)電流。依據(jù)感應(yīng)電流的方向，交流電上半周的(原)電流所產(chǎn)生的感應(yīng)電流恰好與下半周的(原)電流時(shí)間上同步而電流方向相反，而下半周的感應(yīng)電流與下一周期的上半周的(原)電流時(shí)間上同步，而電流方向相反，感應(yīng)電流所產(chǎn)生的磁場作用，抵減了同等量的磁阻抗的形成，擴(kuò)大了原交變電流的增長。在固定的磁路上的多個(gè)線圈，在感變電動勢倍率釋放法則所形成的多個(gè)感應(yīng)交變電動勢，因?yàn)槠鋾r(shí)間及方向相同，在電流從負(fù)到正的自然法則下，產(chǎn)生的交變磁場效應(yīng)只有一個(gè)，同一時(shí)間內(nèi)與原交變磁場方向相反。本發(fā)明的焦點(diǎn)就在于使這感應(yīng)交變電動勢(或其中一線圈)產(chǎn)生與自然法則方向相反的感生電流，進(jìn)行自體電流回輸，其產(chǎn)生的交變磁場效應(yīng)在時(shí)間上與原交變磁場同步且方向相同，增加磁路內(nèi)的磁阻抗的形成，限制了原交變電流的增長。
依據(jù)物質(zhì)的運(yùn)動能產(chǎn)生電流的原理(見雙拳螺旋定則)及電流方向第二定律，感變交變電動勢在電容器的充、放電的作用下，使正向電子移動產(chǎn)生電流，該電流的方向，恰好與自然法則所產(chǎn)生的電流方向相反，而感應(yīng)電動勢的形成是先正后負(fù)，從而在容性電路上形成的電流超前電壓90°與原交變電流在時(shí)間上不同步。
應(yīng)用二極管當(dāng)負(fù)電子到達(dá)PN結(jié)時(shí)正向電子才導(dǎo)通的特性(或應(yīng)用電感推遲電流通過的原理)使正電子移動所產(chǎn)生的交變電流在時(shí)間上與交變原電流同步且方向相同，其產(chǎn)生的磁場效應(yīng)替代了交變原電流作功。
附圖5(a)是應(yīng)用自體電流回輸電路的實(shí)施圖，N是電感性負(fù)載的繞組如電磁鐵、電機(jī)、變壓器初級，F(xiàn)是鐵芯、N1是自體電流回輸?shù)睦@組、數(shù)字0表示N1的中點(diǎn)，也是感應(yīng)正、負(fù)電動勢的零點(diǎn)(零電位點(diǎn))，A、B點(diǎn)是N1的兩端，C是電容，E是雙向二極管(可用兩個(gè)二極管反向連接、兩個(gè)可控硅反向連接、雙向可控硅或電感按需要來替代)。把繞組N1、電容C、雙向二極管E串接成一閉合回路、形成自體電流回輸電路。其實(shí)質(zhì)是一個(gè)由電容限流的感應(yīng)電流跟隨電源電流同時(shí)、同向、同步變化的短路環(huán)。
其物理原理依據(jù)感應(yīng)電流的方向，推導(dǎo)出繞組N1的感應(yīng)電動勢與繞組N的交變電動勢同一時(shí)間、方向是相反的；依據(jù)雙拳螺旋定則、正電子的移動產(chǎn)生的感生電流，與自然法則下負(fù)電子的移動產(chǎn)生的感生電流方向是相反的，電容器兩端跟隨交變電動勢的方向變動進(jìn)行充、放電，從而正電子移動產(chǎn)生的感生電流也依循電流方向第二定律從繞組N1的零點(diǎn)開始從A(B)點(diǎn)流出、從(B)A點(diǎn)流回零終結(jié)。從而繞組內(nèi)的電流方向具同一性(A--O--B)；雙向二極管E是利用負(fù)電子抵達(dá)二極管PN結(jié)時(shí)，正向電子才導(dǎo)通的特性(用帶磁芯的電感代替時(shí)，應(yīng)用電感推遲電流通過的特性)，使正向電子移動在繞組N1內(nèi)產(chǎn)生的感生電流在時(shí)間上與繞組N內(nèi)的交變電流同步且方向相同、從而其產(chǎn)生的磁場效應(yīng)替代了繞組N內(nèi)的電流作功，在感變電動勢倍率釋放法則的作用下，繞組N繞組內(nèi)也產(chǎn)生了一個(gè)與輸入電源。同時(shí)，同電位(正對正、負(fù)對負(fù))，同步變化的回感電動勢、其效果就是電容C通過磁場把電源前一周期的電能儲存，再通過磁場把儲存的電能以回感同一電位，同步變化的電動勢方式，歸還于后一周期的電源上、與電源電動勢起了電動勢的疊加效應(yīng)、相當(dāng)于在電源上并聯(lián)了一臺小型交流發(fā)電機(jī)。
圖5(b)是在自體電流回輸電路中，加入電感性負(fù)載L(變壓器或放電效應(yīng)的光源)，使回輸電流不白白浪費(fèi)的實(shí)施圖。其物理依據(jù)為電容兩端電壓不能突變及電容限流的作用，在電感性負(fù)載L兩端的電壓也就是電容兩端的電壓，通過電感性負(fù)載L的電流也就是電容兩端的電流，當(dāng)電感性負(fù)載L為變壓器的次級時(shí)，電流通過變壓器初級，那么在變壓器的次級可以得到一個(gè)由變壓匝數(shù)比的交流電壓輸出。
圖5(c)是在自體電流回輸電路中，加設(shè)電容C1及開關(guān)K的實(shí)施圖，利用開關(guān)的通斷作用，瞬時(shí)改變回輸電路的電容量，從而改變自體電流回輸?shù)碾娏鳌?br> 用一個(gè)輸入電壓220V的舊型號CJ-10-40交流接觸器拆開，把繞組拆掉，用原線徑1/2截面積的漆包線在原線框上重繞與原匝數(shù)相同的兩個(gè)繞組，其中一繞組有一抽頭(140V電壓點(diǎn)、測試電壓與電容的關(guān)系)，再把接觸器重行組裝、進(jìn)行測試電—磁能量轉(zhuǎn)換過程(模擬電機(jī)、電磁鐵)時(shí)就應(yīng)用自體電流回輸電路的實(shí)驗(yàn)。附圖7(a)是實(shí)驗(yàn)圖，圖上N是接觸器的輸入繞組，F(xiàn)是接觸器的鐵芯，W、W1是500mA交流電流表，N1是接觸器的電流回輸繞組，C、C1是1.5μf無極向電容、E是雙向二極管，K、K1是開關(guān)，數(shù)字0是140V電位點(diǎn)，虛線連接表示另一組別測試。
當(dāng)把開關(guān)K閉合，接觸器吸合運(yùn)行，W表示接觸器輸入電流為120mA，計(jì)算輸入功率為26.4瓦、把K1閉合，自體電流回輸電路運(yùn)行，當(dāng)繞組N1兩端電壓為220V，電容C為1.5μf時(shí)，W1表示回輸電流為60mA；當(dāng)N1兩端電壓為140V、電容C為3μf時(shí)，W1表示回輸電流為120mA，相對兩組測試而W表同樣都表示接觸器輸入電流為40mA、計(jì)算接觸器輸入功率為8.8瓦，這實(shí)驗(yàn)說明了自體電流回輸電路所產(chǎn)生的磁場效應(yīng)替代了原電流作功，從而使這交流接觸器的運(yùn)行節(jié)省了2/3的用電量。從而也聯(lián)想到全國工廠應(yīng)用數(shù)量眾多的電磁鐵類產(chǎn)品及電機(jī)，人們生活上應(yīng)用的空調(diào)、冷柜、洗衣機(jī)、風(fēng)扇、抽風(fēng)機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)都裝置自體電流回輸電路，那么所節(jié)省的電度數(shù)將是一個(gè)天文數(shù)字。
圖6(b)上虛線方框內(nèi)是圖6(a)的交流接觸器，方框外是一臺1∶1的電源隔離變壓器，N是變壓器的輸入繞組，N1是變壓器輸出繞組，R是標(biāo)稱230V15瓦燈泡，W、W1是500mA電流表，K、K1、K2、K3是開關(guān)，把變壓器N1繞組輸出作為電源與接觸器輸入連接，測試自體電流回輸電路對電源的影響及回感同一方向的電動勢的效應(yīng)，連接方法如圖6(b)所示。
當(dāng)把開關(guān)K閉合，W表示變壓器的空載電流為200mA，折算功率為44瓦，再把開關(guān)K1閉合，接觸器吸合運(yùn)行，W表示變壓器負(fù)載輸入電流為295mA，折算輸入功率為64.9瓦，接著又把開關(guān)K2閉合，自體電流回輸電路投入運(yùn)行，從而W表示變壓器現(xiàn)時(shí)的輸入電流為220mA，折算輸入功率為48.4瓦，最后把K3閉合，燈泡發(fā)亮。串在燈泡回路的W1表示燈泡所耗的電流為60mA，折算功率為13.2瓦，而W表示因燈泡的加入，變壓器現(xiàn)時(shí)輸入電流245mA，折算功率為53.9瓦，燈泡只耗用電源25mA電流，折算功率5.5瓦，而35mA電流產(chǎn)生的功率7.5瓦則由交流接觸器產(chǎn)生的回感同一方向電動勢并聯(lián)于電源的交流發(fā)電機(jī)效應(yīng)提供。如果自體電流回輸電路能廣泛應(yīng)用于電機(jī)、電磁鐵、變壓器上，其產(chǎn)生回感作用的并聯(lián)于電源兩端的小型交流發(fā)電機(jī)效應(yīng)，將為供電線路增加的電度又是一個(gè)天文數(shù)字。
圖6(c)上是由三個(gè)匝數(shù)相同的繞組構(gòu)成的電源變壓器，圖上F為變壓器鐵芯，N為輸入繞組，兩端串有交流電流表W，開關(guān)K與電源連接，N1繞組串交流電流表W1開關(guān)K1，雙向二極管E、電容C構(gòu)成自體電流回輸電路；N2是電源輸出繞組通過開關(guān)K2、交流電流表W3接一臺單相列相式電機(jī)P。
當(dāng)把開關(guān)K閉合，變壓器空載運(yùn)行，W表示變壓器的空載輸入電流為250mA，再把K1閉合，自體電流回輸電路運(yùn)行，當(dāng)C為1.5μf時(shí)，W1表示回輸電流為120mA，而W表示輸入電流為160mA；當(dāng)C為3μf時(shí)，W1表示回輸電流為200mA，而W表示輸入電流為120mA，當(dāng)C為3.5μf時(shí)，W1表示回輸電流為220mA，W表示輸入電流為105mA；當(dāng)C為4μf時(shí)，W1表示回輸電流為250mA，W表示輸入電流仍然是105mA。說明了這臺變壓器因?yàn)檠b置了自體電流回輸電路，本身功率損耗從55瓦降為23瓦，從而節(jié)省了1/2以上的電耗。因此聯(lián)想到全國大大小小日夜運(yùn)行的電力變壓器裝上自體電流回輸電路，那么節(jié)省的電度也都會是一個(gè)天文數(shù)字?，F(xiàn)繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，把K及K1打開，把K2閉合；把K閉合時(shí)，電動機(jī)P運(yùn)行，W表示變壓器負(fù)載電流為2.4A，W2表示電動機(jī)運(yùn)行電流為2.2A；加大回輸電路C的電容量把K1閉合，當(dāng)W1表示回輸電流為1.35A時(shí)，W表示輸入電流為500mA(鉗表測量)；當(dāng)W1表示回輸電流為1.65A時(shí)，W表示輸入電流為390mA(鉗表測量)；當(dāng)W1表示回輸電流為2.2A時(shí)，W表示輸入電流為220mA(鉗表測量)；當(dāng)W1表示回輸電流大于2.4A時(shí)，W表示輸入電流為105mA(鉗表測量)；折算這臺變壓器負(fù)載輸入功率為23瓦，電動機(jī)耗用的功率為484瓦，應(yīng)用功率大于輸入功率的的21倍。假如依圖5(b)在回輸電路中再加進(jìn)一臺變壓器讓回輸電流通過變壓器的初級，那么回輸電流，不單通過磁場把電源上周期的電能508瓦能量以回感電動勢方式歸還于下一周期的電源上，更在電路內(nèi)的變壓器次級輸出不低于450瓦功率的電能，顯示了電能感變的威力。
在上述實(shí)驗(yàn)中，其物理性質(zhì)N產(chǎn)生的磁力線在感變電動勢倍率釋放法則下，在N1、N2上感應(yīng)出同一方向、同一勢能的感生電動勢，N1的感生電動勢，在依據(jù)三個(gè)電流方向原理而組建的電路里，產(chǎn)生與N同時(shí)、同向、同步變化的感性電流，其形成的磁力線與N的磁力線方向相同，起了替代N磁力線作功的作用，而N2的負(fù)載為電感性負(fù)載，其電流與N1的電流性質(zhì)一樣而方向相反，電流變化在時(shí)間上同步，從而N1與N2的電流產(chǎn)生的磁力線方向相反起了相互抵消的作用，當(dāng)N1的電流大于N2的電流時(shí)，在磁路內(nèi)就不存在N2的反向磁力線影響下一周期的電源電流在N內(nèi)的變化。
在交變電磁場上，感應(yīng)電流在任何時(shí)間都和交變原電流方向都是相反的，故此現(xiàn)有理論及現(xiàn)有技術(shù)不能做到應(yīng)用一交流繞組來調(diào)控另一繞組的交流電流輸出的大、小，只能采用有空氣隙的電抗器，用螺桿來移動鐵芯，改變電抗器的空氣隙的距離，或用螺桿改變初、次級線圈距離，改變初、次級線圈的耦合程度來改變輸出電流的大、小。這些方法因存在可動部分及受電磁力的影響、存在嘈音大及輸出電流不穩(wěn)定的缺點(diǎn)。
圖7(a)圖上是一個(gè)交流電抗器，F(xiàn)是閉合磁路的鐵芯，N是電抗繞組L，N1是電流回輸繞組(匝數(shù)是N的10倍以上)、K是轉(zhuǎn)換開關(guān)，C是電容，E是雙向可控硅。
交變電流通過線圈N時(shí)，在線圈N1產(chǎn)生感應(yīng)交變電動勢，開關(guān)K在1點(diǎn)接通，線圈N1產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向與線圈N的交變電流方向相反，從而相反方向的磁力線相互抵消，導(dǎo)致通過線圈N的電流因電抗減少而電流增大；改變雙向可控硅E的導(dǎo)通角來改變線圈N1的短路電壓，就可調(diào)控通過線圈N的電流增大的幅度。當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)K轉(zhuǎn)換在2點(diǎn)接通，那么在電路內(nèi)增加了電容器，線圈N1產(chǎn)生感生電流的方向與線圈N的交變電流方向相同，增多同一方向的磁力線的作用使電抗增大，促使通過線圈N的電流減少；改變E的導(dǎo)通角來改變線圈N1的短路電壓，就可調(diào)控通過線圈N的交變電流減少的幅度。
圖7(b)上圖是應(yīng)用二個(gè)通電線圈產(chǎn)生磁場作用的交流電抗器圖上F是閉合磁路的鐵芯，N是粗導(dǎo)線。匝數(shù)少的繞組，也是電抗繞組L，線圈N1是細(xì)導(dǎo)線，匝數(shù)多的繞組，線圈N1一端接連動開關(guān)1、3觸點(diǎn)，另一端串雙向可控硅E及電容C接連動開關(guān)2、4觸點(diǎn)，通過連動開關(guān)K、K1與電源連接。
當(dāng)電源從開關(guān)K、K1在N1兩端1、4觸點(diǎn)輸入時(shí)，假設(shè)N1的電流方向與通過N的電流方向相同，將形成同一方向的磁力線增加，導(dǎo)致電抗值的增大，空載時(shí)，在電壓超前電流90°，感應(yīng)電動勢滯后90°的物理性質(zhì)下，N1產(chǎn)生的感應(yīng)交變電動勢與通過N的交變電動勢起到同一方向電動勢的累加效應(yīng)；在C限流及E限壓的作用下，N1的電壓越高，感應(yīng)電動勢跟著升高，產(chǎn)生的電流越大、電抗值也跟著增加。從而形成N的高電壓供小電流輸出效應(yīng)；扳動開關(guān)K、K1使電源從N1的2、3觸點(diǎn)輸入，改變電源輸入N1的方向，從而N1的電流方向與通過N的電流方向相反，相反方向的磁力線抵消作用促使電抗值的減少；N1產(chǎn)生的感應(yīng)交變電動勢與通過N的交變電動勢起了相反方向電動勢的抵減作用，形成N的低電壓供大電流輸出效應(yīng)。扳動連動開關(guān)K1進(jìn)行輸出電流的粗調(diào)整，旋轉(zhuǎn)電位器改變雙向可控硅的導(dǎo)通角、就可進(jìn)行輸出電流的細(xì)調(diào)整。
附圖7(c)上F是閉合磁路的電抗器鐵芯，N是匝數(shù)少，線徑粗的電抗繞組(L)，N1是匝數(shù)多線徑細(xì)的電流回輸繞組(也是磁放大繞組)，與電容器C、雙向二極管組成一閉合電路，N2是安全電壓電流輸入繞組、N2一端接連動開關(guān)1、3觸點(diǎn)，另一端串雙向可控硅E1接2、4觸點(diǎn)，安全電壓電源通過開關(guān)K、K1在N2兩端1、4觸點(diǎn)輸入時(shí)、無論N2的電流輸入方向怎樣變動，N1的感應(yīng)電動勢在電容C及雙向二極管的作用下、N1的感生電流的方向任何時(shí)刻都跟隨N2的電流方向，同一方向、同步變化、在N1與N2的匝數(shù)比率下，匝數(shù)多的N1就起了磁放大的作用，匝數(shù)比率越高，磁放大的作用越強(qiáng)；假設(shè)N1的電流方向與通過N的電流方向相同，那么同一方向的磁力線增加，將使電抗值的增加、促使通過N的電流減少；扳動連動開關(guān)K、K1使低電壓電源從N2的2、3觸點(diǎn)輸入、改變電源輸入N2的方向，從而N1的感生電流的方向也跟隨N2的電流方向改變與通過N的電流方向相反，相反方向的磁力線的抵減作用使電抗值減少，將使通過N的電流增大。扳動連動開關(guān)K、K1可進(jìn)行輸出電流的粗調(diào)整，旋動電位器改變雙向可控硅的導(dǎo)通角、調(diào)整輸入N2的電壓就可進(jìn)行輸出電流的細(xì)調(diào)整。(為使電路更簡單，E1可使用二個(gè)可控硅反向連接替代、兩可控硅控制極串一電位器連通，形成無觸發(fā)電路的可控硅交流調(diào)壓)。
應(yīng)用新的理論組建的如上述附圖7(a)、(b)、(c)的交流電抗器，因采用無空氣隙的鐵芯消除了電磁力所產(chǎn)生的震動、保證了輸出電流的穩(wěn)定，又做到了輸出電流寬廣的無級調(diào)整，從而成為唯一的應(yīng)用交流電流來調(diào)控輸出電流、且具有無嘈音、無級、可調(diào)優(yōu)勢的交流電抗器。其更重要的意義是闡明了電流與磁場的方向關(guān)系、及所產(chǎn)生的效應(yīng)、將導(dǎo)致基礎(chǔ)物理、電磁感應(yīng)理論中，自感、互感現(xiàn)象的有關(guān)電動勢的方向、電流的方向理論的修正。因?yàn)樽愿须妱觿?滯后電流90°)與原電動勢方向相反的話，形成不了電動勢的累加效應(yīng)，不能產(chǎn)生磁場作用來阻礙電流的變化，就沒有自感現(xiàn)象的出現(xiàn)；相鄰兩線圈出現(xiàn)磁排斥力的作用，必然是通過兩線圈的電流方向相反；相鄰兩線圈出現(xiàn)磁吸引力的作用，必然是通過兩線圈的電流方向相同。
附圖8是一臺同體式弧焊變壓器的例圖，它的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是將分體式弧焊變壓器中的交流電抗器疊加在變壓器上構(gòu)成一個(gè)整體，變壓器和電抗器共用一個(gè)磁軛。圖上F是由電抗器、變壓器鐵芯合成一整體鐵芯，N是比常規(guī)匝數(shù)少的變壓器初級繞組，N1是電流回輸繞組與電容C、雙向二極管E形成的一閉合電路、旁列電容C1和繼電器G、N2是電流輸出繞組(變壓器次級)、N3是電抗器的電抗繞組，N4是電抗器的調(diào)控輸出電流的繞組與電容C2、雙向可控硅E1形成一閉合電路。
其原理當(dāng)電源輸入N時(shí)，因N匝數(shù)比常規(guī)少(內(nèi)阻減少)，從而擴(kuò)大了變壓器的容量、其空載輸入電流也必然超出規(guī)范要求，而N1的感應(yīng)電動勢在C、E作用下產(chǎn)生的感生電流與N的電流方向相同。其磁場作用，替代N作功并限制N的電流增長，從而N的空載輸入電流低于規(guī)范要求；N1與N2的感應(yīng)電動勢方向相同，而電流方向相反，當(dāng)N2負(fù)載時(shí)產(chǎn)生電流導(dǎo)致繼電器作用使電容C1并入N1的電路內(nèi)，增大了N1的回輸電流，N1產(chǎn)生的磁力線與N2的磁力線方向相反，部分抵減了N2的磁力線對N起的作用后才影響到N的負(fù)載輸入電流；N2與N3的連接采用反向連接、在電抗器與變壓器的公共磁軛上N2產(chǎn)生的磁力線與N3產(chǎn)生的磁力線方向相反從而保證公共磁軛不出現(xiàn)過飽和現(xiàn)象；當(dāng)N2通過N3負(fù)載時(shí)，在N3產(chǎn)生電抗壓降使N4產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，在C2和E1的作用下，產(chǎn)生的感生電流與通過N3的電流方向相同，改變E1的導(dǎo)通角就可調(diào)整輸出電流的從大到小變化(同一方向的磁力線增加)。
電抗器上的磁力線一小部分通過變壓器兩側(cè)閉合，與N的磁力線同一方向起了促使變壓器初級電流降低，提高了變壓器的效率。
在感變電動勢倍率釋放法則下，N1、N2兩個(gè)同方向的感應(yīng)電動勢，產(chǎn)生不同方向的電流、方向相反的磁力線相互抵消作用，使N的輸入電流減少達(dá)到了輸出功率近似或大于輸入功率的現(xiàn)象，從而誕生了具有簡單、省材、省電的新一代弧焊電源；如在輸出端接上整流元件再進(jìn)行直流輸出，依據(jù)以上原理也可組建在交流級調(diào)控直流輸出電流的大、小的電解、電鍍電源。
權(quán)利要求
1.一種自體電流回輸電路，包括電感性負(fù)載(N)、鐵芯(F)，其特征在于由自體電流回輸繞組(N1)、電容(C)、雙向二極管(E)串接成一閉合回路而形成自體電流回輸電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自體電流回輸電路，其特征在于所述雙向二極管(E)為兩個(gè)二極管反向連接、兩個(gè)可控硅反向連接、雙向可控硅或電感。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自體電流回輸電路，其特征在于所述電感性負(fù)載(N)的繞組為電磁鐵、電機(jī)或變壓器初級。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自體電流回輸電路，其特征在于所述閉合電路里加入有開關(guān)及電容器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自體電流回輸電路，其特征在于所述電感性負(fù)載(N)的繞組為交流電抗器的電抗繞組(L)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自體電流回輸電路，其特征在于所述閉合回路加入電感性負(fù)載。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種在交變電磁場上感生電流與原電流同一方向且同步變化、其磁場作用替代了原電流作功的電流回輸電路。本發(fā)明包括電感性負(fù)載、鐵芯，由自體電流回輸繞組、電容、雙向二極管串接成一閉合回路而形成自體電流回輸電路。本發(fā)明應(yīng)用一繞組產(chǎn)生感應(yīng)電動勢一電容使感應(yīng)電動勢產(chǎn)生與感應(yīng)電流方向相反的感生電流，一雙向二極管推遲感生電流啟動的時(shí)間，三者構(gòu)成一閉合電路，在交變電磁場上感生電流與原電流同一方向且同步變化，其磁場作用替代了原電流作功，從而減少了輸入電流，可廣泛應(yīng)用于電磁鐵、電機(jī)、變壓器產(chǎn)品上，介入逆變、變頻、開關(guān)、電腦等領(lǐng)域，為人們提供一個(gè)可移動、可循環(huán)且環(huán)保的理想能源，大大提高了產(chǎn)品的功率因數(shù)及效率，節(jié)省電能。
文檔編號H02K5/00GK1595768SQ20041002787
公開日2005年3月16日 申請日期2004年7月5日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月5日
發(fā)明者陳章泰 申請人:陳章泰