專利名稱:萬(wàn)用電流加工機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種專門用于對(duì)電路中原來(lái)的電流形式進(jìn)行加工轉(zhuǎn)換的裝置。
我國(guó)電能源十分緊張,節(jié)約用電人人有責(zé),更新和改造舊設(shè)備,開發(fā)節(jié)省能源、節(jié)省材料、降低成本和自然消耗的新產(chǎn)品,是目前和將來(lái)采取的重要措施。
本發(fā)明的目的在于提供一種專門對(duì)電路中原來(lái)的電流形式進(jìn)行加工轉(zhuǎn)換的萬(wàn)用電流加工機(jī)。
該機(jī)能對(duì)380V以上高壓220V以下的低壓和36V以下電路中的電流形式進(jìn)行大功率整流、交流、正負(fù)值脈沖,以及改變?cè)娏鞯念l率和原頻率狀況的圖象。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的在一個(gè)固定的殼體中放著一個(gè)可以旋轉(zhuǎn)的圓軸,軸的一端伸出殼體的一側(cè),可以與外面的機(jī)械用任何方式連接(如連軸或齒輪)另一端則固定安裝在對(duì)稱一側(cè)的殼體上并能轉(zhuǎn)動(dòng),軸上套著一個(gè)圓管形絕緣體,絕緣體的外面套著兩個(gè)銅套體,這兩個(gè)銅套體是由一根銅管割成兩端是整圓,中間是兩個(gè)半圓對(duì)稱交臂并相互絕緣(注在實(shí)際生產(chǎn)中為了改變轉(zhuǎn)速銅套體的半圓會(huì)分很多半)這兩個(gè)銅套體經(jīng)絕緣體牢牢固定在軸上形成轉(zhuǎn)子,殼體相當(dāng)于定子。有兩個(gè)電刷分別安裝在與兩個(gè)銅套體整圓位置相對(duì)的殼體上,還有兩個(gè)電刷分別安裝在兩個(gè)銅套體半圓的中間與殼體相對(duì)的位置上。這四個(gè)電刷的一端分別與銅套體接觸并能滑動(dòng),另一端分別與殼體絕緣固定,通過(guò)導(dǎo)線與外面的電路和用電器連接。把電路中的兩根導(dǎo)線分別與兩銅套體整圓位置的電刷連接,把用電器與放置在銅套體半圓位置的兩個(gè)電刷用導(dǎo)線連接。工作時(shí)用外面的動(dòng)力機(jī)械給伸出殼體的軸加一定的旋轉(zhuǎn)力,單位時(shí)間旋轉(zhuǎn)的頻率,決定了通過(guò)用電器的電流形式、頻率和頻率狀況的圖象。使用中,根據(jù)原電路中電流的形式,分別采用相應(yīng)的動(dòng)力機(jī)械控制轉(zhuǎn)子的速度和改變接線方法,那么用電器就獲得相應(yīng)的直流電、交流電,正負(fù)脈沖電流和改變電流的頻率、頻率狀況的圖象。
本發(fā)明的工作原理具體結(jié)構(gòu)和使用方法由以下實(shí)施例結(jié)合附圖將做進(jìn)一步的說(shuō)明。
圖1圖2圖3圖4圖5是本機(jī)在交流電路中整流的工作原理圖,也是直流電路中變交電流的工作原理圖。
圖6圖7是本機(jī)在交流電路和直流電路是加工轉(zhuǎn)換正負(fù)值脈沖電流和改變電流的頻率的工作原理圖。因電流形式和頻率的改變均可反映出該頻率狀況的圖象也隨著改變,所以不在有圖象的附圖。
下面采用原理結(jié)構(gòu)圖加以分析說(shuō)明。見說(shuō)明書附圖。圖1、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6、圖7。圖中符號(hào)A、B、C、D是四個(gè)電刷,E、F分別是一頭是整圓,一頭是半圓的銅套體,G絕緣圓套體H軸、↑指機(jī)械力的旋轉(zhuǎn)方向,N是框形機(jī)殼,L、L1、L2小電燈,S路線,K K1K2連接電刷和小電燈的導(dǎo)線。
說(shuō)明書附圖所示,在一個(gè)框形殼體N中,放著一個(gè)可以旋轉(zhuǎn)的圓軸H,軸的一端可以與外機(jī)械連接,軸H上套著一個(gè)圓筒形絕緣體G,絕緣體G外套著兩個(gè)圓筒形銅套體E、F,E、F的兩端分別是一端是整圓,一端是半圓。銅套體E、F的兩半圓分別在里對(duì)稱、交臂、相互絕緣,兩整圓端分別在外。當(dāng)軸H旋轉(zhuǎn)時(shí)帶動(dòng)絕緣體G,銅套體E和銅套體F,隨絕緣體G一起轉(zhuǎn)動(dòng)。A、B、C、D是四個(gè)固定在殼體N上不動(dòng)的電刷。電刷與殼體相互絕緣,并與外電路相連。S是電路中的兩根導(dǎo)線,分別接電刷A、B。小電燈L由導(dǎo)線K與電刷C和電刷D連接。小電燈L1由導(dǎo)線K1連接,小電燈L2由導(dǎo)線K2連接。
(一)見說(shuō)明書附圖1,當(dāng)電路S中是交流電源時(shí),指定電刷A輸入的是交流電的火線,電刷B是交流電的零線,給軸H沿箭頭所指方向,加一個(gè)跟電路頻率同步的旋轉(zhuǎn)機(jī)械力。指定在銅套體E和銅套體F的兩條邊縫分別是電刷C和電刷D相處的位置時(shí),正好也是交流電電流方向轉(zhuǎn)換的中性區(qū)。見圖1。電路S中無(wú)電流通過(guò),與導(dǎo)線K連接的小燈L不亮。因?yàn)樵诮涣麟姷拿總€(gè)頻率中,電流的方向要變化兩次,所以跟電路電流頻率同步的旋轉(zhuǎn)機(jī)械力也旋轉(zhuǎn)一周。當(dāng)軸H沿箭頭所指方向旋轉(zhuǎn)時(shí),電刷C和電刷D與銅套體E和銅套體F相處的位置發(fā)生了變化。電刷C開始與銅套體E接通,電刷D與銅套體F接通,這時(shí)電路S中開始有電流通過(guò)。見圖2,假如此時(shí)交流電路S火線中輸入的是正值。A電刷把正值電流輸給銅套體E,E又把正值電流輸給電刷C,電刷C又經(jīng)導(dǎo)線K輸給小電燈L。與此同時(shí),零線通過(guò)電刷B與銅套體F接通,銅套體F又與電刷D接通。這時(shí)電刷C與電刷D經(jīng)導(dǎo)線K,通過(guò)小電燈L成為閉合電路。這時(shí)導(dǎo)線K中有電流通過(guò)小電燈L亮了,這時(shí)電刷C是正電位,電刷D是負(fù)電位,當(dāng)軸H繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)至銅套體E和銅套體F的兩條邊縫與電刷C和電刷D的位置相對(duì)時(shí),這時(shí)交流電路S中沒有電流,電流的方向也到了轉(zhuǎn)換的中性區(qū)域。電路S中沒有電流通過(guò),導(dǎo)線K中也沒有通過(guò),小電燈L不亮。見圖3。讓軸H繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng),銅套體E和銅套體F的兩條邊縫分別離開電刷C和電刷D而去。電刷A通過(guò)銅套體E與電刷D接通;電刷B通過(guò)銅套體F與電刷C接通。見圖4。電路S中的火線和零線經(jīng)過(guò)電刷C和電刷D又通過(guò)導(dǎo)線K和小電燈L組成閉合電路。這時(shí)電路S火線中的電流是負(fù)值,電流的方向指向發(fā)電廠的發(fā)電機(jī),發(fā)電機(jī)吸收能量。使與火線組成閉合電路的零線導(dǎo)體中的電子被動(dòng)的感應(yīng)成電流服從電路中電流的方向。這樣相當(dāng)于電流是從零線中流向火線。因此電刷B把被動(dòng)電流輸給銅套體F,經(jīng)F又輸給電刷C。電刷C中的電流經(jīng)導(dǎo)線K通過(guò)小電燈L再經(jīng)電刷D。由電刷D經(jīng)銅套體E傳給電刷A由火線輸向發(fā)電機(jī)。導(dǎo)線K中有電流通過(guò)小電燈L,小電燈L亮了。這時(shí)電刷C輸出電流。顯正電位,電刷D輸入電流顯負(fù)電位。雖然電路S中火線的正負(fù)值的電流方向發(fā)生了改變。但是由于同步的機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)使得電刷C和電刷D分別與銅套體E和銅套體F的接觸位置發(fā)生了根本的改變。這樣電刷C和電刷D的極性和原來(lái)沒變。再讓軸H轉(zhuǎn)動(dòng)下去,銅套體E和銅套體F與電刷C和電刷D的位置又回到了原來(lái)的位置。見圖5。
由此可知,當(dāng)電路S中的電流方向不停地變化時(shí),由于與電流頻率同步的機(jī)械力帶動(dòng)軸H,使銅套體E、F與電刷C、D相處的位置也不停地變化,因此電刷C始終是正電位,電刷D始終是負(fù)電位。負(fù)載從兩電刷上得到的是恒定方向的電壓和電流。電路中的交流電經(jīng)過(guò)銅套體和電刷整流后,便成了為負(fù)載提供的直流電電源。這就是萬(wàn)用電流加工機(jī)整流的工作原理。
(二)當(dāng)電路S中通過(guò)的是直流電時(shí),電刷A、B分別是直流電的正負(fù)極。指定電刷A是直流電的正極,電刷B是直流電的負(fù)極。電刷A把正電經(jīng)銅套體E傳給電刷C。電刷B把負(fù)電經(jīng)銅套體F傳給電刷D電刷C的電流又經(jīng)導(dǎo)線K通過(guò)小電燈L流向電刷D。這時(shí)電路S中的正電經(jīng)電刷A、銅套體E、電刷C、導(dǎo)線K通過(guò)小電燈L再經(jīng)導(dǎo)線K、電刷D、銅套體F、電刷B流向負(fù)極。此時(shí)小電燈L中有電流通過(guò),小電燈L亮了。見圖2。外機(jī)械給軸H加一個(gè)如箭頭所指方向旋轉(zhuǎn)的力,軸H帶著銅套體E、銅套體F沿箭頭所指方向旋轉(zhuǎn),這時(shí)銅套體E、F與電刷C、D相處的位置也在變化。當(dāng)銅套體E和銅套體F的一條邊縫移至電刷C時(shí),另一條邊縫也移至電刷D。銅套體E與電刷C斷路,銅套體F與電刷D斷路。見圖3。此時(shí),導(dǎo)線K中沒有電流,小電燈L中無(wú)電流通過(guò),小電燈L不亮。讓軸H繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng),銅套體E與電刷D接通,銅套體F與電刷C接通。見圖4。這時(shí)銅套體E帶的還是正電,銅套體F帶的還是負(fù)電。銅套體E把正電流又傳給電刷D,銅套體F又把負(fù)電流傳給電刷C。這時(shí)電路S中的電流經(jīng)電刷D通過(guò)導(dǎo)線K和小電燈L流向電刷C。此時(shí)導(dǎo)線K中有電流通過(guò),小電燈L又亮了。雖然這時(shí),直流電路S分別輸入銅套體E、F的電流極性沒變,但是,由于外加機(jī)械旋轉(zhuǎn)力使銅套體E、F與電刷C、D相處的位置發(fā)生了變化。結(jié)果使電刷C和電刷D引出的極性變了。使輸出導(dǎo)線K和負(fù)載小電燈L中的電流方向也變成與原來(lái)相反的方向。電刷C、D和負(fù)載小電燈L中的電流方向又變化了一次。當(dāng)軸H繼續(xù)旋轉(zhuǎn)至銅套體E、F分別離開電刷C、D,銅套體E、F的兩條邊縫又分別與電刷C、D的位置相處時(shí),E、F和C、D被斷路,導(dǎo)線K中沒有電流通過(guò),小電燈L滅了。見圖1。軸H繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng),銅套體E和銅套體F的兩條邊縫分別離開電刷C、D。銅套體E又與電刷C接觸,銅套體F又與電刷D接觸。見圖2。電路S中的直流電,又經(jīng)過(guò)電刷C通過(guò)導(dǎo)線K和小電燈L流向電刷D。此時(shí)導(dǎo)線K中又有了電流,小電燈又亮了。只是通過(guò)負(fù)載小電燈L的電流方向又變化了一次。
由此可知,當(dāng)軸H繼續(xù)不停地轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),雖然電路S讓電刷A、B分別輸給銅套體E、F的極性沒變,但是兩銅套體與兩電刷C、D相處的位置也不停地變化,使電刷C、D的極性和負(fù)載中電流的方向,隨著軸H旋轉(zhuǎn)的周期變化,軸H每旋轉(zhuǎn)一周,電刷C、D的極性和負(fù)載中電流的方向改變兩次。這就是萬(wàn)用電流加工機(jī)使直流電變交流電的工作原理。
(三)如圖6、圖7所示,當(dāng)電路S中的電流是交流電時(shí),電路S的火線接電刷A,零線由一根導(dǎo)線K1經(jīng)小電燈L1接電刷C;由另一根導(dǎo)線K2經(jīng)另一小電燈L2接電刷D。給軸H沿箭頭所指方向加一個(gè)與電路S中電流頻率同步的機(jī)械力。在軸H的旋轉(zhuǎn)中,指定銅套體E、F的兩條邊縫分別與電刷C、D的位置相處時(shí)正好是電路S中電流方向轉(zhuǎn)換的中性區(qū)。由萬(wàn)用電流加工機(jī)整流的工作原理可知,當(dāng)電路S中的電流方向不停地變化時(shí),由于與電路電流頻率同步的機(jī)械力,帶動(dòng)軸H,使銅套體E、F分別與電刷C、D相處的位置也不停地變化,因此,電刷C和電刷D始終分別是正電位或負(fù)電位。負(fù)載從兩電刷上得到的是恒定方向的電壓和電流。只是這里負(fù)載的接線不同于整流時(shí)的接線,使得通過(guò)負(fù)載L1和L2的電流方向不同,通過(guò)的時(shí)間有著半個(gè)周期之差,電流的形式是間斷的正或負(fù)值脈沖電流。因此它們的圖象也都不同于直流電或交流電的圖象。這樣負(fù)載L1和L2分別從電刷C和電刷D中得到的是不同極性的脈沖電流,這就是將交流電加工正、負(fù)值脈沖電流工作原理。
(四)如圖6圖7所示,當(dāng)電路S中的電流是直流電時(shí),把正極與電刷A接通。電刷C經(jīng)導(dǎo)線K1和小電燈L1接電路S負(fù)極,電刷D經(jīng)導(dǎo)線K2和小電燈L2也接電路負(fù)極,給軸H加任何機(jī)械力延箭頭所指方向轉(zhuǎn)動(dòng),這時(shí),電刷C、D輸給負(fù)載小電燈L1L2的電流分別就是任何頻率的正值脈沖電流。這就是萬(wàn)用電流加工機(jī)將直流電加工成正值脈沖電流的工作原理。
萬(wàn)用電流加工機(jī)與現(xiàn)有技術(shù)相比所具有的優(yōu)點(diǎn)或者積極效果1、萬(wàn)用電流加工機(jī)能夠代替交流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)直流發(fā)電機(jī)發(fā)電的設(shè)備。并在外型尺寸和重量上都比原設(shè)備縮小和降低了幾十倍或幾百倍以上,制作上比原設(shè)備具有容易制作,節(jié)省材料,節(jié)省能源,節(jié)省設(shè)備,節(jié)省時(shí)間,還便于使用維修。
2、萬(wàn)用電流加工機(jī)能夠擔(dān)負(fù)大功率硅元件的工作,還能勝任硅元件工作范圍以外的高電壓、大電流等。制作上比硅整流元件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制作技術(shù)要求低,容易制作,使用上具有經(jīng)濟(jì)、接線簡(jiǎn)單,使用、維修方便等特點(diǎn)。
3、在有交流電的地方,萬(wàn)用電流加工機(jī)可為用戶提供方便的380V以上的高壓、220V以下的低壓和36V以下的安全電壓的直流電。
4、在有交流電的地方,萬(wàn)用電流加工機(jī)可為用戶提供方便的正值和負(fù)值脈沖電流,使用本機(jī)的聯(lián)合配套設(shè)備能無(wú)極調(diào)節(jié)正值和負(fù)值脈沖中的頻率和改變電流中的圖象等。
5、本機(jī)能為同步發(fā)電機(jī)實(shí)現(xiàn)自身勵(lì)磁。
6、本機(jī)的聯(lián)合配套設(shè)備能夠滿足同步電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁用電,還能為同步電機(jī)和異步電機(jī)這兩種電機(jī)無(wú)極調(diào)節(jié)電路電流頻率來(lái)改變這兩種電機(jī)的調(diào)速性能。
7、本機(jī)的特點(diǎn)技術(shù)獨(dú)特,設(shè)計(jì)新穎,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,堅(jiān)固耐用,體積小,重量輕,效率高,比現(xiàn)有技術(shù)節(jié)省材料,節(jié)省能源,容易制作,功率大,電壓寬、電流寬,使用維修方便,經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。一機(jī)多用等優(yōu)點(diǎn)。
本人認(rèn)為實(shí)現(xiàn)本機(jī),應(yīng)該先從直流電的應(yīng)用入手,因?yàn)槲以靡粋€(gè)220V30瓦異步微電機(jī)與一個(gè)12V10瓦直流微電機(jī)負(fù)同一重載工作。結(jié)果是30瓦異步微電機(jī)負(fù)載工作非常吃力,不能達(dá)到正常速度。而10瓦直流微電機(jī)則顯得輕松自如、運(yùn)轉(zhuǎn)良好。30瓦不及10瓦。通過(guò)這兩個(gè)數(shù)字的比較可以看出,對(duì)一個(gè)發(fā)展中的大國(guó)來(lái)說(shuō),都應(yīng)用異步電機(jī)比都應(yīng)用直流電機(jī),每年浪費(fèi)的能源有多少,價(jià)值又是多少,若能將這部分能源節(jié)省下來(lái),讓其應(yīng)用到生產(chǎn)建設(shè)中去,那么每年為社會(huì)創(chuàng)造的精神物質(zhì)文明和經(jīng)濟(jì)效益遠(yuǎn)遠(yuǎn)地超過(guò)了節(jié)省的能源價(jià)值的本身。
因此,本人做了如下設(shè)想1、把萬(wàn)用電流加工機(jī)與變壓器配套,為用戶直接提供方便的直流電源,能改變交流電的性能和增加變壓器的功能。
2、把本機(jī)與直流電動(dòng)機(jī)直接配套。配套后的直流電動(dòng)機(jī),能夠方便的使用交流電和直流電工作,將使直流電動(dòng)機(jī)在使用和地位上出現(xiàn)明顯改觀。比現(xiàn)代交流異步電動(dòng)機(jī)具有調(diào)速優(yōu)越、使用方便、節(jié)省能源,工作可靠等優(yōu)點(diǎn)。還能增加直流電機(jī)在市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)力。
3、把本機(jī)與同步發(fā)電機(jī)配套,能實(shí)現(xiàn)同步發(fā)電機(jī)自身供給勵(lì)磁電流和控制發(fā)電機(jī)周圍的設(shè)備的用電。
4、把本機(jī)與同步電動(dòng)機(jī)和異步電動(dòng)機(jī)配套,本機(jī)能為同步電動(dòng)機(jī)提供勵(lì)磁電流,能為這兩種交流電機(jī)無(wú)極調(diào)速,提高這兩種電機(jī)在市場(chǎng)上和使用上的檔次,提高競(jìng)爭(zhēng)力。
5、萬(wàn)用電流加工機(jī),可以單獨(dú)投放市場(chǎng),讓其在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中投入國(guó)防、科研、交通、醫(yī)療、通訊、學(xué)校、家電和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)建設(shè)中去。
6、與本機(jī)配套的動(dòng)力機(jī)械可選用同步微電機(jī)、直流微電機(jī)或其它動(dòng)力機(jī)械。
權(quán)利要求
1.萬(wàn)用電流加工機(jī),其特征在于它由殼體N、安裝在殼體內(nèi)并與殼體互相絕緣的電刷A、電刷B、電刷C、電刷D、安裝在殼體兩側(cè)的軸H、安裝在軸上的絕緣體G、以及安裝在絕緣體上的銅套E、銅套F組成。
2.按權(quán)利要求1.所述的萬(wàn)用電流加工機(jī)裝置,其特征在于軸H的兩端分別安裝在與殼體的對(duì)稱側(cè)上并能轉(zhuǎn)動(dòng),軸H的一端伸出殼體能與外面的機(jī)械可用任何方式連接(如連軸)、絕緣體G緊套在軸上、銅套體E和F的整圓分別在外半圓在里交臂對(duì)稱相互絕緣,緊套在絕緣體上與軸成為一體。
3.按權(quán)利要求1.2.所述的裝置,其特征在于電刷A電刷B分別安裝在與銅套體E銅套體F兩整圓位置相對(duì)的殼體上,電刷C電刷D分別對(duì)稱安裝在銅套體E銅套體F兩半圓的中間與殼體相對(duì)的位置上,這四個(gè)電刷的一端分別與銅套體接觸并能滑動(dòng),另一端分別與殼體絕緣固定,通過(guò)導(dǎo)線與外電路和用電器連接。
4.按權(quán)利要求1.2.3.所述的裝置,其特征在于該機(jī)整流時(shí)的方法是把火線和零線分別與電刷A電刷B連接,輸出的正負(fù)極分別與電刷C電刷D連接,此時(shí)本機(jī)的頻率與電路電流的頻率相同。
5.按權(quán)利要求1.2.3.4.所述的裝置,其特征在于把直流電進(jìn)行交流加工轉(zhuǎn)換時(shí)的方法,是把電源的正負(fù)極分別與電刷A電刷B連接,輸出的與電刷C電刷D連接,此時(shí),控制本機(jī)轉(zhuǎn)速的頻率是獲得相應(yīng)頻率的交流電的方法。
6.按權(quán)利要求1.2.3.4.所述的裝置,其特征在于從交流電路上加工轉(zhuǎn)換正負(fù)脈沖電流和改變電流頻率狀況的圖象的方法,是把交流電的火線與電刷A連接,把零線由導(dǎo)線K1經(jīng)用電器小電燈L1與電刷C連接,此時(shí),本機(jī)旋轉(zhuǎn)的頻率與電路電流的頻率相同。
7.按權(quán)利要求1.2.3.4.所述的裝置,其特征在于從直流電路中加工轉(zhuǎn)換正值脈沖電流的方法,是把電源的正極與電刷A連接,導(dǎo)線K1把電刷C與小電燈L1連接電路負(fù)極,導(dǎo)線K2把電刷D與小電燈L2也接電路負(fù)極,這時(shí)本機(jī)旋轉(zhuǎn)的任何頻率輸給負(fù)載小電燈L1和L2的電流分別是獲得任何頻率的正值脈沖電流的方法。
全文摘要
萬(wàn)用電流加工機(jī),由殼體N、安裝在殼體內(nèi)并與殼體互相絕緣的電刷A、電刷B、電刷C、電刷D、安裝在殼體兩側(cè)的軸H、安裝在軸上的絕緣體G、以及安裝在絕緣體上的銅套E、銅套F組成。屬機(jī)電技術(shù)領(lǐng)域范圍,它的主要技術(shù)特征能對(duì)電路中的電流進(jìn)行大功率、整流、交流、正值脈沖、負(fù)值脈沖以及改變電流的頻率和圖象等,能在380V以上220V以下和36V以下內(nèi)電壓中工作,是微小型一機(jī)多用的專門用于對(duì)電流的形式進(jìn)行變換的設(shè)備。
文檔編號(hào)H02M5/36GK1093839SQ93104000
公開日1994年10月19日 申請(qǐng)日期1993年4月10日 優(yōu)先權(quán)日1993年4月10日
發(fā)明者李會(huì)欣 申請(qǐng)人:李會(huì)欣