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能量倍增电站

阅读:516发布:2021-02-28

IPRDB可以提供能量倍增电站专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本发明属发电设备领域,尤其涉及一种能量倍增电站,它包括一级电磁感应式电动机(3)及一级电磁感应式发电机(4);一级电磁感应式电动机(3)的动力输出轴经联轴器[含机械变速机构(5)]与一级电磁感应式发电机(4)的动力输入轴相配接;本发明设有初始启动机(1)及离合器(2);所述初始启动机(1)的动力输出轴经离合器(2)与电磁感应式电动机(3)的动力输入轴相配接;在一级电磁感应式发电机(4)与一级电磁感应式电动机(3)之间设有一级交直交变频器(6);一级电磁感应式发电机(4)输出的电能通过一级交直交变频器(6)进行一次变频,再送至一级电磁感应式电动机(3)。本发明设有二级交直交变频器(7);一级电磁感应式发电机(4)输出的电能也可以通过二级交直交变频器(7)进行二次变频,再送至最终电磁感应式执行电动机。本发明环境友好,具有零消耗、零排放及零污染特性。,下面是能量倍增电站专利的具体信息内容。

1.能量倍增电站,其特征在于,包括一级电磁感应式电动机(3)及一级电磁感应式发电机(4);所述一级电磁感应式电动机(3)的动力输出轴与一级电磁感应式发电机(4)的动力输入轴相配接;所述一级电磁感应式发电机(4)向一级电磁感应式电动机(3)提供电能。

2.根据权利要求1所述的能量倍增电站,其特征在于:设有初始启动机(1)及离合器(2);所述初始启动机(1)的动力输出轴经离合器(2)与电磁感应式电动机(3)的动力输入轴相配接。

3.根据权利要求2所述的能量倍增电站,其特征在于:在所述一级电磁感应式发电机(4)与一级电磁感应式电动机(3)之间设有一级交直交变频器;一级电磁感应式发电机(4)输出的电能通过一级交直交变频器进行一次变频,再将其能量送至一级电磁感应式电动机(3)。

4.根据权利要求3所述的能量倍增电站,其特征在于:设有二级电磁感应式电动机(302)及二级电磁感应式发电机(402);所述二级电磁感应式电动机(302)的动力输出轴与二级电磁感应式发电机(402)的动力输入轴相配接;所述一级电磁感应式发电机(4)向二级电磁感应式电动机(302)提供电能。

5.根据权利要求4所述的能量倍增电站,其特征在于:在二级电磁感应式电动机(302)与一级电磁感应式发电机(4)之间还设有二级交直交变频器;一级电磁感应式发电机(4)输出电能通过二级交直交变频器进行二次变频,再送至二级电磁感应式电动机(302)。

6.根据权利要求5所述的能量倍增电站,其特征在于:设有三级电磁感应式电动机(303)及三级电磁感应式发电机(403);所述三级电磁感应式电动机(303)的动力输出轴与三级电磁感应式发电机(403)的动力输入轴相配接;所述二级电磁感应式发电机(402)向三级电磁感应式电动机(303)提供电能。

7.根据权利要求6所述的能量倍增电站,其特征在于:所述一级电磁感应式电动机(3)、二级电磁感应式电动机(302)及三级电磁感应式电动机(303)采用单相交流电动机、三相交流电动机、同步电动机、异步电动机、直流电动机、直流无刷电动机、调速电动机、或变电容式电动机。

8.根据权利要求7所述的能量倍增电站,其特征在于:所述一级电磁感应式电动机(3)动力输出轴与一级电磁感应式发电机(4)动力输入轴之间的配接、二级电磁感应式电动机(302)动力输出轴与二级电磁感应式发电机(402)动力输入轴之间的配接、以及三级电磁感应式电动机(303)动力输出轴与三级电磁感应式发电机(403)动力输入轴之间的配接,分别采用齿轮变速箱的联轴器结构。

说明书全文

能量倍增电站

技术领域

[0001] 本发明属发电设备领域,尤其涉及一种能量倍增电站。

背景技术

[0002] 能源就是向自然界提供能量转化的物质(矿物质能源,核物理能源,大气环流能源,地理性能源)。能源是人类活动的物质基础。在某种意义上讲,人类社会的发展离不开优质能源的出现和先进能源技术的使用。在当今世界,能源的发展,能源和环境,是全世界、全人类共同关心的问题,也是我国社会经济发展的重要问题。
[0003] 从基本形态考虑,传统能源可分为一次能源和二次能源。前者即天然能源,指在自然界现成存在的能源,如煤炭、石油、天然气、水能等。后者指由一次能源加工转换而成的能源产品,如电力、煤气、蒸汽及各种石油制品等。一次能源又分为可再生能源(水能、风能及生物质能)和非再生能源(煤炭、石油、天然气、油页岩等)。根据产生的方式可分为一次能源(天然能源)和二次能源(人工能源)。一次能源是指自然界中以天然形式存在并没有经过加工或转换的能量资源,一次能源包括可再生的水力资源和不可再生的煤炭、石油、天然气资源,其中包括水、石油和天然气在内的三种能源是一次能源的核心,它们成为全球能源的基础;除此以外,太阳能、风能、地热能、海洋能、生物能以及核能等可再生能源也被包括在一次能源的范围内;二次能源则是指由一次能源直接或间接转换成其他种类和形式的能量资源,例如:电力、煤气、汽油、柴油、焦炭、洁净煤、激光和沼气等能源都属于二次能源。
[0004] 现有能源利用大都采用传统的一次能源及二次能源等间接能源,上述能源结构存在着环境污染严重,可持续性差,系统设计复杂等问题。

发明内容

[0005] 本发明旨在克服现有技术的不足之处而提供一种环境友好,具有零消耗、零排放及零污染特性的能量倍增电站。
[0006] 能量倍增电站属于直接能源。
[0007] 为达到上述目的,本发明是这样实现的。
[0008] 能量倍增电站,它包括一级电磁感应式电动机(3)及一级电磁感应式发电机(4);所述一级电磁感应式电动机的动力输出轴,经联轴器[含机械变速机构(5)]与一级电磁感应式发电机的动力输入轴相配接;所述一级电磁感应式发电机经一次变频器(6)向一级电磁感应式电动机提供电能。
[0009] 作为一种优选方案,本发明设有初始启动机及离合器;所述初始启动机的动力输出轴经离合器与电磁感应式电动机的动力输入轴相配接,待一级系统达到额定转数时,初始启动机退出工作。
[0010] 进一步地,本发明在所述一级电磁感应式发电机与一级电磁感应式电动机之间设有一级交直交变频器;一级电磁感应式发电机输出电能通过一级交直交变频器进行一次变频,再送至一级电磁感应式电动机。
[0011] 进一步地,本发明设有二级电磁感应式电动机及二级电磁感应式发电机;所述二级电磁感应式电动机的动力输出轴与二级电磁感应式发电机的动力输入轴相配接;所述一级电磁感应式发电机向二级电磁感应式电动机提供电能。
[0012] 进一步地,本发明在一级电磁感应式发电机与二级电磁感应式电动机与之间还设有二级交直交变频器;一级电磁感应式发电机输出电能通过二级交直交变频器进行二级变频,再送至二级电磁感应式电动机。
[0013] 进一步地,本发明设有三级电磁感应式电动机及三级电磁感应式发电机;所述三级电磁感应式电动机的动力输出轴与三级电磁感应式发电机的动力输入轴相配接;所述二级电磁感应式发电机向三级电磁感应式电动机提供电能。
[0014] 进一步地,本发明所述一级电磁感应式电动机、二级电磁感应式电动机及三级电磁感应式电动机采用电磁感应式单相交流电动机、三相交流电动机、同步电动机、异步电动机、直流电动机或调速电动机。
[0015] 也可以采用,《变电容式电动机》。
[0016] 其一级、二级、三级发电机采用电磁感应式发电机,也可以采用《变电容式发电机》,其使用原则是:视其能量转换效率高、低而定。其能量转换效率高者,优先采用;其能量转换效率低者;淘而汰之。
[0017] 在目前《变电容式发电机、电动机》未开发、实现之前,特别是本例能量倍增电站,暂时只能采用电磁感应式发电机、电动机。
[0018] 进一步地,本发明所述一级电磁感应式电动机动力输出轴与一级电磁感应式发电机动力输入轴之间的配接、二级电磁感应式电动机动力输出轴与二级电磁感应式发电机动力输入轴之间的配接以及三级电磁感应式电动机动力输出轴与三级电磁感应式发电机动力输入轴之间的配接分别采用配齿轮变速箱的联轴器结构。
[0019] 与现有技术相比,本发明具有如下明显特点。
[0020] (1)本发明已不再遵循能量守恒定律,完全具备典型‘永动机’的特征。
[0021] (2)本发明环境友好,可以取代任何动力机械,其中包括核动力,且具有“三零”之特点,即零消耗、零排放及零污染。
[0022] (3)如果将本发明装上汽车、火车,可以节省燃料,可以取代蒸汽机或内燃机,可以实现电气化铁路的无线化。
[0023] (4) 如果将本发明固定设置于用户端,经多次转换多次倍增,其能量取之不尽用之不竭。分解了大面积电网,解决了长距离电能输送等问题;缩小电网面积,实行小区域供电制,更提高了供电系统的安全性、可靠性。
[0024] (5)本发明涉及军事、武器,可以为任何军、民动力机械提供能源支撑,可以取代核动力;为大型军用设施,特别大型潜艇、航空母舰提供完美的动力机械,取代核发电站,避免核泄露,降低了维修成本、造价、保证了环境及能源安全。

附图说明

[0025] 下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。
[0026] 图1为本发明单级系统原理框图。
[0027] 图2为本发明单级系统电路原理图。
[0028] 图3为本发明多级系统整体结构示意图。
[0029] 图4为本发明系统电路原理框图。
[0030] 图中:1、初始启动机;2、离合器;3、一级电磁感应式电动机;4、一级电磁感应式发电机;5、联轴器(含机械变速机构);6、一级变频器;7、二级变频器;302、二级电磁感应式电动机;402、二级电磁感应式发电机;303、三级电磁感应式电动机;403、三级电磁感应式发电机。

具体实施方式

[0031] 如图所示,能量倍增电站,它包括一级电磁感应式电动机3及一级电磁感应式发电机4;所述一级电磁感应式电动机3的动力输出轴经联轴器(含机械变速机构)5与一级电磁感应式发电机4的动力输入轴相配接;所述一级电磁感应式发电机4经一次变频器6向一级电磁感应式电动机3提供电能。
[0032] 本发明设有初始启动机1及离合器2;所述初始启动机1的动力输出轴经离合器2与电磁感应式电动机3的动力输入轴相配接。
[0033] 本发明在所述一级电磁感应式电动机3与一级电磁感应式发电机4之间设有一级交直交变频器;一级电磁感应式发电机4输出电能通过一级交直交变频器进行一次变频,再送至一级电磁感应式电动机3。
[0034] 本发明还设有二级电磁感应式电动机302及二级电磁感应式发电机402;所述二级电磁感应式电动机302的动力输出轴经联轴器与二级电磁感应式发电机402的动力输入轴相配接;所述一级电磁感应式发电机4向二级电磁感应式电动机302提供电能。
[0035] 本发明设有三级电磁感应式电动机303及三级电磁感应式发电机403;所述三级电磁感应式电动机303的动力输出轴与三级电磁感应式发电机403的动力输入轴相配接;所述二级电磁感应式发电机402向三级电磁感应式电动机303提供电能。
[0036] 本发明所述一级电磁感应式电动机3、二级电磁感应式电动机302及三级电磁感应式电动机303采用单相交流电动机、三相交流电动机、同步电动机、异步电动机、直流电动机或变电容式电动机。
[0037] 本发明所述一级电磁感应式电动机3动力输出轴与一级电磁感应式发电机4动力输入轴之间的配接、二级电磁感应式电动机302动力输出轴与二级电磁感应式发电机402动力输入轴之间的配接以及三级电磁感应式电动机303动力输出轴与三级电磁感应式发电机403动力输入轴之间的配接分别采用配齿轮变速箱的联轴器结构。
[0038] 本发明整体机械结构构成。
[0039] 1、初始启动机;2、离合器;3、一级电磁感应式电动机;4、一级电磁感应式发电机;5、联轴器(含机械变速机构);6、一次变频器、7、二次变频器;302、二级电磁感应式电动机;
402、二级电磁感应式发电机;303、三级电磁感应式电动机;403、三级电磁感应式发电机。
[0040] 1、本发明整体机械结构,由初始启动机、高效率电磁感应式电动机、联轴器(含变速机构)、高效率电磁感应式发电机、AC-DC-AC一级变频器、二级交直交变频器、二级电磁感应式电动机及三级电磁感应式电动机、发电机等机构组合而成。
[0041] 2、本发明整体机械结构,需要靠初始启动机发动起来,使一级系统达到额定转数后,才能进入工作状态,系统启动并达到额定转数,可以正常工作后,初始启动机即行退出工作。
[0042] 首先使高效率电磁感应式发电机进入正常工作状态,输出额定电压、电功率,并通过AC-DC-AC一级交直交变频器供应给高效率电磁感应式电动机,高效率电磁感应式电动机又通过联轴器(含变速机构),直接推动高效率电磁感应式发电机,组成一个‘电动—发电—供电’的闭合环路一级系统。
[0043] 系统之外尚辅助有二级交直交变频器,和二级电磁感应式电动机(最终执行电动机)。二次交直交变频器,为二次电磁感应式电动机(最终执行电动机)采用现代电力电子器件,实现有级、无级变频调速。及三级系统。
[0044] 系统脱离起动机后,可以正常工作、可以正常运转,其显著特征是:系统除维持自身正常机、电能量交换外,尚有相当部分剩余能量输出。
[0045] 剩余能量提供给二级交直交变频器,为二级电磁感应式电动机(或最终执行电动机)提供有级、无级变频调速。
[0046] 剩余能量也可以直接提供给其他任何‘非调速用电设备’。
[0047] 二、本发明各主要部件的作用。
[0048] (a)初始启动机,初始启动机可以是内燃机、电动机、或其他动力机械,靠自备能源将能量倍增电站系统发动起来,并达到额定转数,促使其系统进入正常工作状态,然后退出工作。
[0049] (b)高效率电磁感应式电动机,在接受系统提供足够的电功率时,经联轴器(含变速机构)输出机械能,以满足发电机的正常需要。
[0050] 高效率电动机,可以采用任何高效率、高性能电动机,例:电磁感应式同步电动机、异步电动机、交流电动机、直流永磁电动机、永磁无刷电动机等;也可以采用《高效率变电容式电动机》。
[0051] (c)联轴器及变速机构是为适应、满足不同规格、结构、型号发电机与电动机之间的转数、转矩、功率而设计的变速匹配机构,以实现最优匹配运行条件。
[0052] (d)高效率电磁感应式发电机,一般均采用同步发电机,可以从降低不必要的磁通量方面,降低制动转矩,适当采用强励磁方面,来提高工作电压,或提高工作频率等方面着手,实现高效率,也可以采用高效率变电容式发电机。
[0053] (f)AC-DC-AC变频器,变频器的采用有两个作用,一次变频器输出稳定频率的电流,主要为稳定一次交流电动机频率而设,二次变频器为最终输出执行电动机调速,采用现代电力电子器件,实现有级、无级变频调速。
[0054] (e)、系统输出的剩余能量,可以直接提供给其他任何用电设备。
[0055] 三、本发明的基本原理。
[0056] 前面介绍了能量倍增电站的基本机械结构组成,是由一台高效率电动机通过联轴器、变速机构,直接推动一台高效率发电机,组成的一个‘电动—发电—供电’的闭合环路系统。很多人对该系统产生极大怀疑,为此我们以本电磁力能量倍增电站为例,阐述其基本原理。
[0057] 2008年本人申请了以陶瓷发电机为主要部件的《电能倍增电站》200810228053.3。
[0058] 2010年为应对专利审查,公开发表了以《典型永动机原理》(电能倍增电站介绍)为标题的文章,该文以“两种发电机、电动机的能量转换‘效率差’”,为依据,阐述了《典型永动机原理》。
[0059] 剩余能量的产生,其关键在于两种《能量转换机械》之间的《效率差别》。
[0060] 所谓高效率就是要充分利用‘电能’,尽量减少额外损耗。
[0061] 长期以来人们受到‘能量守恒’的束缚,按‘能量守恒’的观点,在电动机设计、制造行业制定了一系列“国家标准”、“行业标准”,正是这些“标准”限制了《能量倍增电站》。本发明充分利用‘电能’,就是要敢于突破这些“标准”,重新制定一套适应《能量倍增》的《新标准》。高效率电磁感应式电动机,可以在额定电功率范围内,从增加电动机磁通量方面做文章,提高工作电压方面,降低导线电阻方面、甚至实现零电阻方面着手,采取重新优化结构设计等措施,以实现高效率。
[0062] 本《能量倍增电站》原理完全违背‘能量守恒定律’,能量完全可以‘凭空’产生,但是必须有一个过程。
[0063] (剩余能量)=(能量转换次数)×[能量转换效率差(符号为+)]。
[0064] (能量损耗)=(能量转换次数)×[能量转换效率差(符号为-)]。
[0065] 其基本道理与商品交换一样,《利润》完全可以‘凭空’产生,但是也必须有一个过程。
[0066] (利润)=(商品交换量)×[商品交换价格差(符号为+)]。
[0067] (亏损)=(商品交换量)×[商品交换价格差(符号为-)]。
[0068] 本发明《电磁力能量倍增电站》是由一台电磁感应式三相异步电动机通过变速机构,直接推动一台电磁感应式三相同步发电机,组成的‘电动—发电—供电’的闭合环路系统,系统启动后,该系统除维持自身正常能量交换外,尚有相当部分剩余能量输出。
[0069] 因为电动机属于‘三相异步’,在电源频率50Hz情况下,电动机正常转数每分钟2900转(两极),必须通过一套《变速机构》将同步发电机的转数恢复至3000转(两极),或
1500转(四极),或1000转(六极)……以满足发电机输出标准额定频率。
[0070] 也可以采用同步电动机,通过联轴器直接传动给同步发电机的技术方案,即免去了变速机构。
[0071] 系统在轻负荷时频率会自然上升,重负荷时频率会自然下降,为了稳定该系统的运行状态(转数、或频率),将发电机输出的电流,经‘AC-DC-AC一次变频器’输出准确、固定频率的三相交流电,提供给电动机,系统的运行状态(转数或频率)才会稳定。
[0072] 表面上看,该电动机、发电机其电路构成一闭合环路,根据《基尔霍夫定律》,该电动机、发电机其电路内电流处处相等,电动机、发电机两者的电压在发电机输出端子(暂不考虑一次变频器)测量,得到其结果相同,两者的电流与电压乘积相等。表面上看,符合 ‘能量守恒定律’,不可能有剩余能量输出。
[0073] 其事实则不然,表面上看两者的电流与电压乘积相等,但是两者内部工作的磁通量已经产生了明显的差别;前文以述,我们采用了高效率一词来形容。
[0074] 发电机、电动机已经通过技术改造,实现了高效率。通过机械能转换电能、电能转换机械能的多次转换,(能量转换次数)×[(符号为+的)能量转换效率差=(剩余能量)。每转换一周即有明显的有益性效率差产生,经过多次转换、积累形成(剩余能量),该能量属于《直接能源》。
[0075] 根据《电机学》,发电机、电动机均属于“能量转换机械”,若企图维护‘能量守恒定律’,则必须保证其所有能量转换机械的‘能量转换效率’严格相等,事实上,自然界五花八门的‘能量转换机械’的‘能量转换效率’千差万别,没有办法保持相等。
[0076] “能量守恒定律”实质上是《热力学第一定律》,《热力学》的定律充其量在《热力学》范围内有效,不能推广致普遍领域。
[0077] 电磁感应式发电机、电动机工作时,其内部‘传递能量转换’起主要作用的是以磁通量为表现形式的‘磁场’,电功率靠电流在电机内部产生磁通量,而《电压》不能产生磁通量。
[0078] 磁通量(φ)与电流(A)成正比,与线圈的匝数(N)成正比,与电压无关。
[0079] φ=AN (根据电机学) 单位是(A)。
[0080] 如果我们突破“国家标准”、“行业标准”,将发电机内部导电的线圈匝数(Na)适当减少,以降低其制动转矩,将电动机内部通电的线圈匝数(Nb)加倍,以提高其电磁转矩,在两者其他条件相同的情况下,令。
[0081] 电动机的线圈匝数(Nb)/发电机的线圈匝数(Na)=S。
[0082] 这等于:能量倍增电站系统对发电机提供了比原来高(S)倍的机械功率(即电动机比发电机的磁通量表现增加S倍),发电机为系统提供了(被系统内电动机消耗掉S倍)的电功率。
[0083] 若(S)大于1,则。
[0084] (系统的剩余能量输出)=S-1 , 单位是:(被系统内电动机消耗掉的电功率)。
[0085] (S=1,或S<1时,系统不会有剩余能量输出的情况)。
[0086] 特别需要说明的是:系统只在满负荷的情况下,才出现产生剩余能量的情况,轻负荷的情况下,不会出现产生剩余能量的情况,或略有剩余能量。
[0087] 关于系统正常运行的能量损耗,发电机、电动机、变速机构、及‘交、直、交变频器’工作状态均会产生能量损耗,该正常能量损耗在所难免。该能量损耗会部分抵消剩余能量。
[0088] 四、本发明的重大意义。
[0089] 1、能量倍增电站是直接能源。
[0090] 2、能量倍增电站涉及军事、武器、能源;涉及国家安全。可以为现代化战场,提供保证军队及军用设施能源可靠供应(免能源后勤)的解决方案。
[0091] 能量倍增电站可以为海军潜艇、航空母舰提供直接动力源,取代《核动力》;可以为战斗机提供持续动力源,无限提高续航能力(免加油、免能量补充);为军队机动部队提供动力源,增强战斗力。
[0092] 3、零消耗、零排放、零污染提供现代化大城市直接能源。分解大面积电网,避免长距离输电,实行“小区域供电制”,保证供电系统运行的安全性、可靠性。
[0093] 4、提供高速铁路机车动力及电气化铁路无线化的解决方案。
[0094] 5、为航天器提供大功率、高稳定性不间断电源。
[0095] 6、取代蒸汽机、内燃机,核动力,为汽车、船舶、工程机械、军、民等用电设施提供零消耗、零排放、零污染的“清洁能源”及“动力机械”。
[0096] 【能量倍增电站】可以为上述问题,提供最佳解决方案。
[0097] 可以理解地是,以上关于本发明的具体描述,仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案,本领域的普通技术人员应当理解,仍然可以对本发明进行修改或等同替换,以达到相同的技术效果;只要满足使用需要,都在本发明的保护范围之内。
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