同轴小型直流发电机设计说明书

同轴直流发电机设计说明书

设计者：苏玉宽 袁杨杨 周夏芝

毛文文 赵玉威 毕建琛

刘科汲

指导教师：白妮 技术指导：陈启明

（江苏科技大学苏州理工学院冶金与材料学院，江苏 张家港 215600）

作品内容简介

一、作品背景

随着社会经济的飞速发展，环境污染和能源紧缺问题日趋严重，正视和解决这两个问题势在必行。着眼于这种现状，本小组创新型的将节能与废物利用的理念结合起来，发明了新型的小型同轴直流发电机，以解决传统小型直流发电机发电效率低的弊端。

二、设计方案

两台微型直流发电机共用同一根传动轴

三、工作原理及性能分析

1.能量传递

若以水为原动力：通过水的流动或带动推动轴上的叶片转动，从而带动传动轴转动，然后传动轴带动发电机发电，将水的动能转化为电能。

若其他方式的原动力（如内燃机），则为传动轮带动传动轴转动，从而实现发电。

2.直流发电机原理

用电动机拖动电枢使之逆时针方向恒速转动，线圈边 a b 和 c d 分别切割不同极性磁极下的磁力线，感应产生电动势。 直流发电机的工作原理就是把电枢线圈中感应产生的交变电动势，靠换向器配合电刷的换向作用，使之从电刷端引出时变为直流电动势 因为电刷 A 通过换向片所引出的电动势始终是切割N 极磁力线的线圈边中的电动势。所以电刷 A 始终有正极性，同样道理，电刷 B 始终有负极性。所以电刷端能引出方向不变但大小变化的脉动电动势。 结论：线圈内的感应电动势是一种交变电动势，而在电刷 A B 端的电动势却是直流电动势。 直流发电机

当发电机的电枢被其他机器带动以均匀速逆时针旋转时，线圈abcd作切割磁感线运动。线圈转到图1.1.B所示位置时，用右手定则可以判断出ab段导体产生的感应电动势方向为b→a；cd段导体产生的感应电动势方向为d→c，则与滑片1接触的电刷A为正极，与滑片2接触的电刷B为负极。当线圈转到中性面（与磁感线相垂直的平面）时，感应电动势从最大值逐渐减小到零。当线圈转过中性面后，ab段导体产生的感应电动势方向由a→b；cd段导体的感应电动势方向由c→d。此时，电刷A改为与换向器的滑片2接触，电刷B与滑片1接触。随着线圈在磁场中的不断转动，换向器滑片1和2间的感应电动势是大小和方向都随时间变化的交变电动势，但电刷A与B交替地接触与线圈同时转动的换向器滑片1和2，因此在电刷A与B间产生的是脉动直流电动势，从A与B输出的就是直流电了。

3.性能分析

试验中空载发动机参数

3传动原理 本发电机采用一轴连双发电机的连接方式，通过实验发现能够在同样的原动力条件下获得更多的电能，即极大地提高了原动力的利用率。能量利用是传统单发电机的1.9倍。

四、创新特色

1.发电机采用一轴连双发电机的连接模式，和传统的一轴一发电机相比，节省了发电机组的材料使用，比如传动轴，传动轮的使用。

2.一轴双发动机提高了原动力的利用率，提高了发电的效率。

五、应用前景

1.工业生产使用

本发电机的原动力主要由工业排放污水提供，本装置可安装于工厂的污水排放口译，也可以安装于污水排放途中管道上，通过很多个这样的直流发电机获得相当多的电能。

2.民用

可以在房屋的水池旁设置本装置，从而可以利用家用废水进行发电；也可以在房屋排水管道等水流流动频繁处安装本装置，实现发电的目的。

3其他应用

可应用于汽车、船舶上的发电；以内燃机为动力的应急发电·····

4.发电获得的电能既可以直接与用电器相连接用于供电，也可以由蓄电池储存收集起来，留待使用。