接续式跳跃运动的得电方法和装置与流程

本发明涉及一种接续式跳跃运动的得电方法和装置，属于新能源发电技术中的可以直接提取永磁能转化为电能但极少消耗其它能量的发电，即清洁能源领域。

背景技术：

1、自从发电机问世一百多年来，技术一直处于不断的创新和完善之中，完美提取永磁能也是这样。传统发电机由于是通过磁铁与铁芯之间或铁芯与铁芯之间的相对运动使铁芯中的磁通量和磁通方向发生周期性变化，造成楞次磁通总是阻碍运动的进行，导致永磁能转化为电能的同时又消耗了大量的机械能，相当于将机械能转化为电能。一方面永磁能被白白的浪费，人们为了得到电能而苦苦挖掘化石燃料和核能燃料去用这些燃料换取机械能再转化为电能，另一方面无数专家学者为了提高发电效率而劳心费神殚精竭虑，但是仍然举步维艰收效甚微因为老方法已经穷途末路。新的方案是线圈与铁芯之间的相对运动包括连续运动和跳跃运动的方案，都能够无视或绕过楞次力的影响，极大的提高发电效率。但目前提出的跳跃运动的方案，每个线圈之间都是直接连接的，导致一半线圈都处于动态闲置状态，只有一半线圈发电，且对于单相电和单级电为了弥补电感能的损失就要提高驱动速度，消耗驱动能量。这种方案的弊端无疑浪费了线圈材料，也浪费了输入的驱动能量。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是：目前跳跃运动方案的线圈之间是直接连接的，导致只有一半的线圈发电，不仅浪费了线圈材料，而且发电过程中有电感能的损失，为了减少损失对于单相电或单级电必须加快驱动速度，对于两相电或两级电就要多绕一组线圈。本发明将相邻两线圈之间都加装开关，让两相电之间的线圈之间总是断开，每相电之内的线圈之间总是接通，可以让几乎所有的线圈都同时发电，两相电之间虽断开但及时互相吸收对方的电感能，对于单相电和单级电极大减少发电过程中的电感能损失，节省了线圈和铁芯材料，减小了驱动速度，进而也节省了驱动机构的能量输入。对于两相电和两级电则节省了线圈材料和铁芯材料。

2、线圈相对于铁芯的接续式跳跃运动的方案，是利用磁铁和铁芯的正确设置或励磁线圈和铁芯的正确设置，在一段或多段铁芯的多个凸极中分别产生两个方向的静止磁通，在这些铁芯凸极上套上或绕上静止线圈，线圈与线圈之间不相连接，只将每个线圈的每个端部引出两个或三个抽头，即每个线圈有4个或6个抽头。其中每个端部的一根抽头与相邻线圈的抽头，连接到一个开关的两个接线柱，并且让这些全部的线圈之间都用开关连接起来，该开关称为连接型开关，该抽头称为连接型抽头。然后用4根电压输出线，经过输出型开关分别用两根连接一半线圈的首尾抽头，且每根电压输出线上的输出型开关只有一个接通其余是断开的，这一半线圈之内的连接型开关始终是接通状态，一半线圈之外即两根输出线与两根输出线之间的连接型开关始终是断开状态。当这些每一半线圈之内的开关（包括连接型开关和输出型开关）的接通状态采用接通一个断开一个的方式，一起向前运动时，就得到了两相电。这两相电之间互相吸收利用对方失去的电感能，过程中能量损失极少，从而不需要较高的驱动速度和不需要更多的线圈。由于线圈相对于铁芯的运动相当于一边做接续和连接的动作一边做从铁芯顶部跳跃越过铁芯凸极的动作，所以叫接续式跳跃运动。

3、这个方案的装置的主体是由两部分组成，即固定部件和驱动机构。至于其它附属部分例如散热风扇等暂不讨论。

4、利用磁铁和铁芯的正确设置，或者是利用励磁线圈和铁芯的正确设置，在一段铁芯或多段铁芯的多个凸极中产生两个方向的静止磁通，在这些铁芯凸极上套上或绕上静止线圈，这些线圈互相之间都不连接，只将每个线圈的每个端部引出两根抽头或三根抽头，即每个线圈有4个或6个抽头，并将这些抽头标出标号。这些多个磁铁或励磁线圈、多个铁芯凸极、桥架和多个线圈多个抽头，就组成了固定部件。

5、而驱动机构有很多种，这里只说三种。

6、第一种是电刷式驱动。

7、将固定部件的抽头连接到静止电刷上，利用静止电刷与运动电刷之间接触即导通离去即断开的原理，来实现开关的接通状态和关闭状态的切换。将固定部件上每个线圈每端的两个抽头都连接到对应标号的静止电刷引出线上，这些静止电刷按照输出型和连接型等分类排列，然后用4个输出型转子运动电刷在这些输出型静止电刷上运动，同时两组若干个连接型运动电刷在连接型静止电刷上运动，使每两个输出型运动电刷所接通的线圈之内的所有线圈始终处于连接状态，而这两对输出型运动电刷所接通的线圈之间总是处于断开状态，并且这两组线圈的每一组基本等于全部线圈总数的一半，它们同时沿着线圈绕线方向和磁通方向做循环的周而复始的跳跃运动。再然后这4个运动电刷的引出线连接到滑环上或转轴上的滑环上，再从滑环输出电压。

8、为了防止运动电刷与静止电刷之间可能的接触不良情况，所以对于运动电刷的接触面，是使用像牙刷那样的浓密刷毛，像刷牙那样接触静止电刷表面；或者使用绒毛覆盖在运动电刷表面。为了避免相邻两静止电刷同时导通时的电感能损失，运动电刷在运动方向上由两种材料组成，第一种材料在运动方向上的前后长度，稍小于相邻两静止电刷之间的间隙，是由导电性、耐磨性、耐热性和韧性都很好的材料例如铍铜合金制成，可以拉丝制成刷毛嵌入运动电刷表面，或制成绒毛覆盖其表面，第二种材料是由耐磨性和韧性很好但电阻很大的半导电材料制成，可以拉丝制成刷毛嵌入运动电刷表面，或制成绒毛覆盖其表面。

9、第二种是霍尔元件与电子开关相配合的驱动。

10、用转动的小磁铁触发霍尔元件产生电压信号，用霍尔元件的电压信号驱动电子开关的开合动作。

11、固定部件每一端需要有3个抽头，两个输出型抽头一个连接型抽头，输出型抽头都连接输出型电子开关，再连接到4根电压输出线上；相邻的两个连接型抽头连接一个连接型电子开关。在小磁铁控制霍尔元件再控制电子开关的情况下，每时每刻，除非短暂的特殊时刻，4根电压输出线上的输出型电子开关每根只有一个接通，且每两个接通的输出型电子开关之内的线圈之间的连接型电子开关始终是接通状态，这些线圈数量大致是总数的一半，这一半线圈的发电是单相电。而另一相的情况与这一相相同，除了相位不同排列方式不同之外都相同，并且这两相之间的连接型电子开关始终处于断开状态，虽然断开但是衔接紧密互不干扰。

12、控制这些电子开关，需要一个小电机，电机转轴上有转子，转子上有几排小磁铁，与转子对应于转轴同心有一个圆筒，圆筒一端套在或固定在小电机上，圆筒外面是几排霍尔元件，霍尔元件连接隔离后通入直流弱电的电子开关。

13、第三种是电路板式驱动。

14、用时钟电路或单片机或计算机或plc等运算控制系统直接控制电子开关的开合动作，电子开关包括连接型电子开关和输出型电子开关。输出型电子开关平均分为4份，每一份用一根电压输出线并联起来，每一份之内总是有一个输出型电子开关处于接通状态，其余是断开状态；并将连接型电子开关大致分成两份，使每一份之内总是处于接通状态，而两相电之间的两个连接型电子开关总是处于断开状态。于是就得到4根电压输出线的2相电。

15、这种驱动方式的优点是，功耗小，静态无运动部件，延时小，响应速度快，输出稳定。更重要的是，对于每相电来说，尾部输出型电子开关相对于头部输出型电子开关前进的提前量，可以小至微秒级别(今后随着硬件发展，有希望小至纳秒级别)，而每相电之内，当电子开关的接通状态采用前面先接通后面再断开的方式运动的时候，相邻两电子开关同时处于接通状态的时长，可以放到电子开关上升区间开始处和下降区间末尾处的半接通状态，使电阻很大电流很小，从而减小电感能损失。

16、由于它本身就是两相电，分别整流滤波后可以串联或并联成为只有两根输出线的两级电，所以也不需要另外再设置两相电或两级电。