專利名稱:一種無接觸式永磁渦流感應(yīng)自行車交流發(fā)電的制造方法
【專利摘要】一種無接觸式永磁渦流感應(yīng)自行車交流發(fā)電機(jī),由三組六片永磁體組成的外轉(zhuǎn)子和六組兩相繞組組成的內(nèi)定子組成;所述外轉(zhuǎn)子包括瓦形永磁體、非金屬磁軛兼外殼和端蓋;所述內(nèi)定子包括底座、非磁性金屬或塑料槽體、繞組和軸承;所述瓦形永磁體設(shè)置在非金屬磁軛兼外殼內(nèi),且瓦形永磁體磁極為 N 、 S 相間方式排列結(jié)構(gòu);所述底座設(shè)置在內(nèi)定子的底部,且在底座中部設(shè)有軸孔、軸承、非磁性金屬或塑料槽體和繞組; 該 無接觸式永磁渦流感應(yīng)自行車交流發(fā)電機(jī), 由于采用強(qiáng)磁體外轉(zhuǎn)子方式,磁場在內(nèi),并按多磁極對布置,可獲得良好的氣隙磁密磁場;整體結(jié)構(gòu)簡單,無電刷、無集電環(huán)結(jié)構(gòu),無電磁干擾,可用于自行車車燈等同類型交通工具上使用,增加其趣味性。
【專利說明】-種無接觸式永磁滿流感應(yīng)自行車交流發(fā)電機(jī)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型設(shè)及發(fā)電機(jī)應(yīng)用【技術(shù)領(lǐng)域】,尤其是一種無接觸式永磁禍流感應(yīng)自行車 交流發(fā)電機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002] 自行車從誕生的那一天起,不能發(fā)電,沒有照明裝置,就是其最大的缺憾!自行車 用電也是人們一直向往的夢想。在幾十年甚至上百年的探索中,人們作了無數(shù)的努力,也發(fā) 明和制作了多種類型的發(fā)電設(shè)備,但都因種種原因而未得到普及。
[0003] 目前自行車發(fā)電裝置常見的有幾類:
[0004] 1、通過機(jī)械接觸傳動的發(fā)電裝置;如最常見的摩擦輪胎驅(qū)動的發(fā)電裝置;通過自 行車軸花鼓內(nèi)置發(fā)電;通過鏈條機(jī)械傳動裝置接觸驅(qū)動發(fā)電機(jī)發(fā)電;在車輪軸(前、中、后) 上安裝齒輪傳動裝置帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電等。
[0005] 該類發(fā)電機(jī)的共同特點都是:發(fā)電裝置必須與自行車的運(yùn)動部件接觸獲取動力, 會增加自行車的動能消耗、增加摩擦力,增大自行車的騎行阻力;因此在現(xiàn)代自行車運(yùn)動中 均未得到普及并有被逐步淘汰的趨勢。
[0006] 2、通過磁感應(yīng)發(fā)電。另有一種通過在自行車福條上安裝永磁體與固定于車軸(或 車架)上的感應(yīng)線圈發(fā)電的裝置,雖也屬無接觸、無阻力類型,但因其安裝位置接近軸中屯、 部位,獲得的轉(zhuǎn)速極為有限,存在發(fā)電裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜,體積龐大、不易安裝、維護(hù),發(fā)電效率 低下,結(jié)構(gòu)松散等缺陷。故也未能快速推廣。
[0007] 3、2012年我國專利網(wǎng)登記了一款,德國人迪克申請的無接觸式自行車發(fā)電裝置, 采用磁鐵為內(nèi)轉(zhuǎn)子,線圈為外定子的單相交流發(fā)電裝置。此發(fā)電裝置是目前是唯一與本實 用新型發(fā)明共同采用無接觸式磁感應(yīng)驅(qū)動的自行車發(fā)電機(jī)。 實用新型內(nèi)容
[000引現(xiàn)有技術(shù)不能滿足人們的需要,為彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)不足,本實用新型旨在提供一種 無接觸式永磁禍流感應(yīng)自行車交流發(fā)電機(jī)。
[0009] 為實現(xiàn)上述目的,本實用新型采用W下技術(shù)方案;一種無接觸式永磁禍流感應(yīng)自 行車交流發(fā)電機(jī),由=組六片永磁體組成的外轉(zhuǎn)子和六組二相繞組組成的內(nèi)定子組成;所 述外轉(zhuǎn)子包括瓦形永磁體、非金屬磁輛兼外殼和端蓋、中軸;所述內(nèi)定子包括底座、非磁性 金屬或塑料槽體、電樞繞組和軸承、軸孔;所述瓦形永磁體設(shè)置在非金屬磁輛兼外殼內(nèi),且 瓦形永磁體磁極為N、S相間方式排列結(jié)構(gòu);所述端蓋設(shè)置在非金屬磁輛兼外殼端面,且在 端蓋中部設(shè)有中軸;所述定子設(shè)置在底座上,并且在其中部設(shè)有軸承、軸孔;所述電樞繞組 纏繞在非磁性金屬或塑料槽體上。
[0010] 作為本實用新型的進(jìn)一步技術(shù)方案:永磁體轉(zhuǎn)子=磁極對和定子六組二相繞組分 別形成60度夾角,且為--對應(yīng)的結(jié)構(gòu);所述瓦形永磁體在非金屬磁輛兼外殼內(nèi)為60度弧 度布置;且在由=組六片永磁體組成的外轉(zhuǎn)子和六組二相繞組組成的內(nèi)定子交流發(fā)電機(jī)外 安裝有固定支架。
[0011] 作為本實用新型的優(yōu)化技術(shù)方案;所述內(nèi)定子為具有非磁性金屬或塑料體制作的 圓柱形槽體結(jié)構(gòu),線圈繞組按=組單相或六組二相繞組布置。
[0012] 與現(xiàn)有技術(shù)相比,本實用新型的有益效果是;該無接觸式永磁禍流感應(yīng)自行車交 流發(fā)電機(jī),由于采用強(qiáng)磁體外轉(zhuǎn)子方式,磁場在內(nèi),并按多磁極對布置,可獲得良好的氣隙 磁密磁場;定子部分采取多組單相或二相繞組,增強(qiáng)了定子繞組的電磁感應(yīng)效能;可獲得 高頻率交流電,通過整流穩(wěn)壓后更容易獲得平滑輸出直流電;整個裝置無鐵巧、無磁阻、無 鐵損;結(jié)構(gòu)緊湊、體積小巧,電磁轉(zhuǎn)化、應(yīng)用效率高;安裝方便,基本無磨損、無故障,無需維 護(hù);可用于自行車車燈等同類型交通工具上使用,一次安裝終身受用,增加騎行的趣味性, 是騎行中永不斷電的綠色能源。
[0013] 由于將永磁體作為發(fā)電機(jī)的外轉(zhuǎn)子,通過自行車運(yùn)動時,其車圈(非磁性導(dǎo)體的 運(yùn)動)產(chǎn)生的電磁感應(yīng)驅(qū)動永磁體作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動而發(fā)出電能,該樣既不會增加自行車阻力, 也不會增加自行車的額外動力消耗,而獲得持續(xù)不斷的電力;較好地解決了自行車的用電 問題;滿足人們對自行車騎行中的用電需要;
[0014] 成本低;所用材料汝鐵棚永磁體是主要成本部分,目前國內(nèi)供應(yīng)充足;其他均為 常用材料;均可在市場上大量采購;
[0015] 永磁體磁極雙向重復(fù)利用;永磁體轉(zhuǎn)子外向磁極用于與自行車圈感應(yīng)獲取自行車 動能驅(qū)動轉(zhuǎn)矩,內(nèi)向磁極用于定子繞組切割磁力線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢;定子中設(shè)置有多相繞 組的非磁性定子體,增強(qiáng)感應(yīng)電流強(qiáng)度,提高發(fā)電機(jī)發(fā)電效率;用途廣泛,可集成照明燈、信 號燈,用于單獨照明、轉(zhuǎn)向信號提示燈、車尾示警燈;也可用于單純發(fā)電,為自行車周邊用電 設(shè)備供電、充電;整體結(jié)構(gòu)簡單,實用性強(qiáng),無電刷、無集電環(huán)結(jié)構(gòu),無電磁干擾,制造方便且 價格低廉,易于推廣使用。
【附圖說明】
[0016] 圖1為本實用新型的外轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)示意圖;
[0017] 圖2為本實用新型的內(nèi)定子結(jié)構(gòu)示意圖;
[001引其中;11、瓦形永磁體,12、軸,13、非金屬磁輛兼外殼,14、端蓋,21、軸承,22、電樞 繞組,23、軸孔,24、非磁性金屬或塑料槽體。
【具體實施方式】
[0019] 下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖,對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行 清楚、完整地描述,顯然,所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例,而不是全部的 實施例?;诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├绢I(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下 所獲得的所有其它實施例,都屬于本實用新型保護(hù)的范圍。
[0020] 請參閱圖1?2,本實用新型實施例中,一種無接觸式永磁禍流感應(yīng)自行車交流發(fā) 電機(jī),由=組六片瓦型永磁體組成的外轉(zhuǎn)子和六組二相繞組組成的內(nèi)定子組成;所述外轉(zhuǎn) 子包括瓦形永磁體11、非金屬磁輛兼外殼13和端蓋14軸12 ;所述內(nèi)定子包括軸承21、電 樞繞組22和軸孔23和非磁性金屬或塑料定子槽體24 ;所述瓦形永磁體11設(shè)置在非金屬 磁輛兼外殼13內(nèi),且瓦形永磁體11磁極為N、S相間方式排列結(jié)構(gòu);所述端蓋14設(shè)置在非 金屬磁輛兼外殼13端面,且在端蓋14中部設(shè)有中軸12 ;所述定子設(shè)置在底座上,并且在其 中部設(shè)有軸承21、軸孔23 ;所述電樞繞組22纏繞在非磁性金屬或塑料定子槽體24上。
[0021] 作為本實用新型的進(jìn)一步技術(shù)方案:永磁體轉(zhuǎn)子=磁極對和定子六組二相繞組分 別按60度夾角布置,且為一一對應(yīng)的結(jié)構(gòu);所述瓦形永磁體11在非金屬磁輛兼外殼13內(nèi) 為60度弧度布置;且在,由=組六片永磁體組成的外轉(zhuǎn)子和六組二相繞組組成的內(nèi)定子外 安裝有固定支架。
[0022] 作為本實用新型的優(yōu)化技術(shù)方案;所述內(nèi)定子為具有非磁性金屬或塑料定子槽體 制作的圓柱形開槽結(jié)構(gòu),線圈繞組按=組單相或六組二相繞組布置。
[002引本實用新型的工作原理為;采用外轉(zhuǎn)子永磁S相交流發(fā)電機(jī)的基本原理,利用自 行車輪運(yùn)動時,侶合金車圈(非磁性導(dǎo)體)的運(yùn)動切割磁力線,產(chǎn)生感應(yīng)禍流,進(jìn)而形成禍 流磁場,與永磁體磁場發(fā)生磁相互作用力,從而驅(qū)動作為外轉(zhuǎn)子的永磁體旋轉(zhuǎn)發(fā)電。
[0024] 根據(jù)愣次定律,運(yùn)動中的非磁性導(dǎo)體與永磁體接近時,非磁性導(dǎo)體會切割永磁體 中的磁力線,從而在非磁性導(dǎo)體中產(chǎn)生禍流電,禍流電在低電阻的非磁性導(dǎo)體中流動時又 會形成感應(yīng)磁場,此磁場會對永磁體產(chǎn)生反作用力,從而形成對永磁體的磁動勢。據(jù)此,通 過特殊的永磁體結(jié)構(gòu)和排列方式與非磁性導(dǎo)體的相對運(yùn)動方式,即可制作出發(fā)電裝置。
[0025] 經(jīng)W體積為:高度15毫米,厚度2毫米,直徑25毫米的多極對環(huán)形汝鐵棚磁體實 驗裝置實際測試,在靠近自行車侶合金車圈3-6毫米距離時,即可獲得穩(wěn)定驅(qū)動力。
[0026] 本實用新型在安裝時:發(fā)電機(jī)安裝位置,位于自行車圈(非磁性金屬導(dǎo)體)一側(cè), 平行方向,距離3-6毫米。
[0027] 將該發(fā)電裝置用固定支架,將發(fā)電機(jī)固定到自行車(侶合金車圈)附近,軸向與自 行車圈平行,空隙間隔3-6毫米,當(dāng)自行車輪轉(zhuǎn)動時,即可驅(qū)動永磁體外轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動,定 子中的繞組則可獲得感應(yīng)電動勢,經(jīng)整流穩(wěn)壓電路整流穩(wěn)壓后輸出,供自行車用電設(shè)備。 [002引實施例一,W 26英寸自行車為例,其輪胎周長為2074毫米左右,其侶合金車圈 (減去輪胎)直徑約為560毫米,周長約為1758毫米,行駛一公里為482轉(zhuǎn)。設(shè)發(fā)電機(jī)外轉(zhuǎn) 子直徑為26毫米時(周長;26*3. 14 = 81. 64毫米),自行車速度與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速的關(guān)系如下 表:
[0029] 自行車速度與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速關(guān)系測算表
[0030]
【權(quán)利要求】
1. 一種無接觸式永磁禍流感應(yīng)自行車交流發(fā)電機(jī),由=組六片永磁體組成的外轉(zhuǎn)子 和六組二相繞組組成的內(nèi)定子組成;所述外轉(zhuǎn)子包括瓦形永磁體(11)、非金屬磁輛兼外殼 (蝴和端蓋(14)、軸(。);所述內(nèi)定子包括非磁性金屬或塑料槽體(24)、電樞繞組倘)和 軸承(21)、軸孔(23);其特征在于;所述瓦形永磁體(11)設(shè)置在非金屬磁輛兼外殼(13) 內(nèi),且瓦形永磁體(11)磁極為N、S相間方式排列結(jié)構(gòu);所述端蓋(14)設(shè)置在非金屬磁輛兼 外殼(13)端面,且在端蓋(14)中部設(shè)有中軸(12);所述內(nèi)定子設(shè)置在底座上,并且在其中 部設(shè)有軸承(21)、軸孔(23);所述電樞繞組(22)纏繞在非磁性金屬或塑料槽體(24)上。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無接觸式永磁禍流感應(yīng)自行車交流發(fā)電機(jī),其特征在 于:六片永磁體組成=磁極對和定子六組二相繞組分別形成60度夾角,且為一一對應(yīng)的結(jié) 構(gòu);所述瓦形永磁體(11)在非金屬磁輛兼外殼(13)內(nèi)為60度弧度布置;且在由=組六片 永磁體組成的外轉(zhuǎn)子和六組二相繞組組成的內(nèi)定子交流發(fā)電機(jī)外安裝有固定支架。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無接觸式永磁禍流感應(yīng)自行車交流發(fā)電機(jī),其特征在 于:所述內(nèi)定子為非磁性金屬或塑料制作的圓柱形槽體結(jié)構(gòu),線圈繞組按=組單相或六組 二相繞組布置。4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的一種無接觸式永磁禍流感應(yīng)自行車交流發(fā)電機(jī),其 特征在于:所述的交流發(fā)電機(jī)安裝在自行車圈上,且距離車圈外緣5mm,并與自行車運(yùn)動部 件無接觸。
【文檔編號】H02K1-16GK204290536SQ201420677783
【發(fā)明者】張繼林 [申請人]張繼林