專利名稱：一種往復(fù)運(yùn)動式電磁感應(yīng)發(fā)電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)電機(jī)，具體涉及一種高效率的往復(fù)運(yùn)動式電磁感應(yīng)發(fā)電機(jī)。
背景技術(shù)：
此前的往復(fù)運(yùn)動式電磁感應(yīng)發(fā)電機(jī)，是將定子做成薄壁筒狀，筒的空腔是磁鋼可以往復(fù)運(yùn)動的通道，或稱導(dǎo)軌。筒的中部外壁繞有線包。當(dāng)磁鋼沿導(dǎo)軌作往復(fù)式運(yùn)動時，來回穿過線包，感應(yīng)出電動勢。
這種技術(shù)方案使得每一次往復(fù)運(yùn)動只能引起線包磁通量的一個周期變化，磁通變化率低，感應(yīng)發(fā)電效率不高，也由于結(jié)構(gòu)的缺陷，此種類型的發(fā)電機(jī)難以發(fā)出較大的功率，在許多應(yīng)用場合無能為力。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種發(fā)電機(jī)，可以在一個往復(fù)式運(yùn)動周期，引發(fā)線包中更強(qiáng)的磁通變化率，達(dá)到高效率發(fā)電的目的。
為了解決上述問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是一種高效率的往復(fù)運(yùn)動式電磁感應(yīng)發(fā)電機(jī)，將定子的線包沿著轉(zhuǎn)子往復(fù)運(yùn)動的軌跡排列，線包的軸線垂直于該運(yùn)動方向。往復(fù)運(yùn)動的轉(zhuǎn)子安裝有永久磁鐵，最簡單轉(zhuǎn)子的實(shí)例就是一個圓柱形的永久磁鐵，磁鐵的磁場軸線垂直于往復(fù)運(yùn)動的軌跡方向，平行于線包軸線。當(dāng)轉(zhuǎn)子往復(fù)運(yùn)動時，定子線包中的磁通量劇烈變化，高效率地感應(yīng)出電動勢。
作為優(yōu)選設(shè)計，如圖1所示。定子1采用條形支架，多個線包置于其上N個線包槽4內(nèi)。沿導(dǎo)槽3滑動的轉(zhuǎn)子2為雙條狀支架結(jié)構(gòu)，跨于定子1支架之上，多對永久磁鐵安置在兩側(cè)支架的2*Y個永久磁鐵槽5內(nèi)，同一支架上相鄰永久磁鐵的極性相反而交錯排列，不同支架上相對磁鐵的極性相同。當(dāng)轉(zhuǎn)子沿導(dǎo)槽運(yùn)動時，效率極高地感應(yīng)出電動勢。
簡易而高效的優(yōu)選設(shè)計如圖3所示在電機(jī)機(jī)殼1中設(shè)有導(dǎo)槽2，定子的線包3安置在導(dǎo)槽的兩側(cè)，線包的軸線垂直于導(dǎo)槽，圓柱形的永久磁鐵4可以在導(dǎo)槽內(nèi)滾動，磁鐵的磁場軸線垂直于導(dǎo)槽，與線包軸線平行。當(dāng)磁鐵滾動經(jīng)過兩側(cè)線包時，線包中感應(yīng)出電動勢。
圖1是一種高效率的往復(fù)運(yùn)動式電磁感應(yīng)發(fā)電機(jī)的核心部件示意圖。在安裝槽5里按照‘相鄰極性交錯，相對極性相同’的方式安裝有永久磁鐵的轉(zhuǎn)子2，轉(zhuǎn)子2沿著定子1的導(dǎo)軌3作往復(fù)式運(yùn)動，轉(zhuǎn)子2的永久磁鐵隊(duì)列經(jīng)過定子1的線包安裝槽4里的線包隊(duì)列，在線包中高頻率地感應(yīng)出電動勢，實(shí)現(xiàn)將往復(fù)運(yùn)動的機(jī)械能高效率地轉(zhuǎn)化為電能的過程。
采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明有益的技術(shù)效果在于1)由于在轉(zhuǎn)子往復(fù)式運(yùn)動的有限的行程內(nèi)，將原本是一次變化的轉(zhuǎn)子運(yùn)動，轉(zhuǎn)化為多個線包內(nèi)若干多次的磁感應(yīng)變化，從而大大提高了線包中總的磁通變化率，獲得高效率發(fā)電的效果；2)結(jié)構(gòu)簡單，重量輕，成本低廉，易于制作成精密而密封的產(chǎn)品，適用于條件嚴(yán)酷的場合；3)在難以獲得電能但又具備頻繁運(yùn)動的場合，例如顛簸的車輛、風(fēng)浪中的船舶和航標(biāo)、行駛中的車輛和輪胎，以及長途跋涉的人畜等，在這些場合的用電設(shè)備長期依靠電池供電，既昂貴又不可靠，一旦電池耗盡，航標(biāo)燈熄滅、TPMS系統(tǒng)失靈、手機(jī)等通訊設(shè)備無法正常工作，將會造成很大損失，另一方面，丟棄的電池會造成環(huán)境的嚴(yán)重而長期的污染，極其難以根治。
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明
圖1是條狀定子與可沿導(dǎo)槽往復(fù)滑動的轉(zhuǎn)子配合示意圖。
圖2是圖1例中的轉(zhuǎn)子骨架示意圖。
圖3是雙線包單磁鐵滾軸式感應(yīng)發(fā)電機(jī)示意圖。
具體實(shí)施方式實(shí)施例一、如圖1所示，是條狀定子與可沿導(dǎo)槽往復(fù)滑動的轉(zhuǎn)子配合示意圖。為了突出重點(diǎn)，便于說明原理，該圖沒有將機(jī)殼、減震墊、懸掛彈簧等部件畫進(jìn)來。
按照本實(shí)施例中的結(jié)構(gòu)，當(dāng)轉(zhuǎn)子沿著導(dǎo)槽作往復(fù)式運(yùn)動時，轉(zhuǎn)子上多對按照相鄰極性相反交替排列的永久磁鐵引發(fā)所經(jīng)過的定子上的線包中磁通量的急劇變化，我們可以計算如果對應(yīng)1Hz的往復(fù)運(yùn)動，線包中有效的磁通變化率為YHz，也就是說線包中磁通變化率提高倍數(shù)與轉(zhuǎn)子支架上永久磁鐵對數(shù)相同，只要適當(dāng)選取永久磁鐵的數(shù)量，就可以獲得相當(dāng)高的磁通變化率，這是高效率發(fā)電的關(guān)鍵之所在。
實(shí)施例二、如圖3所示，是雙線包單磁鐵滾軸式感應(yīng)發(fā)電機(jī)示意圖。其與實(shí)施例一相比，主要是簡化了結(jié)構(gòu)，具有結(jié)構(gòu)簡單、制做容易、成本低廉、性能價格比高的優(yōu)越性，非常適用于要求體積小、密封好、發(fā)電功率比較小的場合，用以例如取代5號、7號電池或紐扣式電池的應(yīng)用環(huán)境。
在本例中，兩種方式各有優(yōu)點(diǎn)，可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選擇。
權(quán)利要求
1.一種往復(fù)運(yùn)動式電磁感應(yīng)發(fā)電機(jī)，其特征是定子的一側(cè)或兩側(cè)安裝有線包，有永久磁鐵的轉(zhuǎn)子可以沿定子的一側(cè)或兩側(cè)進(jìn)行往復(fù)式運(yùn)動。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的往復(fù)運(yùn)動式電磁感應(yīng)發(fā)電機(jī)，其特征是定子上有沿轉(zhuǎn)子運(yùn)動方向排列成條狀用以固定線包的支架，定子設(shè)有M條支架，M≥1，特殊情況下，定子支架就是發(fā)電機(jī)機(jī)殼的一部分。
3.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的往復(fù)運(yùn)動式電磁感應(yīng)發(fā)電機(jī)定子，其特征是定子每條支架上裝有N個線包，N≥1，線包軸線垂直于轉(zhuǎn)子運(yùn)動方向，至少與之夾角不小于45°。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的往復(fù)運(yùn)動式電磁感應(yīng)發(fā)電機(jī)，其特征是轉(zhuǎn)子可往復(fù)運(yùn)動，其條狀支架上裝有永久磁鐵。轉(zhuǎn)子有X條支架，X≥1，每一支架安裝Y個永久磁鐵，Y≥1。永久磁鐵的磁極方向垂直于轉(zhuǎn)子的運(yùn)動方向，至少與該方向的夾角不小于45°。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、4所述往復(fù)式感應(yīng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子，其特征是同一支架上相鄰永久磁鐵的極性相反而交錯排列，不同支架上在同一極性軸線上對齊的永久磁鐵的極性相同。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的往復(fù)運(yùn)動式電磁感應(yīng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子，其特征是轉(zhuǎn)子本身就是僅包含一塊永久磁鐵的物體，是可以沿往復(fù)運(yùn)動軌跡自由滾動的圓柱形或圓臺形，或者是可以沿往復(fù)運(yùn)動軌跡自由滑動的長方體、多面體或其它形狀。
7.根據(jù)權(quán)利要求4、5、6所述的往復(fù)運(yùn)動式電磁感應(yīng)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子，其特征是永久磁鐵磁極連線方向與定子線包繞線的軸線方向平行，至少是與該方向的夾角不大于60°。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的往復(fù)運(yùn)動式電磁感應(yīng)發(fā)電機(jī)，其特征是在轉(zhuǎn)子運(yùn)動軌跡方向的兩端或一端安裝有彈簧，用于緩沖或懸掛轉(zhuǎn)子，或者在轉(zhuǎn)子運(yùn)動軌跡方向的兩端或一端安裝有橡膠、塑料等其它材料制作的用于緩沖的部件。
9.根據(jù)權(quán)利要求2、3、4、5、7所述的往復(fù)式感應(yīng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子，其特征是當(dāng)X＝M+1，M≥1，也就是說當(dāng)轉(zhuǎn)子的磁鐵排數(shù)比定子的線包排數(shù)多一時，轉(zhuǎn)子的位于往復(fù)式運(yùn)動方向兩側(cè)的磁鐵的外側(cè)，安裝導(dǎo)磁性材料制造的長條如鐵條，用以提供外發(fā)磁場的磁路。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種往復(fù)運(yùn)動式電磁感應(yīng)發(fā)電機(jī)，包括沿往復(fù)運(yùn)動軌跡方向排列線包的定子，包括定子上沿運(yùn)動軌跡方向的長條形支架內(nèi)排列的線包，還包括轉(zhuǎn)子上排列的永久磁鐵。當(dāng)轉(zhuǎn)子在外力作用下作往復(fù)運(yùn)動時，其支架上排列的永久磁鐵的磁場經(jīng)過條狀定子支架上排列的線包而感應(yīng)出電動勢，將動能轉(zhuǎn)化為電能實(shí)現(xiàn)發(fā)電的目的。定子上有沿轉(zhuǎn)子運(yùn)動軌跡方向排列成條狀的支架用以固定線包，線包軸線垂直于轉(zhuǎn)子運(yùn)動方向。安裝有永久磁鐵的轉(zhuǎn)子可作往復(fù)式運(yùn)動，永久磁鐵的磁軸方向垂直于轉(zhuǎn)子往復(fù)運(yùn)動的方向。作為特例，當(dāng)轉(zhuǎn)子的支架條數(shù)X＝0時，轉(zhuǎn)子本身就是可以沿往復(fù)運(yùn)動方向自由滾動的圓柱形永久磁鐵，或者是可以沿往復(fù)運(yùn)動方向自由滑動的長方體或多面體永久磁鐵。這樣的設(shè)計，結(jié)構(gòu)簡單、實(shí)用性強(qiáng)，具有很高的性能價格比。
文檔編號H02K33/18GK1996725SQ200610157148
公開日2007年7月11日 申請日期2006年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月30日
發(fā)明者呂大明 申請人:呂大明