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

發(fā)明內容
本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種發(fā)電機，可以在一個往復式運動周期，引發(fā)線包中 更強的磁通變化率，達到高效率發(fā)電的目的。
為了解決上述問題，本發(fā)明所采取的技術方案是一種高效率的往復運動式電磁感應發(fā) 電機，將定子的線包沿著轉子往復運動的軌跡排列，線包的軸線垂直于該運動方向。往復運 動的轉子安裝有永久磁鐵，最簡單轉子的實例就是一個圓柱形的永久磁鐵，磁鐵的磁場軸線 垂直于往復運動的軌跡方向，平行于線包軸線。當轉子往復運動時，定子線包中的磁通量劇 烈變化，高效率地感應出電動勢。
作為優(yōu)選設計，如圖1所示。定子1采用條形支架數(shù)M-1的單條支架，支架長度為120mm，多個結構相同的3000匝、直流電阻為0.5歐姆的線包置于單條支架上N-21個線包槽4內， 線包軸線方向垂直于定子支架方向；沿導槽3滑動的轉子2為支架數(shù)X=2的雙條狀支架結構， 跨于定子1的單條支架之上，多對N35釹鐵硼永久磁鐵安置在兩側支架的2*Y個永久磁鐵槽 5內，這里Y=8，同一條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。當轉子沿導槽運動時，效率極高地感應出電動勢。為了減少轉子往復運動時的 碰撞，在轉子運動軌跡方向的兩端或一端可以安裝有彈簧，用于緩沖或懸掛轉子，或者在轉 子運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。圖2所 示的轉子上安裝永久磁鐵插槽的兩個外側面可以安裝提供磁路的鐵片或硅鋼片，提高效率。
簡易而高效的優(yōu)選設計如圖3所示在電機機殼1中設有導槽2，定子的線包3安置在
導槽的兩側，線包的軸線垂直于導槽，圓柱形的永久磁鐵4可以在導槽內滾動，磁鐵的磁場
軸線垂直于導槽，與線包軸線平行。當磁鐵滾動經(jīng)過兩側線包時，線包中感應出電動勢。
圖1是一種高效率的往復運動式電磁感應發(fā)電機的核心部件示意圖。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子2，轉子2沿著定子1的導 軌3作往復式運動，轉子2的永久磁鐵隊列經(jīng)過定子1的線包安裝槽4里的線包隊列，在線 包中高頻率地感應出電動勢，實現(xiàn)將往復運動的機械能高效率地轉化為電能的過程。
采用上述技術方案，本發(fā)明有益的技術效果在于1)由于在轉子往復式運動的有限的行
程內，將原本是一次變化的轉子運動，轉化為多個線包內若干多次的磁感應變化，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)結構簡單，重量輕，成本低廉， 易于制作成精密而密封的產品，適用于條件嚴酷的場合；3)在難以獲得電能但又具備頻繁運 動的場合，例如顛簸的車輛、風浪中的船舶和航標、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備長期依靠電池供電，既昂貴又不可靠， 一旦電池耗盡，航標 燈熄滅、TPMS系統(tǒng)失靈、手機等通訊設備無法正常工作，將會造成很大損失，另一方面， 丟棄的電池會造成環(huán)境的嚴重而長期的污染，極其難以根治。
以下結合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進一步的詳細說明


圖1是條狀定子與可沿導槽往復滑動的轉子配合示意圖。
圖2是圖1例中的轉子骨架示意圖。
圖3是雙線包單磁鐵滾軸式感應發(fā)電機示意圖。
具體實施方式
實施例一、如圖1所示，是單排線包支架構成的條狀定子與可沿導槽往復滑動的雙排永 久磁鐵及其支架構成的轉子配合示意圖。為了突出重點，便于說明原理，該圖沒有將機殼、 減震墊、懸掛彈簧等部件畫進來。
按照本實施例中的結構，當圖2所示的轉子沿著導槽作往復式運動時，轉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)過的定子的條狀支架上的線包中磁通量的急劇變化，我們可以計算如果對應1HZ的往復運動，線包中有效的磁通變化率為YHZ，也就是說 各個獨立的線包中磁通變化率提高倍數(shù)與轉子支架上永久磁鐵對數(shù)Y相同，只要適當選取永久磁鐵的數(shù)量，就可以獲得相當高的磁通變化率，這是高效率發(fā)電的關鍵之所在。各線包的 線徑、繞向、窗口面積和匝數(shù)等參數(shù)相同，各線包間連接方式一般采用獨立整流后再并聯(lián)， 半波、全波或橋式整流電路采用貼片肖特基二極管，輸出正負極間接濾波儲能電容器。線包 連接方式也可串聯(lián)，如全體串聯(lián)、分級串聯(lián)等方式，串聯(lián)后再整流濾波。
實施例二、如圖3所示，是雙線包單磁鐵滾軸式感應發(fā)電機示意圖。圓柱形永久磁鐵4 可以在導槽2內來回滾動，永久磁鐵的磁場軸心就是圓柱體的幾何中心，當圓柱形磁鐵滾動 經(jīng)過鑲嵌在導槽2兩側、機殼1中的線包3時，引起兩側的線包3中的磁通量急劇變化，在 線包3中感應出電動勢，實現(xiàn)發(fā)電。兩個線包的線徑、繞向、窗口面積和匝數(shù)等參數(shù)相同，. 串聯(lián)后經(jīng)整流濾波后可對外供電。其與實施例一相比，主要是簡化了結構，具有結構簡單、 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用環(huán)境。
權利要求1. 一種往復運動式電磁感應發(fā)電機，其特征是定子的一側或兩側安裝有線包，有永久磁鐵的轉子可以沿定子的一側或兩側進行往復式運動。
2、 根據(jù)權利要求l所述的往復運動式電磁感應發(fā)電機，其特征是定子上有沿轉子運動方向排列成條狀用以固定線包的支架，定子設有M條支架，M》l。
3、 根據(jù)權利要求l所述的往復運動式電磁感應發(fā)電機，其特征是定子每條支架上 裝有N個線包，N》l，線包軸線垂直于轉子運動方向，至少與之夾角不小于45°。
4、 根據(jù)權利要求1所述的往復運動式電磁感應發(fā)電機，其特征是轉子可往復運動， 其條狀支架上裝有永久磁鐵；轉子有X條支架，X》l，每一支架安裝Y個永久磁鐵，Y》l; 永久磁鐵的磁極方向垂直于轉子的運動方向，至少與該方向的夾角不小于45°。
5、 根據(jù)權利要求4所述的轉子，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)權利要求l所述的往復運動式電磁感應發(fā)電機，其特征是轉子本身就是僅包含一塊永久磁鐵的物體，是可以沿往復運動軌跡自由滾動的圓柱形或圓臺形，或者是可以 沿往復運動軌跡自由滑動的長方體、多面體或其它形狀。
7、 根據(jù)權利要求l所述的往復運動式電磁感應發(fā)電機，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)權利要求l所述的往復運動式電磁感應發(fā)電機，其特征是在轉子運動軌跡方向的兩端或一端安裝有彈簧，用于緩沖或懸掛轉子，或者在轉子運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)權利要求l所述的往復運動式電磁感應發(fā)電機，其特征是當轉子的磁鐵排數(shù)比定子的線包排數(shù)多一時，位于轉子的往復式運動方向兩側的磁鐵的外側，安裝導磁性材 料制造的長條如鐵條。
專利摘要本實用新型公開了一種往復運動式電磁感應發(fā)電機，包括沿往復運動方向排列線包的定子，包括定子支架內排列的線包，還包括轉子上排列的永久磁鐵。當轉子在外力作用下作往復運動時，其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出電動勢，將動能轉化為電能。定子上有沿轉子運動軌跡方向排列成條狀的支架用以固定線包，線包軸線垂直于轉子運動方向。裝有永久磁鐵的轉子作往復式運動，磁鐵的磁軸方向垂直于轉子運動方向。作為特例，當轉子的支架條數(shù)X＝0時，轉子本身就是可以沿往復運動方向自由滾動的圓柱形永久磁鐵，或是沿運動方向自由滑動的長方體或多面體永久磁鐵。這樣設計，結構簡單實用性強，具有很高的性能價格比。
文檔編號H02K35/02GK201078834SQ200620016089
公開日2008年6月25日 申請日期2006年11月30日 優(yōu)先權日2006年11月30日
發(fā)明者呂大明 申請人:呂大明