本實(shí)用新型屬于發(fā)電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種永磁發(fā)電機(jī)。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有技術(shù)的發(fā)電機(jī)有柴油發(fā)動(dòng)機(jī)、蒸汽機(jī)、電動(dòng)機(jī)等，他們大多采用柴油或汽油作為能源，耗油量大，噪音大，二氧化碳廢氣大，環(huán)境污染比較嚴(yán)重，而且易受環(huán)境污染和氧化，壽命比較短，發(fā)電機(jī)易發(fā)生機(jī)械故障而壽命短，維修費(fèi)用高，而且能量轉(zhuǎn)化率低或能量使用率低，能量浪費(fèi)大。因此人們亟需尋求一個(gè)轉(zhuǎn)化率高，污染小、可持續(xù)發(fā)展的發(fā)電機(jī)促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的上述問題，提供一種節(jié)能環(huán)保、能量轉(zhuǎn)化率高的永磁發(fā)電機(jī)。

為實(shí)現(xiàn)上述實(shí)用新型目的，本實(shí)用新型采用了如下技術(shù)方案：

一種永磁發(fā)電機(jī)，包括機(jī)架以及安裝在機(jī)架上的交流發(fā)電機(jī)、飛輪、轉(zhuǎn)軸、調(diào)速器和至少一個(gè)用于驅(qū)動(dòng)飛輪加速旋轉(zhuǎn)的第一變頻電動(dòng)機(jī)；所述轉(zhuǎn)軸穿過飛輪軸心可轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在機(jī)架上；調(diào)速器的一端與轉(zhuǎn)軸的一端連接，另一端與交流發(fā)電機(jī)的輸入軸連接；所述第一變頻電動(dòng)機(jī)的輸出軸末端設(shè)置有永磁主動(dòng)輪，第一變頻電動(dòng)機(jī)通過永磁主動(dòng)輪帶動(dòng)飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)，飛輪與永磁主動(dòng)輪的直徑比為10:1。

上述的一種永磁發(fā)電機(jī)還包括第二變頻電動(dòng)機(jī)，第二變頻電動(dòng)機(jī)的輸出軸經(jīng)聯(lián)軸器與轉(zhuǎn)軸相連接；第一變頻電動(dòng)機(jī)上的永磁主動(dòng)輪與飛輪邊緣嚙合。

上述飛輪安裝在一個(gè)密封的油箱內(nèi)，永磁主動(dòng)輪與飛輪邊緣嚙合。

在上述調(diào)速器與交流發(fā)電機(jī)之間設(shè)有一個(gè)安裝在轉(zhuǎn)軸上的平衡齒輪。

上述飛輪采用臥式安裝在機(jī)架上，轉(zhuǎn)軸豎立安裝在機(jī)架上；轉(zhuǎn)軸頂端安裝有一個(gè)與永磁主動(dòng)輪嚙合的大錐形齒輪；位于飛輪下方的轉(zhuǎn)軸上固定有一個(gè)隨著飛輪一起轉(zhuǎn)動(dòng)的圓盤，該圓盤由永磁體制成；圓盤下方設(shè)有兩組通電能產(chǎn)生與圓盤極性相反的電磁線圈；轉(zhuǎn)軸底端為錐形結(jié)構(gòu)，立在機(jī)架上。

上述調(diào)速器與轉(zhuǎn)軸連接的一端設(shè)置有小錐形齒輪，該小錐形齒輪與大錐形齒輪相嚙合。

上述飛輪的直徑為2000-5000mm。

上述調(diào)速器為無(wú)極電磁調(diào)速器。

上述交流發(fā)電機(jī)的電能輸出端有兩路并聯(lián)輸出，一路對(duì)外輸出電能，一路接有電瓶組，所述電瓶組用于給第一變頻電動(dòng)機(jī)供電。

上述電瓶組還用于給第二變頻電動(dòng)機(jī)供電。

相比于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型的優(yōu)勢(shì)在于：

本實(shí)用新型主要利用變頻電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)飛輪高速旋轉(zhuǎn)，根據(jù)杠桿原理來(lái)增大轉(zhuǎn)軸的扭力，通過飛輪及轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)做功，并將變頻電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的動(dòng)力傳遞給交流發(fā)電機(jī)，再通過調(diào)節(jié)變頻電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速以及利用調(diào)速器將轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速調(diào)整至交流發(fā)電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速來(lái)進(jìn)行發(fā)電；同時(shí)分別采用永磁主動(dòng)輪、密封飛輪的油箱和通電電磁線圈來(lái)大大減少飛輪傳遞動(dòng)力過程中產(chǎn)生的摩擦力；并且交流發(fā)電機(jī)通過連接電瓶組，交流發(fā)電機(jī)發(fā)出的電能既能對(duì)外供電使用，又能給電瓶組充電回供給變頻電動(dòng)機(jī)使用。本實(shí)用新型使能量使用率和轉(zhuǎn)化率最大化提升，不使用柴油或汽油就能電動(dòng)發(fā)電，具有自產(chǎn)電、自充電的功能。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是圖2將飛輪安裝在油箱內(nèi)后的正視示意圖。

圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例3的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記：1-機(jī)架，2-交流發(fā)電機(jī)，3-飛輪，4-轉(zhuǎn)軸，5-調(diào)速器，6-第一變頻電動(dòng)機(jī)，7-永磁主動(dòng)輪，8-第二變頻電動(dòng)機(jī)，9-軸承座，10-油箱，11-平衡齒輪，12-大錐形齒輪，13-小錐形齒輪，14-電磁線圈，15-圓盤。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合實(shí)施例及其附圖對(duì)本實(shí)用新型技術(shù)方案作進(jìn)一步非限制性的詳細(xì)說(shuō)明。

實(shí)施例1：

如圖1所示，一種永磁發(fā)電機(jī)包括機(jī)架1以及安裝在機(jī)架上的1200kw交流發(fā)電機(jī)2、直徑為5000mm的飛輪3、轉(zhuǎn)軸4、增速比為1:2的調(diào)速器5和一個(gè)100kw用于驅(qū)動(dòng)飛輪加速旋轉(zhuǎn)的第一變頻電動(dòng)機(jī)6；轉(zhuǎn)軸4穿過飛輪3軸心通過軸承座9可轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在機(jī)架1上，飛輪3及轉(zhuǎn)軸4用于傳遞動(dòng)力；調(diào)速器5的低速端與轉(zhuǎn)軸4的一端配接，調(diào)速器5的高速端與交流發(fā)電機(jī)2的輸入軸配接，調(diào)速器5用于將轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速提升至交流發(fā)電機(jī)2的額定轉(zhuǎn)速；第一變頻電動(dòng)機(jī)6的輸出軸末端設(shè)置有永磁主動(dòng)輪7，第一變頻電動(dòng)6通過永磁主動(dòng)輪7與飛輪3邊緣嚙合，飛輪3與永磁主動(dòng)輪7的直徑比為10:1。

本實(shí)施例還包括一個(gè)20kw第二變頻電動(dòng)機(jī)8，第二變頻電動(dòng)機(jī)8的輸出軸經(jīng)聯(lián)軸器與轉(zhuǎn)軸4連接，第一變頻電動(dòng)機(jī)6與第二變頻電動(dòng)機(jī)8共同帶動(dòng)飛輪3加速旋轉(zhuǎn)。

交流發(fā)電機(jī)2的電能輸出端有兩路并聯(lián)輸出，一路對(duì)外輸出，一路接有電瓶組，所述電瓶組用于給第一變頻電動(dòng)機(jī)6和第二變頻電動(dòng)機(jī)8供電。

本實(shí)施例中采用的調(diào)速器5型號(hào)為德國(guó)zz-antViebe齒輪箱型，VnV-I6O型，生產(chǎn)于上海風(fēng)力發(fā)電設(shè)備廠。

實(shí)施例1的永磁發(fā)電機(jī)的工作過程：

一、啟動(dòng)第一變頻電動(dòng)機(jī)6，手動(dòng)可調(diào)，通過永磁主動(dòng)輪7帶動(dòng)飛輪3開始高速旋轉(zhuǎn)。

二、啟動(dòng)第二變頻電動(dòng)機(jī)8，手動(dòng)可調(diào)，驅(qū)動(dòng)飛輪3得到助力旋轉(zhuǎn)。

三、交流發(fā)電機(jī)2的額定轉(zhuǎn)速為320轉(zhuǎn)/min，第一變頻電動(dòng)機(jī)6與第二變頻電動(dòng)機(jī)8共同帶動(dòng)飛輪3轉(zhuǎn)動(dòng)，使其轉(zhuǎn)速為160轉(zhuǎn)/min，再經(jīng)過增速比為1:2的調(diào)速器5將轉(zhuǎn)速增至320轉(zhuǎn)/min即交流發(fā)電機(jī)2的額定轉(zhuǎn)速，用于給交流發(fā)電機(jī)2發(fā)電。由于飛輪3與永磁主動(dòng)輪7的直徑比為10:1，根據(jù)杠桿原理，飛輪3將轉(zhuǎn)軸4的扭力增加了10倍。

實(shí)施例2

如圖2和3所示，一種永磁發(fā)電機(jī)包括機(jī)架1以及安裝在機(jī)架上的1200kw交流發(fā)電機(jī)2、直徑為2000mm的飛輪3、轉(zhuǎn)軸4、增速比為1:15的調(diào)速器5和兩個(gè)60kw用于驅(qū)動(dòng)飛輪3加速旋轉(zhuǎn)的第一變頻電動(dòng)機(jī)6；飛輪3安裝在一個(gè)密封的油箱10內(nèi)，且浸泡在油箱內(nèi)的機(jī)油中，用于降低飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的摩擦力和噪音；轉(zhuǎn)軸4穿過飛輪3軸心可轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在機(jī)架1上，飛輪3及轉(zhuǎn)軸4用于傳遞動(dòng)力；調(diào)速器5的低速端與轉(zhuǎn)軸4的一端配接，調(diào)速器5的高速端與交流發(fā)電機(jī)2的輸入軸配接，調(diào)速器5用于將轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速提升至交流發(fā)電機(jī)2的額定轉(zhuǎn)速；兩個(gè)第一變頻電動(dòng)機(jī)6的輸出軸末端均設(shè)置有永磁主動(dòng)輪7，第一變頻電動(dòng)6通過永磁主動(dòng)輪7與飛輪3邊緣嚙合，飛輪3與永磁主動(dòng)輪7的直徑比為10:1。

在調(diào)速器5與交流發(fā)電機(jī)2之間的轉(zhuǎn)軸上裝配有一個(gè)平衡齒輪11，平衡齒輪11在一定轉(zhuǎn)速下可增加平衡力，起到穩(wěn)定電壓的作用。

交流發(fā)電機(jī)2的電能輸出端有兩路并聯(lián)輸出，一路對(duì)外輸出，一路接有電瓶組，所述電瓶組用于給兩個(gè)第一變頻電動(dòng)機(jī)6供電。

本實(shí)施例中采用的調(diào)速器5型號(hào)為德國(guó)zz-antViebe齒輪箱型，VnV-I6O型，生產(chǎn)于上海風(fēng)力發(fā)電設(shè)備廠。

實(shí)施例2的永磁發(fā)電機(jī)的工作過程：

一、啟動(dòng)兩個(gè)第一變頻電動(dòng)機(jī)6，手動(dòng)可調(diào)，通過永磁主動(dòng)輪7帶動(dòng)齒輪3開始高速旋轉(zhuǎn)。

二、交流發(fā)電機(jī)2的額定轉(zhuǎn)速為320轉(zhuǎn)/min，第一變頻電動(dòng)機(jī)6驅(qū)動(dòng)齒輪3轉(zhuǎn)動(dòng)，使其轉(zhuǎn)速為21.3轉(zhuǎn)/min，再經(jīng)過增速比為1:15的調(diào)速器5將轉(zhuǎn)速增至320轉(zhuǎn)/min即交流發(fā)電機(jī)2的額定轉(zhuǎn)速，用于給交流發(fā)電機(jī)2發(fā)電；平衡齒輪11在調(diào)速器5的帶動(dòng)下可增加平衡力，起到穩(wěn)定電壓的作用。由于飛輪3與永磁主動(dòng)輪7的直徑比為10:1，根據(jù)杠桿原理，飛輪3將轉(zhuǎn)軸4的扭力增加了10倍。

實(shí)施例3：

如圖4所示，一種永磁發(fā)電機(jī)包括機(jī)架1以及安裝在機(jī)架上的1200kw交流發(fā)電機(jī)2、直徑為5000mm的飛輪3、轉(zhuǎn)軸4、減速比為10:1的調(diào)速器5和一個(gè)120kw用于驅(qū)動(dòng)飛輪3加速旋轉(zhuǎn)的第一變頻電動(dòng)機(jī)6；飛輪3的質(zhì)量為5000kg，飛輪3采用臥式安裝在機(jī)架1上，轉(zhuǎn)軸4豎立安裝在機(jī)架1上，轉(zhuǎn)軸4穿過飛輪3軸心可轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在機(jī)架1上，飛輪3及轉(zhuǎn)軸4用于傳遞動(dòng)力；轉(zhuǎn)軸4頂端安裝有一個(gè)與錐形永磁主動(dòng)輪7嚙合的大錐形齒輪12，永磁主動(dòng)輪7安裝在第一變頻電動(dòng)機(jī)6的輸出軸上；位于飛輪3下方的轉(zhuǎn)軸4上固定有一個(gè)隨著飛輪一起轉(zhuǎn)動(dòng)的圓盤15，圓盤15由永磁體制成；圓盤15下方設(shè)有兩組通電能產(chǎn)生與圓盤極性相反的電磁線圈14；轉(zhuǎn)軸4的底端為錐形結(jié)構(gòu)，直立在機(jī)架1上；調(diào)速器5的高速端設(shè)有一個(gè)與大錐形齒輪12嚙合的小錐形齒輪13；調(diào)速器5的低速端與交流發(fā)電機(jī)2的輸入軸連接，調(diào)速器5用于將轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速降低至交流發(fā)電機(jī)2的額定轉(zhuǎn)速；大錐形齒輪12與永磁主動(dòng)輪7的直徑比為5:1，大錐形齒輪12與小錐形齒輪13的直徑比也為5:1，飛輪3與永磁主動(dòng)輪7的直徑比為10:1。

交流發(fā)電機(jī)2的電能輸出端有兩路并聯(lián)輸出，一路對(duì)外輸出，一路接有電瓶組，所述電瓶組用于給第一變頻電動(dòng)機(jī)供電6。

本實(shí)施例中采用的調(diào)速器5為三相異步電磁調(diào)速器，型號(hào)為Y2-355M2-6，功率為l85KW，生產(chǎn)于浙江省臺(tái)州市電機(jī)廠。

實(shí)施例3的永磁發(fā)電機(jī)的工作過程：

一、啟動(dòng)電磁線圈14的電源，產(chǎn)生強(qiáng)力磁場(chǎng)，使圓盤15受到與重力方向相反的電磁力，從而使飛輪3受到向上的力而處于失重狀態(tài)，大大降低了摩擦力；

二、啟動(dòng)第一變頻電動(dòng)機(jī)6，手動(dòng)可調(diào)，通過永磁主動(dòng)輪7帶動(dòng)大錐形齒輪12開始高速旋轉(zhuǎn)。

三、交流發(fā)電機(jī)2的額定轉(zhuǎn)速為320轉(zhuǎn)/min，第一變頻電動(dòng)機(jī)6的轉(zhuǎn)速為3200轉(zhuǎn)/min，通過大錐形齒輪12帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸4和飛輪3轉(zhuǎn)動(dòng)，使飛輪3的轉(zhuǎn)速降為640轉(zhuǎn)/min，大錐形齒輪12再帶動(dòng)小錐形齒輪13轉(zhuǎn)動(dòng)，使其轉(zhuǎn)速增為3200轉(zhuǎn)/min，再經(jīng)過減速比為10:1的調(diào)速器5將轉(zhuǎn)速減至320轉(zhuǎn)/min即交流發(fā)電機(jī)2的額定轉(zhuǎn)速，用于給交流發(fā)電機(jī)2發(fā)電。由于飛輪3與永磁主動(dòng)輪7的直徑比為10:1，根據(jù)杠桿原理，飛輪3將轉(zhuǎn)軸4的扭力增加了10倍。

本實(shí)用新型采用電腦控制系統(tǒng)來(lái)調(diào)節(jié)第一變頻電動(dòng)機(jī)的電壓及轉(zhuǎn)速以調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速，使交流發(fā)電機(jī)達(dá)到額定轉(zhuǎn)速進(jìn)行發(fā)電；并通過輪流切換電瓶不停地給變頻電動(dòng)機(jī)供電。

綜上所述，本實(shí)用新型主要利用變頻電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)飛輪高速旋轉(zhuǎn)，根據(jù)杠桿原理來(lái)增大轉(zhuǎn)軸的扭力，通過飛輪及轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)做功，并將變頻電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的動(dòng)力傳遞給交流發(fā)電機(jī)，再通過調(diào)節(jié)變頻電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速以及利用調(diào)速器將轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速調(diào)整至交流發(fā)電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速來(lái)進(jìn)行發(fā)電；同時(shí)分別采用永磁主動(dòng)輪、密封飛輪的油箱和通電電磁線圈來(lái)大大減少飛輪傳遞動(dòng)力過程中產(chǎn)生的摩擦力；并且交流發(fā)電機(jī)通過連接電瓶組，交流發(fā)電機(jī)發(fā)出的電能既能對(duì)外供電使用，又能給電瓶組充電回供給變頻電動(dòng)機(jī)使用。本實(shí)用新型使能量使用率和轉(zhuǎn)化率最大化提升，不使用柴油或汽油就能電動(dòng)發(fā)電，具有自產(chǎn)電、自充電的功能。

需要指出的是，上述較佳實(shí)施例僅為說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人士能夠了解本實(shí)用新型的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，并不能以此限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本實(shí)用新型精神實(shí)質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。