一種無接觸式永磁渦流感應自行車交流發(fā)電機的制作方法
【技術(shù)領域】
[0001] 本實用新型設及發(fā)電機應用技術(shù)領域，尤其是一種無接觸式永磁禍流感應自行車 交流發(fā)電機。
【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；通過鏈條機械傳動裝置接觸驅(qū)動發(fā)電機發(fā)電；在車輪軸（前、中、后） 上安裝齒輪傳動裝置帶動發(fā)電機發(fā)電等。
[0005] 該類發(fā)電機的共同特點都是：發(fā)電裝置必須與自行車的運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)復雜，體積龐大、不易安裝、維護，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驅(qū)動的自行車發(fā)電機。 【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自行車交流發(fā)電機。
[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自 行車交流發(fā)電機，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)；所述端蓋設置在非金屬磁輛兼外殼端面，且在 端蓋中部設有中軸；所述定子設置在底座上，并且在其中部設有軸承、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自行車交 流發(fā)電機，由于采用強磁體外轉(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，增強了定子繞組的電磁感應效能；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、應用效率高；安裝方便，基本無磨損、無故障，無需維 護；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)電機的外轉(zhuǎn)子，通過自行車運動時，其車圈（非磁性導體的 運動）產(chǎn)生的電磁感應驅(qū)動永磁體作旋轉(zhuǎn)運動而發(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利用；永磁體轉(zhuǎn)子外向磁極用于與自行車圈感應獲取自行車 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)生感應電動勢；定子中設置有多相繞 組的非磁性定子體，增強感應電流強度，提高發(fā)電機發(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 設備供電、充電；整體結(jié)構(gòu)簡單，實用性強，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├?，本領域普通技術(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自行車交流發(fā) 電機，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設置在非 金屬磁輛兼外殼13端面，且在端蓋14中部設有中軸12 ;所述定子設置在底座上，并且在其 中部設有軸承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)電機的基本原理，利用自 行車輪運動時，侶合金車圈（非磁性導體）的運動切割磁力線，產(chǎn)生感應禍流，進而形成禍 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，運動中的非磁性導體與永磁體接近時，非磁性導體會切割永磁體 中的磁力線，從而在非磁性導體中產(chǎn)生禍流電，禍流電在低電阻的非磁性導體中流動時又 會形成感應磁場，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體的相對運動方式，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)電機安裝位置，位于自行車圈（非磁性金屬導體）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)。設發(fā)電機外轉(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)電機轉(zhuǎn)速的關(guān)系如下 表：
[0029] 自行車速度與發(fā)電機轉(zhuǎn)速關(guān)系測算表
[0030]
【主權(quán)項】
1. 一種無接觸式永磁禍流感應自行車交流發(fā)電機，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)設置在非金屬磁輛兼 外殼（13)端面，且在端蓋（14)中部設有中軸（12);所述內(nèi)定子設置在底座上，并且在其中 部設有軸承（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自行車交流發(fā)電機，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自行車交流發(fā)電機，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自行車交流發(fā)電機，其 特征在于：所述的交流發(fā)電機安裝在自行車圈上，且距離車圈外緣5mm，并與自行車運動部 件無接觸。
【專利摘要】一種無接觸式永磁渦流感應自行車交流發(fā)電機，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)；所述底座設置在內(nèi)定子的底部，且在底座中部設有軸孔、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自行車交流發(fā)電機， 由于采用強磁體外轉(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。
【IPC分類】H02K1-16, H02K5-04, H02K1-27
【公開號】CN204290536
【申請?zhí)枴緾N201420677783
【發(fā)明人】張繼林
【申請人】張繼林
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2014年11月13日